Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Hvað er áburðarsprengja?

Áburðarsprengju mætti frekar kalla ammoníumnítratsprengju, því hægt er að gera sprengju úr ammoníumnítratáburði en ekki öðrum tegundum áburðar.

Snemma á 19. öld var farið að nota Chile saltpétur eða natríumnítrat (NaNO3) sem áburð og vitað var að það var köfnunarefnið (efnatákn N) sem jók mjög vöxt plantna. Þegar framleiðsla á ammoníaki (NH3) hófst með aðferð Haber og Bosch á árum fyrri heimsstyrjaldar varð skyndileg aukning á framboði köfnunarefnis. Efnafræðingar voru fljótir að átta sig á að eitt hæsta hlutfall köfnunarefnis til áburðar væri að finna í ammoníumnítrati (NH4NO3) og hófst stórfelld framleiðsla þess strax eftir stríðið. Fljótlega varð mönnum ljóst að efnið var ekki alveg stöðugt og að óhöpp gætu orðið. Ýmislegt var reynt, til dæmis að blanda það öðrum efnum. Á þeim tíma var efnið framleitt sem duft og sett í geymslur þar sem það dró til sín raka úr andrúmsloftinu og rann oft saman í köggul. Til að koma því á markað voru kögglarnir brotnir upp með hökum og efninu pakkað í pappírspoka. Árið 1921 var verið að brjóta köggla úr blöndu ammoníumnítrats og ammoníumsúlfats ((NH4)2SO4) í vörugeymslu í borginni Oppau í úthverfi Ludwikshafen í Þýskalandi og í stað haka var notað dýnamít til að losa um hauginn. Þetta hafði verið gert margsinnis áður og var talið öruggt vegna blöndunar við ammoníumsúlfat. Þennan tiltekna dag varð þó ein mesta sprenging sem sögur fara af í iðnaði og dóu milli 500 og 600 manns. Drunur af sprengingunni heyrðust í München sem er í 300 km fjarlægð og í Heidelberg, 30 km í burtu, stöðvaðist umferð um götur vegna glerbrota. Oppau jafnaðist að mestu við jörðu. Fyrsta áburðarsprengingin hafði átt sér stað.

Fyrsta áburðasprengingin átti sér stað í Oppau í Þýskalandi árið 1921. Oppau jafnaðist að mestu við jörðu og milli 500 og 600 manns dóu.

Til að draga úr hættu á að ammoníumnítrat renni saman í köggla var nú byrjað að húða það með rakaverjandi efnum eins og vaxi og olíu. Óhöppunum fjölgaði en engin skýring fannst. Tvær stórar sprengingar urðu 1947, fyrst í höfninni í Texas City í Bandaríkjunum og hin síðari í höfninni í Brest í Frakklandi en á báðum stöðum varð mikið manntjón sem leiddi til þess að umfangsmikil rannsókn var gerð á ástæðum sprenginganna og hvernig umgangast mætti ammoníumnítrat með öruggum hætti. Niðurstaða rannsóknarinnar leiddi til nýrra reglna um geymslu, meðhöndlun og viðbrögð við hættuástandi í tengslum við ammoníumnítrat.

Fleiri rannsóknir hafa verið gerðar síðar á eiginleikum ammoníumnítrats. Það sem veldur óstöðugleika efnisins er að við hitun eða aukinn þrýsting brotnar efnið niður og myndar gastegundirnar vatnsgufu, köfnunarefni og súrefni: $$2NH_{4}NO_{3} \rightarrow 4H_{2}O_{(g)} + 2N_{2(g)} + O_{2(g)}$$

Almennt gengur efnahvarfið hægt þar sem það er innvermið (þarf orku) og ekkert af myndefnunum er eldfimt. Sé hins vegar eldfimu efni, eins og til dæmis olíu, blandað saman við ammoníumnítratið breytist ástandið þar sem við niðurbrotið myndast súrefni. Við upphitun slíkrar blöndu verður því til blanda af heitu eldfimu efni og súrefni. Það verður eldhætta þrátt fyrir að ekkert loft sé til staðar. Ekki þýðir því að reyna að kæfa eld þar sem ammoníumnítrat er nálægt því nægilegt súrefni myndast við niðurbrot þess og sérhver tilraun til innilokunar mun einungis leiða til hækkandi hita og auka líkur á sprengingu. Mikil áhersla hefur verið lögð á að dreifa þessari þekkingu til allra sem framleiða, geyma, flytja og nota ammoníumnítrat og áburð.

Norsk Hydro áburðarfyrirtækið (nú Yara) gerði tilraunir með öryggi ammóníumnítratáburðar fyrir um 20 árum. Í þeim tilraunum voru bretti með áburði, sem var í 25 kg plastpokum og með plasthjúp yfir, pakkað inn í heybagga og kveikt í heyinu. Allt heyið brann, plast utan af áburðinum bráðnaði og brann að hluta. Þetta var endurtekið nokkrum sinnum án þess að umtalsverðar skemmdir sæjust á áburðinum sjálfum. Þá var ammoníumnítratáburði troðið inn í riffilhlaup og hleypt af. Þetta var endurtekið nokkrum sinnum. Í öllum tilvikum sprakk hlaupið þar sem kúlan komst ekki út en áburðurinn í hlaupinu var óskemmdur og sprakk ekki.

Þessi aukna þekking leiddi til að nú er framleitt ammoníumnítrat blandað olíu (ANFO – ammoniumnitrat-fuel oil) og notað sem sprengiefni til almennra nota (e. civil explosive), annað hvort eitt og sér eða blönduð við önnur efni. Sérstakt leyfi þarf til að kaupa og eiga sprengiefni og á það einnig við um ANFO og ammoníumnítrat. Almennt er ekki lengur verið að dreifa hreinu ammoníumnítrati sem áburði eins og gert var áður fyrr, heldur er köfnunarefnisinnihald slíks áburðar undir 27%, það er óvirku efni eins og kalki er blandað saman við þannig að ammoníumnítratinnihaldið sé undir 80%. Þetta dregur verulega úr sprengihættunni.

Timothy McVeigh, fyrrum hermaður, sprengdi alríkisbygginguna í Oklahoma í loft upp árið 1995. 168 manns létust og yfir 680 slösuðust.

Þann 19. apríl 1995 var alríkisbyggingin í miðborg Oklahoma sprengd í loft upp. Við sprenginguna létust 168 og yfir 680 slösuðust, margir mjög alvarlega. Skemmdir urðu á yfir 300 byggingum og fjölmargir bílar eyðilögðust. Tjónið var á þeim tíma metið á yfir 650 milljón dollara. Fljótlega bárust böndin að Timothy McVeigh, fyrrverandi hermanni og stuðningsmanni vopnaðra öfgasamtaka. Hann hafði notið aðstoðar nokkurra annarra við gerð sprengjunnar. Sprengjan var 13 olíutunnur fylltar af blöndu ammoníumnítrats og nítrómetans (CH3NO2) og með nokkrum túpum af Tovex sprengiefni með hvellhettu í hverri tunnu til að koma sprengingunni af stað. Samtals vó sprengjan tæp 2,5 tonn. McVeigh leigði sér Ford F700 yfirbyggðan pallbíl og kom sprengjunni fyrir á pallinum. Að morgni 19. apríl lagði hann bílnum fyrir framan húsið stuttu eftir að starfsemi í húsinu hófst, kveikti á kveikiþræðinum og flýtti sér í burtu. Um einum og hálfum tíma síðar var McVeigh stöðvaður af lögreglu fyrir að númeraplötu vantaði á bíl hans. Hann var strax talinn tengdur atburðinum og handtekinn og síðar dæmdur.

Þann 22. júlí 2011 sprakk sprengja fyrir utan aðsetur ríkisstjórnar Noregs í miðborg Oslóar. Alls létu 8 manns lífið og yfir 200 slösuðust, þar af 12 alvarlega. Þetta var byrjunin á morðæði Anders Behring Breivik og ætlað til að dreifa athygli lögreglunnar frá aðalætlunarverki hans – fjöldamorðunum á Útey á Oslóarfirðinum síðar um daginn. Rannsókn norsku lögreglunnar leiddi síðar í ljós að Breivik hafði að öllum líkindum notað um 950 kg af ammoníumnítrati, blönduðu olíu og væntanlega með sprengiefnatúpu til að koma sprengingunni af stað. Þessu hafði Breivik komið fyrir í Volkswagen sendibíl fyrir utan bygginguna. Hugsanlegt er að Breivik hafi notað sprenginguna í Oklahoma sem fyrirmynd að þessu illvirki sínu.

Þann 17. apríl 2013 varð sprenging í blöndunarstöð West Fertilizer fyrirtækisins í bænum West, um 30 km norðan Waco í Texas í Bandaríkjunum. Eldur var laus í blöndunarstöðinni og slökkvilið staðarins var á staðnum við störf þegar sprengingin varð. Að minnsta kosti 15 létust og 160 slösuðust í sprengingunni og fjöldi bygginga skemmdist eða eyðilagðist. Staðfest hefur verið að ammoníumnítrat, sem geymt var til blöndunar í stöðinni, sprakk en ekki er vitað hvað olli eldsvoðanum fyrir sprenginguna. Vitað er að fyrirtækið sem blandaði áburð og bar á fyrir bændur hafði leyfi til að geyma allt að 240 tonn af hreinu ammoníumnítrati og 50 tonn af fljótandi ammoníaki. Fyrirtækið var með 9 starfsmenn og öryggismálum virðist hafa verið mjög lítið sinnt. Þannig var ekki einu sinni girðing umhverfis stöðina, þrátt fyrir að innbrot og þjófnaðir hafi verið algengir. Ástæður og aðdragandi sprengingarinnar er enn í rannsókn hjá yfirvöldum í Texas.

Ammóníumnítrat sprakk í blöndunarstöð West Fertilizer í Bandaríkjunum árið 2013 með þeim afleiðingum að 15 létust og 160 slösuðust.

Svarið við spurningunni að ofan er því að áburðarsprengja er blanda af hreinu ammoníumnítrati og olíu eða öðru brennanlegu efni og með sprengiefni til að koma sprengingunni af stað.

Í þessu samhengi er rétt að leggja áherslu á að ammoníumnítrat er stöðugt og öruggt efni ef það er meðhöndlað rétt, haldið fjarri eldfimum efnum og hita, helst geymt utanhúss. Sé það blandað lífrænum brennanlegum efnum má nota það sem sprengiefni í friðsamlegum tilgangi og með hagkvæmum hætti. Það er hægt að misnota efnið í annarlegum tilgangi. Víðtækar takmarkanir eru því víða á dreifingu á hreinu ammoníumnítrati til almennings og þess í stað er notendum bent á að nota blöndur þess annað hvort með öðrum áburðarefnum eða með kalki.

Eftirfarandi spurningu var einnig svarað:
  • Hvers vegna springur kjarnaáburður við mikinn þrýsting þegar í hann er blandað hráolíu? (Spyrjandi Erna Björnsdóttir)

Heimildir:

Myndir:

Útgáfudagur

25.7.2014

Spyrjandi

Magnús Lárusson, Erna Björnsdóttir

Höfundur

efnaverkfræðingur

Tilvísun

Teitur Gunnarsson. „Hvað er áburðarsprengja?“ Vísindavefurinn, 25. júlí 2014. Sótt 22. nóvember 2017. http://visindavefur.is/svar.php?id=11714.

Teitur Gunnarsson. (2014, 25. júlí). Hvað er áburðarsprengja? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=11714

Teitur Gunnarsson. „Hvað er áburðarsprengja?“ Vísindavefurinn. 25. júl. 2014. Vefsíða. 22. nóv. 2017. <http://visindavefur.is/svar.php?id=11714>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Loftsteinar

Aragrúi grjót- eða málmhnullunga er á sveimi um geiminn. Geimgrýtið kemur m.a. úr smástirnabelti sem er á milli Mars og Júpíters en líka úr halastjörnum. Þegar þessir steinar og ísagnir rekast á lofthjúp jarðar nefnast þeir loftsteinar. Líklega ná um 500 loftsteinar til jarðar á hverjum degi en fæstir þeirra finnast.