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February 19th, 2007

El barco está cargado con 6.012 toneladas de abono NPK 15-15-15-C, esta denominación nos dice las proporciones de Nitrato (15%, Fosfato (15%) y Potasio (15%). Es un fertilizante soluble en agua y por sus proporciones y otras substancias añadidas, el que forma parte de la carga del barco, no es considerado como mercancía peligrosa por la ONU, lo que se señala mediante la letra "C" de la denominación.

El elemento más peligroso de su composición es el Nitrato Amónico, principalmente, por sus características explosivas y su largo historial de accidentes. Los fertilizantes que contienen Nitrato Amónico pueden ser clasificados en tres categorías:

TIPO A: Los más peligrosos, son los fertilizantes en base de Nitrato Amónico (NA) N.P.K. o N.P o N.K con más del 70% de Nitrato amónico (> 24.5% de nitrógeno), o que tienen menos del 90% de NA (< 31.5% de nitrógeno) y hasta 0.4% de materias combustibles, se considera que este tipo de producto puede descomponerse explosivamente cuando se involucran en un incendio. Estos materiales, si bien no están clasificados como explosivos por la ONU porque tienen alta resistencia a la detonación (no detonan por impacto), se consideran peligrosos (Código ONU2070) ya que la resistencia disminuye en presencia de contaminantes y/o altas temperaturas.

TIPO B: En segundo lugar encontramos los abonos a base de Nitrato Amónico (NA) N.P.K. o N.P o N.K con menos del 70% de NA (< 24.5% de nitrógeno) y menos 0.4% de materias combustibles, o Abonos con menos del 45% de NA (< 15.75% de nitrógeno) son menos peligrosos, limitándose el riesgo de explosión a muy altas temperaturas. Estos productos son considerados peligrosos por la ONU (Código 2071), pueden mantener en forma autónoma la descomposición y mantienen la propiedad de explotar en recipientes cerrados.

Por su composición, la mayoría de los fertilizantes utilizados comercialmente se encontrarían estas composiciones:

12-24-12 (12% de nitrógeno- 24% de fósforo- 12% de potasio).

8-15-15 ( 8% de nitrógeno- 15% de fósforo- 15% de potasio).

8-24-8 ( 8% de nitrógeno- 24% de fósforo- 8% de potasio).

15-15-15 (15% de nitrógeno- 15% de fósforo- 15% de potasio).

20-10-5 (20% de nitrógeno- 10% de fósforo- 5% de potasio).

Es decir, la mayoría tienen menos del 15,75% de Nitrógeno, o en todo caso tienen entre 15,75% y 24,5% pero se encuentran con menos de 0,4% de materias combustibles. Tanto los fertilizantes clasificados como tipo A o tipo B, calentándole en recipientes cerrados puede desencadenar una violenta reacción o explosión, especialmente si está contaminado con substancias como materiales combustibles, agentes reductores, ácidos, álcalis, azufre, cloruros, cloratos, cromatos, nitritos, permanganatos, polvos metálicos y substancias conteniendo metales como el cobre, cobalto, níquel, zinc y sus aleaciones.

Sin embargo, cada vez más los fabricantes han desarrollado mezclas con productos inertes que los hacen incapaces de mantener una descomposición (no es el caso del fertilizante del barco ya que ha comenzado la descomposición), por lo que presentan escasos riesgos desde el punto de vista de un eventual incendio y de explosión, siempre que no se encuentren contaminados con otros productos, razón por la cual, estos productos denominados TIPO C, que tienen igual composición que los de TIPO B, no se consideran peligrosos y no están clasificados por la ONU como mercancías peligrosas.

Ahora bien, ¿no tienen riesgos los fertilizantes de tipo C?, en realidad sí. Aún para los productos de categoría C, se considera que calentándoles en recipientes cerrados puede desencadenar una violenta reacción o explosión</strong>, especialmente si está contaminado con substancias como materiales combustibles, agentes reductores, ácidos, álcalis, azufre, cloruros, cloratos, cromatos, nitritos, permanganatos, polvos metálicos y substancias conteniendo metales como el cobre, cobalto, níquel, zinc y sus aleaciones.

Veamos más detenidamente lo que está pasando en el buque holandés, para ello, la mejor referencia es el capítulo 25 del libro “Ammoniun nitrated-based fertilisers” de Luis Medard titulado “Les explosifs ocasionnels, Techniques et documentation”, 1979.

Naturaleza del riesgo potencial de los fertilizantes NPK.

De acuerdo con la obra de Medard, casi todos los fertilizantes sólidos NPK contienen nitrato amónico y dependiendo de su composición y parcialmente, de su estructura, tienen los riesgos siguientes:

a) Fertilizantes con una cantidad relativamente grande de nitrato amónico pueden tener características ligeramente explosivas, similares a las de otros fertilizantes basados en nitrógeno.

b) Cuando se calientan suficientemente, ciertos fertilizantes NPK pueden producir una descomposición del nitrógeno similar a la que se produce al calentar una solución de NO3NH4. Esta es una reacción autocatalítica la cual, una vez que se ha disparado, afectará a toda la substancia presente. Los cloruros favorecerán esta descomposición,

c) Los fertilizante que tienen en su composición Nitrato Amónico y cloruros, se puede producir un tipo especial de deflagración si se aplica una cantidad de calor suficiente en un punto de la substancia. Esta deflagración se extiende muy lentamente desde el punto de inicio y es conocida como “descomposición auto-sostenida”, o alternativamente “combustión en pitillo” del fertilizante. La reacción catalítica del los iones de cloruro en el fertilizante hacen que la descomposición se realice con mayor facilidad.

d) Algunos fertilizantes son susceptibles de calentarse de forma espontánea cuando se almacenan, en aproximadamente 40ºC sobre la temperatura ambiente y si la temperatura es lo suficientemente elevada, se puede producir la descomposición del nitrógeno.

Calentamiento espontáneo de fertilizantes NPK

Este fenómeno de calentamiento espontáneo entre 20 y 30 grados puede ocurrir particularmente en presencia de materia orgánica, por ejemplo en depósitos de fosfatos que se producen cuando se almacenan en grandes cantidades. Este calentamiento de los fertilizantes que contienen materia orgánica no se debe confundir con los incrementos en aproximadamente 10ºC, que se producen en algunos fertilizantes compuestos que no contienen materia orgánica. Estos ligeros incrementos de la temperatura suelen producirse por la formación de nuevas sales mediante la redistribución de aniones y cationes y no entraña ningún riesgo.

“Combustión en pitillo” de fertilizantes NPK

La “combustión en pitillo” puede producirse en fertilizantes que contienen Cloruros y Nitrato Amónico (o sales que incluyen iones de nitrato e iones de Amonio, tales como KNO3 y NH4Cl). Además, en la mayoría de los fertilizantes NPK, el potasio está presente en la forma de Cloruro Potásico. Sin embargo, la presencia de una sal de Potasio insuficientemente purificada y obtenida a partir del Cloruro Potásico, puede proporcionar iones de Cloruro. No se necesita más de un 0,5% de Cloruro en un fertilizante, para que sea posible este tipo de descomposición. Si se puede formar un gran depósito de residuo (esqueleto), este puede mejorar la propagación de la descomposición. Por este motivo la “combustión en pitillo” es más probable en fertilizantes que contienen Fosfato Cálcico que en aquellos que tienen Fosfato Amónico.

Con los fertilizantes que no están confinados y se encuentran a una atmósfera de presión, la “combustión en pitillo” tiene las siguientes características, entre otras:

Es iniciada mediante calentamiento local, seguido por un determinado periodo de inducción. La temperatura la cual debe alcanzarse para producir una “combustión en pitillo” depende del tipo de fertilizante. Si la fuente de calor tiene una temperatura de solamente 120ºC a 160ºC, se necesitará un periodo de tiempo considerable, hasta de varias horas, para iniciar la propagación de la descomposición. Como regla general, el calentamiento debe implicar a una considerable cantidad de fertilizante. Si el calor se restringe a un área muy pequeña, el resultado de la descomposición del fertilizante no será lo suficiente como para propagarse fuera del área calentada.

En el caso de los fertilizantes la velocidad de deflagración de la “combustión en pitillo” puede variar entre los 3 cm/h a los 150 cm/h. El perfil de temperatura del frente de la deflagración con 10 cm de ancho muestra una zona de precalentamiento (de entra 2 y 3 cm de grosor) en la que la temperatura de la substancia se eleva entre 120ºC y 135ºC, seguida de una zona en la que la temperatura se incrementa rápidamente con un incremento de 100ºC por mm o superior, alcanzando un pico de temperatura, a partir del cual la temperatura disminuye de forma gradual.

Determinadas trazas de elementos, en particular el cobre son notables catalizadores de esta reacción. La contaminación por Sulfuros de los fertilizantes NPK también tienen el efecto de facilitar la “combustión en pitillo”.

Riesgos de deflagración en fertilizantes NPK

La velocidad de deflagración de un fertilizante NPK no confinado, cuando es susceptible de producirse, puede ser extremadamente reducida (de 100 a 1000 veces más lenta que en los compuestos pirotécnicos comunes). Siendo así, por lo tanto, no tienen ningún efecto mecánico destructivo. El daño causado por la “combustión de pitillo” en los fertilizantes NPK, por encima de todo, es debido a la temperatura alcanzada por la substancia, la cual es suficientemente elevada para comenzar la ignición de la madera. Los gases producidos no tienen ningún efecto combustible y consecuentemente, no puede aumentar la velocidad de combustión.

Prevención de la descomposición de fertilizantes PKN

De acuerdo con Medard, cuando se almacenan fertilizantes, es importante evitar cualquier elemento o situación que pueda iniciar la descomposición. El mantiene que los estudios de accidentes han revelado que los principales iniciadores son: lámparas incandescentes en contacto con el fertilizante; dejar el fertilizante en contacto con un objeto caliente, aclarando que esto implica el uso de una llama, o subsecuentemente a este reparo, el uso de equipo eléctrico defectuoso que permita el contacto de puntos calientes con el fertilizante y la presencia de tuberías con líquidos calientes en la zona del barco en la que se ha almacenado el fertilizante.

Por lo tanto, durante el almacenamiento y el transporte, se debe realizar un esfuerzo para asegurar que ninguna de las fuentes de calor mencionadas anteriormente entra en contacto con el fertilizante, y al mismo tiempo, que cualquier substancia que pueda iniciar un fuego se encuentra suficientemente lejos del fertilizante ya que el riesgo es menor, en función de la cantidad de material combustible que se encuentra en las proximidades del fertilizante. También se debe evitar la colocación de substancias que puedan reaccionar de forma peligrosa o de substancias de las que no se conoce su composición cerca del fertilizante. Finalmente, los explosivos deben estar estrictamente prohibidos.

Conclusiones

Ahora bien, lo dicho anteriormente, es solamente válido para fertilizante almacenado en lugares no confinados y a una atmósfera de presión. ¿Cuál es el problema?, sencillo, las cantidades de fertilizante almacenadas en el barco son muy grandes, haciendo que la presión sobre el fertilizante que se encuentra en las partes más bajas de la bodega sea muy elevada (superior a una atmósfera), a lo que se une el hecho de que el agua que rodea el casco tiene un coeficiente nulo de compresión. Esto eleva enormemente, a pesar de lo dicho anteriormente para los fertilizantes clase "C", el riesgo de explosión, sobre todo, cuando se ha iniciado una “combustión en pitillo” con emanación de gases, como parece que es el caso que nos ocupa.

Por otro lado, no nos debemos fiar de la calificación “C” del fertilizante, una mala homogeneización de la mezcla, o la presencia de substancias catalizadoras, han podido producir la situación de inestabilidad que presenta la carga y que no aconseja su tratamiento como clase "C". Por ello, lo más recomendable sería que se tratarse, ante la imposibilidad de análisis, como carga de clase “B” o incluso de clase “A” a efectos de riesgos. Recordemos que dado el comportamiento anómalo de la carga, no tenemos certeza de la calidad del fertilizante, de las posibles contaminaciones o de la presencia de puntos calientes, en zonas específicas de la carga, de hecho, lo que está ocurriendo debería ser imposible con una carga clase "C" almacenada adecuadamente en la bodega.

En el caso de explosión, la onda expansiva y el lanzamiento de escombros, dada la gran cantidad de carga transportada puede ser enorme. La historia reciente está llena de accidentes en los que se han visto involucrados los fertilizantes basados en Nitrato Amónico y eso ha de tenerse en cuenta en este caso. Tanto es así, que Francia presentó en el año 2003 una propuesta para limitar la importación de este tipo de fertilizantes por los peligros que conllevaban, propuesta que fue rechazada por la Comisión Europea.

Una vez comprobada la emanación de gases tóxicos, posiblemente amoniaco, no podemos decir que la carga en el estado actual sea inerte o segura para los seres humanos, aunque los riesgos queden restringidos al entorno próximo del barco, está claro que no es este el comportamiento que se espera de una carga tipo “C” y por lo tanto, se debería obrar en consecuencia.

Tanto por el riesgo de daños en el casco por la temperatura de la "combustión en pitillo", la explosión masiva o la emanación de gases tóxicos, el barco no representan un riesgo inminente para la población y bienes situados en la costa, pero esto será cierto siempre que el barco se encuentre suficientemente alejado de la misma. Por el momento debe considerarse un riesgo en potencia, que es necesario evaluar y obrar en consecuencia. Por ejemplo, hay que estar seguros de que la "combustión en pitillo" ha cesado y que la carga es estable, antes de permitir que se acerque a la costa, o a otros buques, a una distancia a la que pueda provocar daños graves en caso de explosión masiva de la carga. En esta evaluación de riesgos se debería tener en cuenta la seguridad de los tripulantes de la nave y de las tripulaciones que le prestan auxilio en este momento.

Para más información esta es la ficha de seguridad de este tipo de fertilizantes.

Por lo dicho, parece que Greenpeace ha dado en el clavo cuando pide al Gobierno que se confirme que no hay combustión lenta. Parece que por el desprendimiento de gases y temperatura alcanzada en el buque, que no se trata de una fermentación orgánica y que en su lugar se está sufiendo una deflagración lenta por una "combustión en pitillo". Si por los 600 a 800 ºC que se alcanzan en este tipo de combustión se daña el buque, es posible que se produzca su hundimiento con una marea negra asociada o incluso, su explosión masiva.

"Copyleft 2007 Fernando Acero Martí­n. Verbatim copying, translation and distribution of this entire article is permitted in any digital medium, provided this notice is preserved".
"Copyleft: Creative Commons License Attribution, Non Commercial, Share Alike Fernando Acero Martín. Verbatim copying, translation and distribution of this entire article is permitted in any digital medium, provided this notice is preserved. Quotation is allowed."
Dice la Ley de Benford (otra distinta de la del primer dígito) que la pasión o la emoción en un foro es inversamente proporcional a la cantidad de información que contiene. Está claro que nos encontramos en un caso de libro, por todo lo que se ha dicho y comentado.

Poco a poco la información va saliendo a la luz y con ello se van aclarando algunas cosas en torno a la computadora Orión de la empresa D-Wave, y sobre todo se están aclarando y poniendo en contexto adecuado las afirmaciones de sus directivos. Directivos, que han sido severamente criticados por la comunidad científica, principalmente por hablar con medias tintas y no decir claramente lo que tenían entre manos...

Lo primero que parece demostrado, es que dicha computadora lejos de ejecutar el algoritmo de Shor para solucionar un problema NP en tiempo polinomial, solamente ejecuta el algoritmo de Grover, que aunque también es cuántico, es algo bastante menos "potente" para romper claves, que es lo que nos interesa a nosotros ¿o no?.

El algoritmo de Grover es de búsqueda y es capaz de encontrar el mismo objeto con la raíz cuadrada de la cantidad de tiempo que se requeriría con un algoritmo clásico, es decir, estamos hablando de una mejora cuadrática en la velocidad de cálculo/búsqueda de resultados, seguramente el Santo Grial para Google.

Pero no nos perdamos la realidad; estamos ante un avance significativo en la computación cuántica y que está lejos de los poco prácticos modelos moleculares con los que experimentó IBM en su momento, eso es indudable.

Geordie Rose (CTO de D-Wave) ha aclarado que Orión no es un ordenador cuántico universal, pero que esperan poder hacerlo universal en un tiempo no determinado pero breve. ¿Qué es lo que provoca que no sea universal este sistema de 16 Qbits?. Lo más probable, es que tenga limitaciones a la hora de manejar los Hamiltonianos cuánticos o esté limitado a tratar con Hamiltonianos efectivos o modelo, que no consideran explícitamente todas las variables del sistema, como la posición y el momento de cada núcleo atómico y de cada electrón.

Para aclarar más las cosas, Herb Martin, el CEO de D-Wave, ha dicho lo siguiente:

Orión no es una verdadera computadora cuántica, es un ordenador de propósito general que usa algo de mecánica cuántica, para resolver problemas más rápido.

A los usuarios no les interesa la computación cuántica, los usuarios están interesados mejorar la velocidad de cálculo para las aplicaciones. Esa es nuestra idea. Un ordenador cuántico de propósito general es una pérdida de tiempo, podrías gastar miles de millones de dólares en él y que luego no funcionase.

Pero lo más interesante para nosotros es lo que dijo después:

La empresa planea tener en funcionamiento un sistema de 1000 Qbits para el momento que salga a la venta el año próximo.

Personalmente, pienso que el mal obrar de los directivos de la empresa a la hora de presentar el producto no debe desmerecer el hecho de que este ordenador "pseudocuántico" supone un gran avance en este campo y que a partir de él es posible que se tengan resultados positivos bastante pronto.

Por el momento, tenemos una reducción cuadrática en el tiempo de cálculo, lo que pone al alcance del afortunado poseedor de Orión algunas claves y algoritmos que antes no lo estaban, algo que tampoco debemos olvidar en este momento.

Creo que lo más interesante de esta empresa es precisamente la aproximación que ha hecho al problema del cálculo, es decir, usar un sistema cuántico para "acelerar" un sistema normal y lograr con ello, algo verdaderamente funcional y manejable. Por supuesto, su idea es algo más interesante que un ordenador cuántico puro, complicado de programar, mantener y manejar. Digamos, que han creado la tarjeta aceleradora de cálculo en coma flotante del futuro.

Un ordenador cuántico de verdad contemplaría todo el espacio de Hamiltonianos del sistema, por lo que tendría la solución antes de haber sido introducido el problema. Es decir, sería capaz de resolver el problema NP antes de introducirlo en la máquina. Bueno, sé que es complicado de entender y creer lo que acabo de decir, tanto como si digo que los ordenadores cuánticos funcionan mejor cuando están apagados, pero la mecánica cuántica es así.

Mi recomendación es que no perdamos de vista a esta empresa y esperemos a ver futuros logros, si es que los que están interesados en el producto, o en que no salga a la luz, nos dejan verlo algún día.

"Copyleft 2007 Fernando Acero Martí­n. Verbatim copying, translation and distribution of this entire article is permitted in any digital medium, provided this notice is preserved".
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