La vistosa nube naranja

14/02/2015 1 comentario
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El accidente químico del 12-2-15 merece una descripción técnica algo más detallada que la que los medios de comunicación generalistas han proporcionado. No hay todavía una versión oficial final, por lo que algunas conjeturas son solo eso, conjeturas. En todo caso, el texto puede servir para una lección de química inorgánica elemental.

La espectacularidad de las imágenes hizo que el accidente de Igualada del día 12 de febrero de 2015 hayan dado la vuelta al mundo, a pesar de que el balance final de accidentados ha sido de tres operarios con daños leves. Los medios hablan de heridos pero no tienen heridas en el sentido habitual, sino intoxicaciones e irritación ocular. Si la nube hubiera sido de color blanco o incolora, se habría hablado poco de todo ello.

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Para cualquier químico la composición de la nube era fácil de intuir: óxidos de nitrógeno. Hay pocos gases coloreados en química: el cloro, verdoso; los vapores de bromo, pardos como los de Igualada; los vapores de yodo, violáceos; y los óxidos de nitrógeno, pardo-naranja-marrón, de diferentes intensidades según la composición que tengan. Los compuestos principales de nitrógeno y oxígeno son N2O, NO, N2O3, NO2 y N2O5. Según las concentraciones y la temperatura unos se transforman en otros y se suelen expresar conjuntamente como NOx. Su color va del naranja claro hasta el marrón oscuro.

Estos óxidos se forman normalmente por dos vías: por la reacción directa del nitrógeno con el oxígeno, o bien procedentes del ácido nítrico o los nitratos, por simple descomposición o cuando reaccionan con otras sustancias. La reacción directa se da en toda combustión, sea con llama o en el interior de un motor de explosión o diésel: las elevadas temperaturas en el interior de los motores generan estos gases, además de los productos directos de combustión. Los NOx de los vehículos son gases que contribuyen a la contaminación atmosférica, que se ve agravada por las pequeñas partículas sólidas que los vehículos emiten, y especialmente los diésel. Todo ello genera la capa de contaminación atmosférica típica que se observa sobre las ciudades en días de inversión térmica. Los óxidos de nitrógeno son también responsables del smog fotoquímico cuando se descomponen con la luz solar y en presencia de otros compuestos presentes en la atmósfera, generando ozono y otros contaminantes irritantes.

La segunda vía de generación de los óxidos de nitrógeno es la que involucra al ácido nítrico HNO3. Este ácido no está presente en la naturaleza en cantidades significativas, y se obtiene a partir del amoníaco NH3. Éste se obtiene a su vez por síntesis directa catalítica entre el nitrógeno del aire y el hidrógeno obtenido del gas natural o de la nafta del petróleo. Este amoníaco se oxida catalíticamente con oxígeno del aire y se obtiene el ácido nítrico. Todas ellas son clásicas reacciones de la química inorgánica, que hoy permiten que la población mundial se pueda alimentar, porque tanto el amoníaco como el ácido nítrico son la fuente de los abonos nitrogenados, y por hoy no hay sustitutos a estos procesos.

El ácido nítrico es un líquido corrosivo, tóxico y muy oxidante. Es capaz de oxidar muchísimas sustancias, y entre ellas metales, sales y muchas sustancias orgánicas, dando productos variados. El nítrico se reduce -en sentido químico- y se reduce -en sentido habitual- porque pasa a haber menos nítrico, y los estados de oxidación del N de los productos resultantes son menores que el valor 5 que tiene en el ácido nítrico. En la industria química y farmacéutica son muy habituales las reacciones de nitración, en las que un compuesto reacciona con ácido nítrico modificándose para obtener productos intermedios para medicamentos; y parte del ácido nítrico se desprende en forma de vapores nitrosos. Antiguamente estos vapores se echaban directamente a la atmósfera, como cualquier vecino de edad un poco avanzada que viviera cerca de ciertas plantas químicas puede recordar -pienso en Mollet del Vallès, por ejemplo, o en Badalona o Montgat- , pero ahora esos gases residuales son absorbidos y depurados.

¿Qué pasó en Igualada?

La empresa SIMAR [+]  donde se ha producido el accidente, es una empresa pequeña-mediana que no fabrica productos, sino que los compra, los envasa en otro formato (de camión cisterna a bidones, por ejemplo) y los distribuye. Recibió un camión cisterna de ácido nítrico, y procedió a descargarlo vía una manguera conectada a la cisterna, y que iba hacia uno de los depósitos de 50.000 litros de la industria. Al parecer hubo un error humano y se descargó el nítrico a un depósito donde ya había otro producto. Desconozco si era un depósito que tenía que estar vacío y no lo estaba todavía, o si se equivocaron de depósito y descargaron en el depósito equivocado.

¿Qué contenía dicho depósito? He leído al menos cuatro versiones: inicialmente se habló de ácido sulfúrico H2SOy después de ácido fórmico HCOOH, de cloruro férrico o cloruro dede hierro (III) FeCl3 y de sulfuro férrico o sulfuro de hierro (III) Fe2S3, e incluso se ha citado la presencia de "una tercera sustancia no identificada". La mayor parte de las versiones periodísticas actuales hoy son que se trataba de ácido fórmico. Es improbable que se tratara de sulfuro férrico, porque es una sustancia sólida muy poco comercializada, que se descompone con facilidad.

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En cualquier caso, cualquiera de las tres sustancias reacciona con el ácido nítrico, que las oxida. La reacción desprende calor, que puede calentar e incluso hacer hervir la masa en reacción. Es verosímil que fuera eso lo que ocurrió, porque tuvo lugar una explosión, que no sería de un explosivo en sentido clásico sino de un incremento de presión brusco en el depósito debido al incremento de temperatura por la reacción. Si queda el depósito abierto con la mezcla reaccionando, se desprenden repentinamente hacia la atmósfera todos los vapores nitrosos confinados antes en el depósito, y se genera la nube naranja.

Las condiciones atmosféricas del día eran de inversión térmica. Es decir, que a algún centenar de metros por encima del suelo la temperatura del aire era superior a la que había en superficie. Ello permitió que los vapores nitrosos calientes subieran hasta la capa de inversión térmica, alejándose del suelo y de la población. Pero la capa de inversión térmica actuó como una barrera que impidió que los vapores siguieran subiendo hacia la estratosfera, y quedaron atrapados formando la nube que con el paso del tiempo se fue desvaneciendo hacia los lados y algo hacia arriba, hasta desaparecer.

¿Era la nube tóxica, irritante, corrosiva? En el momento de desprenderse del depósito, la concentración de los gases era alta, y en aquellas condiciones era tóxica, irritante, y -en contacto con humedad- corrosiva. A medida que se va diluyendo en la atmósfera va disminuyendo su toxicidad, y se mantiene su capacidad irritante de las mucosas hasta que la dilución es tal que ya no tiene más efecto que la contaminación atmosférica habitual de un día de inversión térmica.

Se ha dicho que la empresa no tenía el Plan de Autoprotección vigente, sino que era del 2006. Eso puede ser una infracción administrativa más o menos grave, pero que no explica las causas del accidente: por poner una analogía, puede pasar que un vehículo no tenga la ITV en regla, pero no por ello tiene que ser más peligroso que otro. No tener el Plan de Autoprotección actualizado es un indicio de mala práctica, pero no una explicación causal.

Los planes de emergencia que se aplicaron a la población fueron correctos, en mi opinión, confinándose a los habitantes en sus casas o en las escuelas, con prohibición de salir al exterior. La gente alarmada que adquirió mascarillas o se tapó la nariz con pañuelos no sabía que estas precauciones son inútiles si se trata de vapores nitrosos, porque atraviesan sin problemas los poros de las mascarillas o de los pañuelos: son gases que tienen dimensiones moleculares similares a las moléculas de los gases del aire. Para frenar su paso a los pulmones hay que usar mascarillas químicas, con sustancias que absorban los gases -como llevaban los bomberos- o ponerse ante la boca y la nariz trapos mojados, que disuelven bastante bien los vapores nitrosos. Pero lo que hay que evitar es respirarlos, y por eso el confinamiento fue la mejor solución, dado que se trataba simplemente de esperar a que la nube se fuera diluyendo, porque ya no se generaba más producto tóxido.

En el momento de escribir esta entrada, en la web de la empresa no se da ninguna información, y las notas oficiales todavía no se han redactado, porque no se ha acabado de cerrar todo el proceso. Cuando se dé una versión oficial de todo veremos si se ratifican las opiniones que aquí se expresan, o quizás hará falta que rectifiquemos.