Imágenes procesadas y algunos análisis adicionales de la explosión en el puerto de Beirut, Líbano, el martes 4 de Agosto de 2020

Esto es un análisis personal que he estado haciendo sobre la explosión ocurrida en el puerto de Beirut, Líbano, el martes 4 de Agosto de 2020.

Hasta el momento hay 157 personas confirmadas muertas, 80 desaparecidas y mas de 5000 heridos.

Veamos primero la ciudad, Beirut, la zona cercana al lugar del siniestro. En todas las imágenes el norte es arriba.

Y el lugar exacto, el almacén (Almacen #12). esta imagen es del 11 de Junio de 2018. El almacen tiene una longitud de 132 metros, un ancho de 40 metros y una altura maxima (estimada) de unos 13 metros

Las estimaciones las haré basadas en algunos videos, de los que he podido precisar desde donde se filmaron con la mayor precision posible.

Cámara #1, a 600-620 metros de la explosión
Cámara #2, a 1370-1390 metros de la explosión
Cámara #3, a 1000 metros de la explosión (un poco mas al norte de donde se señala en la imagen satelital)
Cámara #4, a 500 metros de la explosión
Cámara #5, a 650 metros de la explosión
Cámara #6, a 1170 metros de la explosión
Cámara #7, a 1970 metros de la explosión

Estas son las posiciones (corrección, la #5 es en el siguiente edifico alto hacia la derecha, guiarse por la sombra)

Ahora algunas imágenes, han sido procesadas para recortar la zona de interés, ampliadas con algoritmo de alta calidad, ligeramente enfocadas y además ajustados colores y contrastes. La mayoría de las imagenes son de la camara #2

Al parecer comienza con un incendio, en la parte norte del almacen de interes o en el vecino al norte de este. Ocurre una primera explosión que no he podido ver en los videos,ni si ocurre en ese otro almacen o en la parte norte del almacen de interés. Pero si miramos mejor esta imagen y viendo las dimensiones del almacén, me parece que la cosa empieza en se extremo norte.

Tambien, como se ve en las imagenes satelitales, el otro almacen no parece tener daños explosivos internos, es decir, que existieran fuerzas de adentro hacia afuera

Cámara #5 Menos de 5 segundos luego de la La primera explosión.

Camara #1. Unos 5+ segundos luego de la La primera explosión.

Se mantiene un incendio y numerosas explosiones menores. Esta imagen es una composición a partir del video tomado desde la posición #5, a 650 metros, sobre un área más despejada y con algo de zoom.

si la quieren ver más enmarcada, algo procesada y señalada:

Estos están en la posición #4, a unos 480 metros. Es el video más cercano a la explosión que he visto y el que lo grabó parece que sobrevivió pues corre un buen rato despues del bombazo. Increible teniendo en cuenta que ens esta dirección se canalizó más energia (explicado más adelante)

Luego, unos 30-35 segundos después de la primera explosión, ocurre la segunda, la grande.

al menos 0.034 segundo antes de la detonación, camara #2:

desde otro ángulo, cámara #1

menos de 0.034 segundo después de la detonación, camara #2:

al menos 0.034 segundo después de la detonación, camara #1:

~ +0.067. otro angulo, cámara #1

~ +0.068, camara #2

~ +0.102. camara #2. Se empieza a ver como la bola de fuego y onda expansiva rebota en los silos. Las dimensiones de los silos son aprximandamente 150x30x45. (largo x ancho x alto).La existencia de estos silos y su posición y forma es un punto importante, pues provocan que más energia se enfoque hacia el este de la explosión. En esa dirección como ven en las imagnes hay algo menos de edificios. De haber estado los silos en una configuración similar con respecto a la explosion, pero al norte, más energía iria al sur, d¡onde esta la mayor densidad de poblacion y edificios y los daños habrían sido mucho mayores.

~ +0.136.camara #2. Aqui empieza a verse la separación de la onda de choque de la bola de fuego

~ +0.170. camara #2

~ +0.204. camara #2

~ +0.333. camara #2. Aquí comienza a formarse detrás de la onda de choque la nube de condensación, también llamada nube de Wilson.

~ +0.404. La nube de condensación se forma detrás de la onda de choque, al ocurrir una rarefacción (bajada de presión) del aire. Esto hace que disminuya el punto de condensación del agua y la humedad del aire se condensa por saturación y se hace visible.


.
~ +0.734

La gran nube rojo-anaranjada se debe al nitrato de amonio, su combustion o los sin combustionar lanzados, y los compuestos nitrogenados creados, por ejemplo, mucho oxido nitroso.

Veamos ahora como quedó el lugar, de manera general

Esta es una imagen del lugar hace un tiempo.

Esta es de hoy Miercoles 5 de Agosto. He tenido que ajustar mejor a mano las imágenes, pues si bien en donde la publicaron lo hicieron podian haber quedado mejor.

Puede verse en la esquina superior izquierda un baco semihundido sobre el lado izquierdo. Es un crucero nombrado Orient Queen que sufrio daños (vamos, no digo yo) incluidos dos muertos en la tripulacion. En la imagen de 2018 esta anclado en la darsena al oeste del granero.

El barco que estaba donde los muelles hacian esquina, quedo “entero” (de la superestructura solo quedó un amasijo de metal) y lo subió al muelle.

Lo que comente antes sobre como los silos reflejan la energia hacia el este. Esta es una de las causas que se ve como el almacen norte esta bastante entero a pesar de ser el mas cercano y como los dos almacenes hacia el este fueron barridos hasta el cemento del suelo. La otra de que el almacena al nortte este mas completo es que la primera explosion, de menor magnitud, su onda lo recorrio a los largo de la estructura y destruyo las paredes, asi la siguiente explosion encontro menos resistencia. Sin embargo en los otros almacenes estaban completos y con el laterla, la mayor area expluesta a la onda, por lo que el impacto fue mucho mayor y asi la destruccion.

El cráter tiene unos 110 – 120 metros de diámetro.

Si lo ponemos en relación al área del almacén, para tener mejor contexto

Aunque analizando mejor las imágenes y forma del crater con relación al almacen, en mi opinion se observan DOS cráteres, el de la gran explosión, y el de la primera explosion, justo en el borde norte del crater mayor, coincidiendo con la parte norte del almacen, donde todo comenzo. El crater menor tiene ahora un diámetro de unos 40 metros. Originalmente debió ser bastante menor, pero fue agrandado por la fuerza de las segunda explosión.

Analizando y midiendo los bordes del cráter, la altura del área de atraque, es de unos 3 +-0.5 metros sobre el nivel del mar. Tener que cuenta que esto usualmente se construye sobre roca, relleno rocoso compactado y luego hormigon. Cuanto mayor por debajo del nivel del agua es el crater es por supuesto ahora desconocido, pero usando las medidas del crater y la estimacion anterior (que nos da mas o menos el angulo en los bordes) el maximo estaria en unos 25-30 metros.

Eso amarillo que se ve acumulado junto la base de los silos es el grano que se a derramado luego que se destruyera la parte más cercana a la explosión.

Se estima que en el mejor caso, el nitrato de amonio llega a un 42% de la capacidad explosiva del TNT. Esto permitiría definir un margen superior de equivalencia explosiva en este caso a 1100 toneladas de TNT, o 1.1 Kiloton, para las 2700 toneladas de nitrato de amonio almacenadas. El margen inferior lo pongo en el equivalente a unas 300-500 toneladas de TNT.

Solo con mezclas como el ANFO (nitrato de amonio + fuel oil) se acerca al TNT, algo asi como un 74%.

Sin embargo esto no es un explosivo cohesionado y preparado. Las explosiones en estos casos son poco eficientes pues no detonan completamente el material, mucho simplemente se quema, deflagra o sale despedido. Aunque con tanto tiempo almacenado (2013-2020, ~7 años) puede haberse compactado algo más. Luego está el lugar donde se almacena. Un local cerrado y con cierta resistencia demora la expansión de los gases y materiales en combustión unos mili o microsegundos más, además de crear presión, lo que hace que más material puede entrar en reacción y esta sea más eficiente, lo que lleva a más energía liberada para una cantidad dada de material inicial.

Actualización: se ha conocido que el material era nitrato de amonio de alta densidad (entonces si cohesionado), unas 2700 toneladas, destinado a una fábrica de explosivos en Mozambique, asi que la capacidad explosiva era mayor que NA para fertilizante.

Hace unos años, cuando la explosión de Tianjin en China, que igual estuve buscando toda la info y videos disponibles, me parece haber sido algo mayor y está calculada como que explotaron unas 800 toneladas de nitrato de amonio y con una energia total equivalente a 220 toneladas de TNT. Pero en Tianjin habian tambien otros materiales combustibles y explosivos ademas del nitrato de amonio (empezando por nitrocelulosa). En Tianjin el cráter fue de unos 95-100 metros de diámetro, aunque el terreno puede que fuera más suave, principalmente asfaltado:

Mi estimado para el caso de Beirut es de un equivalente a 300 toneladas de TNT minimo, unos 0.3 kilotones. Leyendo un poco y viendo el desarrollo, puede haber ocurrido un caso de transicion de deflagración a detonación.

También lo comparo con pruebas militares como la Operation Sailor Hat (explosiones de 500t de TNT), Operation Snow Ball (500t de TNT) o Minor Scale (4744t de ANFO, ~4kt de TNT). Algunas imagenes de estos al final

Crecimiento de la bola de fuego

Empleando como referencia la longitud de los silos de granos, hago unas mediciones de las dimensiones de la bola de fuego y su velocidad de crecimiento. Entre 45 y 80 milisegundos alcanza un radio de 70-80 metros (140-160 metros de diámetro), para una velocidad de expansión de 1555 a 1777 metros por segundo (m/s). Sin embargo se desacelera bastante rápido, 133 milisegundos alcanza solo 100 metros de radio lo que da una velocidad en ese momento de 598 m/s

33 ms – 78m – 2363 m/s
40 ms – 70m – 1750 m/s
~80 ms – ~80m – ~1000 m/s
133ms – 100m – 598 m/s

hasta aquí puedo mantener una referencia de tamaño mas o menos robusta. Extrapolando hacia adelante los números, alrededor de los 160 y 200 milisegundos después de la detonación, la bola de fuego detiene su crecimiento, llegando a los unos ~200-240 metros de diámetro según se mida. Luego queda la columna ascendente de gases y residuos y con el “hongo” superior.

El crecimiento hacia arriba de la bola de fuego es algo mas rápido entre otras cosas por reflejarse mucha de la energia en el suelo, en este caso, concreto. Su velocidad en el primer segundo es de unos 3000 m/s.

Onda de choque.

Debido a la incertidumbre de tiempo exacto de la explosión, podríamos sumarle al tiempo un 0.034 segundo como máximo. En ese tiempo el sonido viaja 11.66 metros

Viendo en varios videos cuando la onda de choque parece llegar a distintos lugares, tomando la diferencia de tiempo y midiendo la distancia en las imágenes satelitales del centro del cráter a cada punto de referencia, tenemos estos resultados:

• 100 metros en 0.100 segundo, para 1000 m/s, Mach 2.95 (aqui ya está separada de la bola de fuego)
• 140 metros en 0.167 segundo, para 844 m/s, Mach 2.46
• 228 metros en 0.32 segundo, para 712 m/s, Mach 2.07
• 265 metros en 0.400 segundo, para 662 m/s, Mach 1.93
• 280 metros en 0.400 segundo, para 700 m/s, Mach 2.04
• 340 metros en 0.667 segundo, para 561 m/s, Mach 1.63
• 460 metros en 0.934 segundo, para 514 m/s, Mach 1.5

Mirando los datos previos de velocidad de expansion de la bola de fuego, puede estimarse que la separación de la onda de choque ocurre alrededor de los 80 milisegundos, cuando

La nube de condensación fue enorme. Así se vio desde la posición #7

Estimando medidas con esta imagen, el diámetro maximo de la nube de condensación en contacto con el suelo fue de unos 1.2 kilometros metros y el máximo antes de disiparse de unos 3 km. Hasta ahora he leido que la destruccion más importante alcanza a unos 1.5 km de distancia de la explosión, tomando esto como la distancia de maxima presion dinamica, creo que no voy muy errado en el cálculo.

Esta video se tomó desde unos 2920 – 3200 metros, no he localizado el punto

Hagamos un experimento, estimar la distancia de filmacion del video #2 empleando el tiempo de llegada del sonido.

Estando el video #2 a 30 cuadros por segundo, los márgenes mínimos de tiempo que se pueden inferir son de 0.034 segundos.

Según la demora del sonido/onda expansiva (tomamos 343 m/s a nivel del mar y temperatura de 20 grados, o algo más, que es verano), la distancia de donde se tomó el video al lugar de la explosión, es de unos 1190-1200 metros. Puede ser algo mayor, pues si el material que explotó fue nitrato de amonio como se ha dicho, normalemene su velocidad inicial de detonacion es de unos 2200 m/s a muy corta distancia en y el mejor caso (preparado como explosivo, con aditivos) unos 3200 m/s. Así hasta una cierta distancia de la explosión (según la fuerza) la onda de choque habrá viajado supersónica, según se disipa.

Aquí vemos como por la velocidad de crecimiento de la bola de fuego en los primeros +-33 milisegundos y menos de 100 metros esta en el rango de esos 2200 m/s (dentro del error de medicion), y no podemos descartar que a menor distancia la velocidad sea mayor acercandose a esos 3200 m/s. Si extrapolamos los números hacia atras en el tiempo veo que para los 12 milisegundos podria asumirse el tamaño inicial de los materiales aun casi constante (la contención en el almacen?) y una velocidad de expansión de unos 3000 m/s.

Podría esto indicar que el nitrato de amonio estaba ya contaminado como para que fuera más inestable y explosivo? En 7 años pasan muchas cosas.

Observando los videos y buscando referencias localizamos en las imágenes satelitales de Google Earth el lugar desde donde se tomaron los videos y medimos la distancia real.

video 1

video 2

Ahora, por la llegada de la onda a los puntos de captura de los videos tenemos
• 600 metros en 1.401 segundo, para 428 m/s,(video 1)
• 1000 metros en ~2.496 segundo, para ~400 m/s, (video 3)
• 1170 metros en 3.0 segundos, para 390 m/s, (video 6). Este esta filmado desde el lado contrario de los silos, lo que quita mucha energia a la onda y un poco de velocidad.
• 1380 metros en 3.403 segundo, para 405 m/s, (video 2)
• ~1970 metros en 5.089 segundo, para 387 m/s, (video 7)

El video #1 se tomó a una distancia de 600-620 metros, el video #2 se hizo a unos 1370-1390 metros del lugar de la explosión, tal como se ve un #% y un 15% más lejos como indica la velocidad de la onda de choque en el lugar. Así que confirmamos las hipótesis anteriores, que guiándose por el sonido la distancia estimada es menor (y erronea) por la onda aún viajar supersonica.

Luego vemos como a mayor distancia la velocidad ha ido bajando. Si ponemos los datos en una gráfica tenemos:

Creo que el comportamiento es bajar la velocidad hasta llegar a la del sonido (343 m/s, con variaciones según la densidad y humedad del aire) y continuar a esta velocidad hasta disiparse la onda.

Vemos como la velocidad de la onda cae rápidamente a

Con estos datos podemos estimar la distancia a la explosión de otras imágenes en que esta no se ve. Se detecta en los videos un ligero estremecimiento o vibración, incluso se apagan luces, cuando primero llega la onda sísmica. Este es el que tomo como “tiempo cero”. Las ondas sísmicas viajan a unos 2-8 km/s en la litosfera, según la dureza de las rocas. Si la velocidad es la más rápida, la diferencia será de +43 metros, si es la más lenta se le suma 172 metros al numero que aquí estimo.

Este lugar esta a 1025 metros

Este está a 1800 metros

Este está a 2950 metros

Quienes hayan visto estos videos fijence en la acción de la onda de choque en cada caso.

Un asunto de las grandes explosiones, es que se realicen a cierta altura pra maximixar el daño de la onde de choque, pues en el caso de ocurrir al nivel del suelo, mucha energia se pierde hacia arriba. Si ocurre a cierta altura se genera una onda doble, que causa mayor destrucción. Por ejemplo, la bomba atomica de Hiroshima detonó a unos 600 metros de altura (además de que como minimo 21 veces más potente)

Actualización: Sobre el MV Rhosus, el barco que llevó el cargamento

Haciendo uso de Marinetraficc y sus datos historicos, se localiza las ultimas posiciones del barco por los datos transmitidos por su AIS. Dando seguimiento en las imágenes satelitales lo localizamos y vemos su destino. El barco esta hundido a unos 500 metros al norte del sitio de la explosión, junto al rompeolas

Veamos algunos momentos previos

La primera imagen satelital de Google Earth en que se observa el barco es de Mayo de 2014 (la anterior a esta en la base de imágenes es de Octubre de 2013, un mes antes del arribo del barco)

En algún momento entre Mayo de 2014 y Enero de 2015 la carga fue retirada

Y para Agosto de 2015 ya había sido movido a la posición donde luego se hundió, a unos 300 metros de donde primero estaba atracado.

Una foto del 8 Octubre de 2017 (parte de una foto más amplia del puerto)

En diciembre de 2017 se ve que se hunde, la popa esta parcialmente bajo agua.

Esto es en algun momento posterior

Y para marzo de 2018 esta totalmente hundido

Este puerto es un desastre de indolencia, a ambos lados de ese rompeolas hay dos barcos más hundidos, uno de ello se ve como se hunde a lo largo del 2014. El otro se detecta muy levente bajo el agua, junto al yate a la derecha del barco en cuestion, en la imagen de mayo de 2014.

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Desde el año pasado estoy por publicar algo similar, un análisis y explicación sobre el accidente de aviacion del 2018, con algunas imágenes y el los datos del reporte final que se publicó a mediados del año pasado.

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Operation Sailor Hat

Operation SnowBall

Minor Scale

8 respuestas a «Imágenes procesadas y algunos análisis adicionales de la explosión en el puerto de Beirut, Líbano, el martes 4 de Agosto de 2020»

  1. A very timely and detailed analysis of the Beirut explosion. Well done! You’re right that our approach (https://link.springer.com/article/10.1007/s00193-020-00970-z) was very similar – we compiled distance vs time charts and used that to back-calculate the explosive yield. We plan to write an expanded journal paper on this subject with a more detailed analysis and the inclusion of some additional videos. I am interested, for the videos which show people inside buildings, did you just estimate the distance from the source by taking the difference between the arrival of the shock through the ground and through the air? Or were you able to locate them on Google Earth?

    Sam Rigby, Universty of Sheffield

    1. regards sam
      The estimation in the videos where the explosion is not observed directly, it was from the reaction of the people. the reaction of surprise.

      In one of the videos, as you ask, I used the seismic wave. only a slight tremor of the video camera is observed, when the seismic wave arrives first, before the pressure wave. also, when the sismic wave arrives fisrt, some lights blink or turn off. an estimate with the time difference, taking into account the average speed of the seismic waves on the ground, helps to make a crude estimate

      In your article it seems to me that the video indicated in position #10, is the one that I refer to in position # 4 (and the one that I indicate as # 3 is somewhat further north, but I did not change the image to show it, I only say it in the text)

      One thing to note, perhaps a guess, is the possible presence of the crater from the first explosion, determined from the analysis of the images after the event, of the structure of the edges of the main crater

      Some time after writing that article, I planned to expand on some details. such as more video positions, including some further away. or if he found information about the arrival of the wave reported in places as distant as Cyprus. but my interest shifted to other topics.

    1. mi opinion en ese caso hipotetico seria

      1-es un plan a largo plazo, ya desde que se traia esa carga ese era el plan (con barco selecionado con problemas para el caso). en combinacion con gente en el pais (funcionarios de aduanas, militares). ponen otros materiales alli para luego tener una causa plausible de “accidente”
      o,
      2-se entera alguien del cargamento, y prepara las cosas para que ocurra un accidente
      o,
      3-lo hacen ocurrir

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