Il nitrato di urea è un composto incolore e cristallino di carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto con la formula chimica (NH2)2CO.HNO3. Si prepara per reazione dell’urea con acido nitrico: (NH2)2CO + HNO3 -> (NH2)2CO.HNO3. Il composto è di natura ionica con l’urea – legata all’atomo di idrogeno dall’acido nitrico – che forma il catione e il gruppo nitrato (NO3-) che forma l’anione. È solubile in acqua, ma molto meno in acido nitrico, e quindi tende a cristallizzare in seguito alla reazione di cui sopra. Il nitrato di urea si decompone in modo esplosivo se sottoposto a shock; tuttavia, la sua sensibilità è piuttosto bassa, il che lo rende relativamente sicuro da maneggiare in circostanze normali, sebbene possa esplodere in caso di riscaldamento prolungato.
Gli esplosivi generalmente richiedono un combustibile, che sarebbe una sorta di materiale ossidabile, e un ossidante, che in questo contesto è normalmente una sostanza che fornisce ossigeno. Nel caso del nitrato di urea, come per la maggior parte degli esplosivi commerciali e militari, il carburante e l’ossidante sono presenti nella stessa molecola e, come la maggior parte dei composti di questo tipo, è classificato come alto esplosivo. Ha una velocità di detonazione, cioè la velocità con cui l’onda d’urto viaggia attraverso l’esplosivo, di circa 11,155 piedi al secondo (3,400 metri al secondo), circa la metà di quella del trinitrotoluene (TNT). Gli alti esplosivi possono essere classificati come primari o secondari a seconda che possano esplodere senza un detonatore; Il nitrato di urea è classificato come esplosivo secondario, poiché normalmente è necessaria una piccola carica esplosiva per fornire uno shock sufficiente a causare la detonazione.
Il nitrato di urea normalmente non esplode se acceso, ma brucia facilmente in aria, producendo anidride carbonica, acqua e ossidi di azoto. Può, tuttavia, esplodere se sottoposto a riscaldamento prolungato o a contatto con altre sostanze chimiche. Il composto ha meno probabilità di esplodere se è bagnato e, in presenza di acqua, tende a decomporsi in modo non violento in urea e acido nitrico.
Le proprietà esplosive di questo composto hanno portato ad alcuni usi commerciali, ma ha acquisito notorietà per il suo uso in ordigni esplosivi improvvisati (IED). L’urea e l’acido nitrico sono entrambi prodotti su vasta scala per l’uso nell’industria dei fertilizzanti – l’urea è di per sé un fertilizzante ampiamente utilizzato – e la disponibilità di queste materie prime in grandi quantità combinata con la facilità di sintesi del nitrato di urea ha portato spesso a questo esplosivo essere favorito da gruppi terroristici. I dispositivi esplosivi che lo impiegano sono talvolta descritti come “bombe fertilizzanti”, ma questo termine è più frequentemente applicato alle bombe a base di nitrato di ammonio, che è un altro fertilizzante comunemente usato. Si pensa che il nitrato di urea sia stato il principale esplosivo utilizzato nell’attentato con un’autobomba del 1993 al World Trade Center.
Un semplice test sul campo può identificare il nitrato di urea sfruttando la sua reazione con la p-dimetilamminocinnamaldeide (P-DMAC) per formare un composto rosso fortemente colorato. L’urea e altri composti correlati non producono questa reazione, riducendo le possibilità di un risultato falso positivo. A seguito di un’esplosione, tuttavia, è difficile verificare chimicamente se questo composto sia stato coinvolto poiché sarebbe presente solo in tracce e i prodotti di decomposizione sono simili a quelli di altri esplosivi a base di nitrati.