El 4 de agosto 2020, una de las mayores explosiones no nucleares de la historia pulverizó un puerto de Beirut y dañó más de la mitad de la ciudad. La explosión resultó de la detonación de toneladas de nitrato de amonio, un compuesto químico combustible comúnmente utilizado en la agricultura como fertilizante con alto contenido de nitratos, pero que también se puede utilizar para fabricar explosivos.

Desde ese tiempo, las estimaciones de rendimiento explosivo variaron ampliamente, y en algunos casos, eran incompatibles con lo que cabría esperar en función de la cantidad de nitrato de amonio almacenado en el puerto de Beirut. Además, el tamaño del cráter, la magnitud sísmica y la altura de la nube en forma de hongo parecían ser inconsistentes.

El físico del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) Peter Goldstein ha estudiado cómo la saturación de agua del explosivo, el suelo y posiblemente el agua y los escombros del entorno cercano a la fuente pueden ayudar a reconciliar las diferencias en las estimaciones de rendimiento obtenidas utilizando estas diferentes medidas. Los registros oficiales indican que aproximadamente 2,7 kilotones de material explosivo se almacenaron en el almacén del puerto de Beirut donde ocurrió la explosión. La detonación de estos materiales resultó en un gran cráter y las mediciones sísmicas sugirieron que era posible que el rendimiento fuera al menos de unos pocos kilotones y posiblemente mucho mayor. Sin embargo, hubo otras estimaciones que sugirieron que el rendimiento era un poco menor, posiblemente tan solo medio kilotón.

La investigación de Goldstein, que aparece en Contrarrestar el diario de armas de destrucción masiva , analiza las dimensiones del cráter, estima la magnitud sísmica y la altura de la nube de la explosión y muestra que todos los datos son consistentes con un rendimiento de alrededor de un kilotón cuando se tiene en cuenta el agua / saturación. "El agua en el entorno cercano a la fuente puede tener un efecto significativo en muchas observaciones, incluida la formación de cráteres, subida de la nube, magnitudes sísmicas y efectos de onda expansiva, " él dijo.

Goldstein utilizó observaciones del tamaño de un cráter a partir de imágenes de satélite y datos empíricos de los radios de cráter escalados de explosiones químicas y nucleares pasadas para estimar el rendimiento.

"La evidencia sugiere que el radio de cráter relativamente grande se debe a un alto grado de saturación del suelo debajo de la explosión. Es probable que esta saturación aumentara el acoplamiento de la energía de la onda de choque al material circundante y redujera la tensión / fuerza efectiva de la material, " él dijo.

También encontró que las estimaciones de rendimiento se basan en la magnitud de la onda corporal sísmica, la altura máxima de la nube de escombros y la profundidad del cráter observada corroboraron las estimaciones basadas en el radio del cráter.

La confianza en la confiabilidad de estos modelos es fundamental para la planificación de la respuesta a emergencias para mitigar las posibles consecuencias de accidentes como la explosión de Beirut o actos deliberados que podrían involucrar dispositivos nucleares improvisados ​​o dispositivos de dispersión radiactiva.

Esta investigación también es relevante para las explosiones nucleares. Sugiere que las características del entorno cercano a la fuente pueden tener un gran efecto en las ondas de choque / explosión, movimientos sísmicos y formación de cráteres, así como el aumento de las nubes y los efectos de la lluvia radiactiva. Los efectos también se propagan a cosas como la estimación de rendimiento. Goldstein dijo que espera que las características de fuentes cercanas como el agua tengan un efecto significativo en otros fenómenos de explosión. incluido el transporte de radiación y la formación de desechos después de la detonación.