Como funciona 'nuvem de cogumelo' e 'onda de choque' que atingiram Beirute

A enorme explosão que devastou a zona portuária de Beirute na terça-feira (4) deixou centenas de mortos, milhares de feridos e causou espanto. Segundo as autoridades locais, o problema decorreu de um incêndio em um depósito que armazenava uma grande quantidade de nitrato de amônio no porto da capital libanesa.

As imagens da forte explosão correram o mundo e trouxeram muitas dúvidas por conta da "nuvem de cogumelo", cena que costuma ser associada a detonação de bombas atômicas, como as que destruíram as cidades de Hiroshima e Nagasaki há 75 anos, no Japão. Mas qual seria o motivo para essa formação?

Primeiramente é preciso explicar que a nuvem pirocúmulo (popularmente conhecida como "nuvem de cogumelo") surge em qualquer grande explosão que ocorra no solo, produzindo gás quente que sobe rapidamente pela atmosfera terrestre.

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Enquanto isso, o ar frio que está acima entra em confronto com esse gás e, sendo mais denso, empurra-o com bastante força para baixo, dando o formato da explosão. O fenômeno é chamado de instabilidade de Rayleigh-Taylor, que descreve a interação entre dois materiais (fluidos ou gases) de densidades diferentes quando são forçados a se unir.

Diferenças para uma explosão nuclear

Diferentemente do que ocorreu em Beirute, a explosão nuclear é uma reação de fissão (rompimento) de um núcleo atômico, onde parte da massa do material físsil literalmente desaparece e se transforma em uma imensa quantidade de energia.

"A rigor não é uma reação química, é reação nuclear porque não há conservação da matéria e formam-se outros elementos químicos, muitos deles radioativos", explica o doutor em físico-química Hector Alexandre, coordenador do ciclo básico do curso de engenharia do Instituto Mauá de Tecnologia (IMT).

Outra diferença está relacionada à magnitude da explosão. Na reação nuclear, poucos gramas de matéria desaparecem, liberando uma quantidade de energia muito superior à causada no Líbano, onde 2,7 mil toneladas de nitrato de amônio foram consumidas.

De acordo com o especialista, essa quantidade gigantesca de nitrato de amônio se transformou em diversos gases nitrogenados e vapor d'água, constituídos pelos mesmos elementos químicos do reagente inicial (N2, NO, NO2, H2O...).

Vale destacar que na explosão de Beirute não houve liberação de radiação, somente calor, que expandiu os gases formados— o que provocou a onda de ar que destruiu prédios e janelas em um raio de até 5 quilômetros e pode ser ouvida a 240 quilômetros de distância, na ilha do Chipre.

Nitrato de amônio não é inflamável

Ao contrário do que muitos podem pensar, a explosão ocorrida no Líbano não se deu pelo fato de o nitrato de amônio ser inflamável, segundo o especialista. "A explosão é um caso de reação química totalmente descontrolada", destaca Hector Alexandre.

Na verdade, o nitrato de amônio é um comburente e pode potencializar uma combustão. Isso significa que o acidente, que deixou milhares de feridos, deve ter tido uma ignição por meio de uma outra fonte que estava liberando calor— imagens que rodam nas redes sociais mostram que o local estava pegando fogo antes da explosão.

"O nitrato de amônio pode aquecer e detonar, com a imensa liberação de gases. Por isso nitratos, de forma geral, tem potencial explosivo. Se aquecidos, eles decompõem liberando grande quantidade de gases, e muito rapidamente, como ocorreu no Líbano", explica o professor.