Τεχνικές Εκτίμησης Περιβαλλοντικών Κινδύνων – Διαχείριση Κρίσεων I Διάλεξη 8: Τεχνολογίες που αφορούν τη νομοθεσία για τα Βιομηχανικά Ατυχήματα Μεγάλης Έκτασης IΙ Νικόλαος Βαγιόκας, Χημικός Μηχανικός, MSc, PhD, MBA Παρασκευή 25 Οκτωβρίου 18:00-21:00 Ώρα για εξ’ αποστάσεως συνεργασία Τρίτη 29 Οκτωβρίου 12:00-13:00 Μέσο επικοινωνίας: τηλέφωνο 6974 908607 ή email: vagiokas@gmail.com

Ανάλυση Επικινδυνότητας Περιεχόμενα Εισαγωγή oρισμοί, κατηγορίες ουσιών Επικίνδυνες ουσίες ιδιότητες, επιπτώσεις Ανάλυση Επικινδυνότητας συχνότητα και συνέπεις ατυχημάτων, μέτρα πρόληψης

Εισαγωγή Επικίνδυνες ουσίες Ουσίες είναι τα χημικά στοιχεία και οι ενώσεις τους σε φυσική κατάσταση (εκτός από οποιον-δήποτε διαλύτη που μπορεί να διαχωριστεί). Παρασκευάσματα είναι τα μείγματα ή τα διαλύματα που αποτελούνται από δύο ή περισσότερες ουσίες.

Εισαγωγή Επικίνδυνες ουσίες Επικίνδυνες ουσίες και παρασκευάσματα είναι: τοξικές, οξειδωτικές, εκρηκτικές, εύφλεκτες, επικίνδυνες για το περιβάλλον, κ.α. (επιβλαβείς, διαβρωτικές, ερεθιστικές, ευαισθητοποιητικές, καρκινογόνες, μεταλλαξιγόνες). 4

Εισαγωγή Πολύ τοξικές ουσίες και παρασκευάσματα που εισπνεόμενα, καταπινόμενα ή απορροφούμενα μέσω του δέρματος ακόμη και σε ελάχιστη ποσότητα προκαλούν το θάνατο ή οξείες ή χρόνιες βλάβες της υγείας.

Εισαγωγή Τοξικές ουσίες και παρασκευάσματα που εισπνεόμενα, καταπινόμενα ή απορροφούμενα μέσω του δέρματος ακόμη και σε μικρές ποσότητες προκαλούν το θάνατο ή οξείες ή χρόνιες βλάβες της υγείας.

Εισαγωγή Οξειδωτικές ουσίες και παρασκευάσματα τα οποία, σε επαφή με άλλες ουσίες και ιδίως εύφλεκτες ουσίες, προκλούν ισχυρών εξώθερμη αντίδραση.

Εισαγωγή Εκρηκτικές ουσίες και παρασκευάσματα που δημιουργούν τον κίνδυνο έκρηξης λόγω κρούσης, τριβής, φλόγας ή άλλων πηγών ανάφλεξης (ταξινομούνται σε υποκατηγορίες).

Εισαγωγή Σημείο ανάφλεξης Θερμοκρασία στην οποία ένα υγρό καύσιμο πρέπει να θερμανθεί για να παράγει ατμό, ο οποίος αναφλέγεται με την εφαρμογή γυμνής φλόγας και το οξυγόνο του αέρα.

Εισαγωγή Εύφλεκτες υγρές ουσίες και παρασκευάσματα που έχουν σημείο ανάφλεξης ίσο ή μεγαλύτερο από 21oC και μικρότερο ή ίσο προς 55oC και συντηρούν την καύση.

Εισαγωγή Πολύ εύφλεκτες υγρές ουσίες και παρασκευάσματα που μπορεί να θερμανθούν και τελικά να αναφλεγούν σε επαφή με τον αέρα σε θερμοκρασία περιβάλλοντος χωρίς παροχή ενέργειας. υγρές ουσίες και παρασκευάσματα που έχουν σημείο ανάφλεξης χαμηλότερο των 55oC και που παραμένουν σε υγρή κατάσταση υπό πίεση (κίνδυνος μεγάλου ατυχήματος λόγω υψηλής πίεσης ή θερμοκρασίας).

Εισαγωγή Πολύ εύφλεκτα υγρά υγρές ουσίες και παρασκευάσματα που έχουν σημείο ανάφλεξης κατώτερο από 21oC και που δεν είναι εξαιρετικά εύφλεκτες.

Εισαγωγή Εξαιρετικά εύφλεκτες υγρές ουσίες και παρασκευάσματα που έχουν σημείο ανάφλεξης μικρότερο από 0oC και των οποίων το σημείο βρασμού είναι, υπό κανονική πίεση, μικρότερο ή ίσο προς 35oC. αέρια τα οποία είναι εύφλεκτα όταν έρθουν σε επαφή με τον αέρα σε θερμοκρασία και πίεση περιβάλλοντος, και τα οποία βρίσκονται σε αέρια ή υπεκρίσιμη κατάσταση. Εύφλεκτες και ιδιαίτερα εύφλεκτες υγρές ουσίες και παρασκευάσματα που διατηρούνται σε θερμοκρασία υψηλότερη από το σημεία βρασμού τους.

Εισαγωγή Επικίνδυνες για το περιβάλλον ουσίες και παρασκευάσματα τα οποία, αν εισαχθούν στο περιβάλλον, παρουσιάζουν ή μπορεί να παρουσιάσουν άμεσο ή μελλοντικό κίνδυνο για έναν ή περισσότερους τομείς του περιβάλλοντος.

Επικίνδυνες ουσίες Συνέπειες ατυχημάτων Διαρροές: υγρή φάση, αέρια φάση Φωτιές: λίμνη, αέριου νέφους, πίδακας, πύρινη σφαίρα Έκρηξη: αέριου νέφους (VCE), αναβράζοντος υγρού διαστελλόμενου αερίου (BLEVE)

Επικίνδυνες ουσίες

Επικίνδυνες ουσίες Διαρροή Κανονική κατάσταση Υγρή φάση Αέρια φάση Υγρή και αέρια φάση

Επικίνδυνες ουσίες Διαρροή 2,8 m3/hr 8 min 8,1 m/s 4,1 m3/hr 225 sec

Επικίνδυνες ουσίες Φωτιά (λίμνη φωτιάς) Φυσικό αέριο Βενζίνη Κηροζίνη

Φωτιά (φωτιά αέριου νέφους) Επικίνδυνες ουσίες Φωτιά (φωτιά αέριου νέφους) 32 m3/hr 6 min 0 sec 9 sec 14 sec 16 sec

Φωτιά (πίδακας φωτιάς) Επικίνδυνες ουσίες Φωτιά (πίδακας φωτιάς) Βαλβίδα ασφαλείας

Επικίνδυνες ουσίες Φωτιά (πύρινη σφαίρα φωτιάς)

Επικίνδυνες ουσίες Έκρηξη (BLEVE) -10 sec +1 sec 41 kg/sec uair < 0,5 m/s +3 sec +8 sec

Επικίνδυνες ουσίες Εύφλεκτες ουσίες Θερμοκρασία, oC Θερμότητα καύσης, J/kg Θερμική ακτινοβολία, W/m2

Θερμική ακτινοβολία (kW/m2) Επικίνδυνες ουσίες Εύφλεκτες ουσίες Θερμική ακτινοβολία (kW/m2) Επιπτώσεις 37,5 Βλάβη σε εξοπλισμό 25 Ανάφλεξη ξύλου (μεγάλη περιόδος έκθεσης) 12,5 Τήξη πλαστικών σωλήνων Επίπεδο καταστροφής υλικών, % 100 80 50 30 10 Θερμική ακτινοβολία (kW/m2) 23 18 12,6 8 4,7

Επικίνδυνες ουσίες Εκρηκτικές ουσίες (κατηγοριοποίηση) 1.1: κίνδυνος μαζικής έκρηξης 1.2: κίνδυνος εκτόξευσης (όχι μαζικής έκρξηξης) 1.3: κίνδυνος μικρών εκρήξεων/ εκτοξεύσεων 1.4: μικρός κίνδυνος έκρηξης (εντός συσκευασίας) 1.5: μικρή πιθανότητα πυροδότησης 1.6: πολύ μικρός κίνδυνος πυροδότησης

Επικίνδυνες ουσίες Εκρηκτικές ουσίες Υπερπίεση (kPa) Επιπτώσεις 70 – 80 Κατάρρευση των περισσοτέρων τύπων κτιρίων 40 – 60 Σοβαρές ζημιές σε κτίρια μενισχυμένο σκυρόδεμα 27,5 – 48 Σοβαρές ζημιές σε μεταλλικές κατασκευές > 35 Κατάρρευση ξύλινων κτρίων 12,4 – 20 Ζημιές σε τοιχοποιία 7,6 – 12,4 Παραμόρφωση μεταλλικών πλαισίων 3,5 – 7,6 Μικρές ζημιές σε ορσισμένα κτίρια 1 – 1,5 Θραύση υαλοκρυστάλων 1atm = 101kPa

Επικίνδυνες ουσίες Εκρηκτικές ουσίες (επίπεδο ζημιών, υπερπίεση po) Ζώνη Έκταση ζημιών po, kPa A Ολοκληρωτική καταστροφή > 83 B Σοβαρές βλάβες > 35 C Μέτριες βλάβες > 17 D Αμελητέες εώς μέτριες βλάβες > 3,5 po, kPa Κτίρια Εξοπλισμός Δεξαμενές 1 5% 3 10% 7 30% 14 60% 50% 21 100% 35

Επικίνδυνες ουσίες

Επικίνδυνες ουσίες

Επικίνδυνες ουσίες Τοξικές

Exposure time to feel pain (s) Επικίνδυνες ουσίες Επιπτώσεις στον άνθρωπο Θερμική δόση, s(W/m2)4/3 Υπερπίεση, kPa Τοξική δόση, ppmns Probability % 99 90 50 10 1 Ear drum rupture (kPa) - 84 43,5 19,3 16,5 Fatality (kPa) 200 175 140 120 100 Heat flux (kW/m2) 19,87 11,67 9,46 6,94 4,73 2,90 2,33 1,74 Exposure time to feel pain (s) 2 4 6 9 16 30 40 60

Ζώνες επικινδυνότητας Επικίνδυνες ουσίες Κριτήρια και ζώνες επικινδυνότητας Ζώνες επικινδυνότητας Τοξικότητα Θερμική ακτινοβολία Υπερπίεση ΖΩΝΗ Ι Προστασία δυνάμεων καταστολής (πολύ σοβαρές επιπτώσεις) LC50 1500 TDU 15kW/m2 (40sec) 350 mbar ΖΩΝΗ ΙΙ Προστασία πληθυσμού (σοβαρές επιπτώσεις) LC1 450 TDU 6kW/m2 140 mbar ΖΩΝΗ ΙΙΙ Προστασία πληθυσμού (μέτριες επιπτώσεις) IDLH 170 TDU 3kW/m2 50 mbar

Επικίνδυνες ουσίες Παράδειγμα υπολογισμών: BLEVE LPG Duration (sec): t = 0,852m0,28 Radius (m): rf = 3,24m0,325 Distances (m): Hf = 2rf , X2 = Hf2 + x2, xf = X - rf View factor (-): Fview = (rf / X)2 Surface Emmisive Power (LPG): SEP = 350kW/m2 Atmospheric transmisivity (-): τα = log(14,1RH-0,108xf0,3) Heat flux (kW/m2): q = SEP  Fview  τα Problem Calculate the heat flux at distances 100m , 200m and 500m from the tank with 900tons LPG. (Relative Humidity 50%)

Επικίνδυνες ουσίες x (m) Q (kW/m2) 100 73,1 200 66,5 500 40,5

Επικίνδυνες ουσίες Δένδρο Αλληλουχίας Γεγονότων (πιθανότητες)

Επικίνδυνες ουσίες Δένδρο Αλληλουχίας Γεγονότων: διαρροή εύφλεκτων ουσιών

Επικίνδυνες ουσίες Δένδρο Αλληλουχίας Γεγονότων: διαρροή υγραερίου

Ανάλυση Επικινδυνότητας Ατομική Διακινδύνευση, IR Η συχνότητα ένα απρο-στάτευτο άτομο μόνιμα παρεμένον σε ένα σημείο, να υποστεί θανάσιμο τραυ-ματισμό από ενδεχόμενο ατύχημα εξαιτίας μιας επι-κίνδυνης δραστηριότητας. 39

Ανάλυση Επικινδυνότητας Κοινωνική Διακινδύνευση, SR Η συχνότητα να υποστούν θανάσιμο τραυματισμό Ν ή περισσότερα άτομα, από ενδε-χόμενο ατύχημα εξαιτίας μιας επικίνδυνης δραστηριότητας. 40

Ανάλυση Επικινδυνότητας/ Risk Levels Magnitude of Risk Intolerable levels of risk Adverse risks are intolerable whatever the benefits and risk mitigation measures are essential at any cost if activity is to continue. Cost Increasing As Low As Reasonably Practicable A level of risk that is tolerable and cannot be reduced further without expenditure of costs disproportionate to the benefit gained or where the solution is impractical to implement. Ideal levels of risk Risks are negligible, or so small that they can be managed by routine procedures and no additional risk treatment measures are needed. Risk Increasing

Ανάλυση Επικινδυνότητας/ Risk Aversion Intolerable levels of risk 1 accident with 100 fatalities ALARP Region Frequency 100 accidents with 1 fatality Ideal levels of risk Risk Perception Consequences

Ανάλυση Επικινδυνότητας Intolerable region – risk cannot be justified on any ground Tolerable only if further risk reduction is impracti-cable or if its cost is gros-sly disproportionate to the improvement gained Risk undertaken only if a benefit is desired The ALARP region Levels of Risk Tolerable if cost of risk reduction exeeds the improvement gained Broadly acceptable region of negligible risk – no need for detailed work to demonstrate ALARP 43

Ανάλυση Επικινδυνότητας Μεθοδολογία

Ανάλυση Επικινδυνότητας Αρχή της προφύλαξης, Επιτροπή των ΕΚ (2000) Οι τέσσερις συνιστώσες της αξιολόγησης του κινδύνου Εντοπισμός πηγών κινδύνου Χαρακτηρισμός πηγών κινδύνου Αξιολόγηση της έκθεσης Χαρακτηρισμός επικινδυνότητας

Ανάλυση Επικινδυνότητας Αρχή της προφύλαξης, Επιτροπή των ΕΚ (2000) Εντοπισμός πηγών κινδύνου βιολογικοί, φυσικοί, χημικοί παράγοντες Χαρακτηρισμός πηγών κινδύνου ποσοτικός ή/και ποιοτικός προσδιορισμός της φύσης και της σοβαρότητας των αποτελεσμάτων λόγω έκθεσης στους υπό μελέτη παράγοντες

Ανάλυση Επικινδυνότητας Χαρακτηρισμός πηγών κινδύνου

Ανάλυση Επικινδυνότητας Αρχή της προφύλαξης, Επιτροπή των ΕΚ (2000) Αξιολόγηση της έκθεσης ποσοτική ή ποιοτική αξιολόγηση της πιθανότητας έκθεσης στους υπό μελέτη παράγοντες Χαρακτηρισμός επικινδυνότητας ποιοτική ή/και ποσοτική εκτίμηση (εγγενείς αβεβαιότητες, πιθανότητα, συχνότητα, σοβαρότητα)

Ανάλυση Επικινδυνότητας

Ανάλυση Επικινδυνότητας Χάρτης Κοινωνικής Διακινδύνευσης

Ανάλυση Επικινδυνότητας Χάρτης Κοινωνικής Διακινδύνευσης Μεταφορά επικίνδυνων εμπορευμάτων Σταθμός φόρτωσης LPG Εγκαταστάσεις αποθήκευσης αμμωνίας

Ανάλυση Επικινδυνότητας

Time to start evacuation Ανάλυση Επικινδυνότητας Time to start evacuation Evacuation route Zone 100m

Time to start evacuation Ανάλυση Επικινδυνότητας Time to start evacuation Evacuation route Zone 100m

Time to start evacuation Ανάλυση Επικινδυνότητας Time to start evacuation Evacuation route Zone 100m

Ανάλυση Επικινδυνότητας Συχνότητες και συνέπειες ατυχημάτων

Ανάλυση Επικινδυνότητας Όρια και περιοχές επικινδυνότητας

Ανάλυση Επικινδυνότητας Κόστος συνολικού κύκλου ζωής, Ct Κόστος αρχικής επένδυσης, CΣFC Κόστος συντήρησης και αντικατάστασης, Cm Κόστος ασφάλισης, Cins Κόστος υπολειμματικού κινδύνου, Cr Συντελεστής παρούσας αξίας, fAP

Ανάλυση Επικινδυνότητας Μέτρα πρόληψης

Ανάλυση Επικινδυνότητας Ct,i = Cri,i + Csm,i Cost Benefit Analysis Cost Ct,i Cri,i Csm,i Residual Risk

Ανάλυση Επικινδυνότητας Ct = Cri + Csm Cost Benefit Analysis Cost Ct Point of optimum cost Cri ΔCri Csm ΔCsm Residual Risk

Ανάλυση Επικινδυνότητας Ανακεφαλαίωση Εισαγωγή oρισμοί, κατηγορίες ουσιών Επικίνδυνες ουσίες ιδιότητες, επιπτώσεις Ανάλυση Επικινδυνότητας συχνότητα και συνέπεις ατυχημάτων, μέτρα πρόληψης