Rischio trasporti. Scenari incidentali.

Dipartimento di Ingegneria Chimica
Universita’ di Roma “La Sapienza”
Ing. Roberto Bubbico
RISCHIO TRASPORTI
Scenari Incidentali
Dati Storici
• Trasporto stradale
– 1978, San Carlos de la Rapita (Spagna)
• sovrariempimento di una autocisterna che trasportava
22 t di propilene: fireball con 200 morti in un camping
– 1976, Houston (U.S.A.)
• caduta di un’autocisterna da 19 t di ammoniaca da
un’altezza di 10 m : nube tossica con 6 morti in città
– 1962, New York (U.S.A.)
• rottura di una cisterna con 13 t di propano dopo urto
contro un albero: incendio con 10 morti in città
Dati Storici
• Trasporto ferroviario
– 1981, San Luis Potosi (Messico)
• deragliamento con successiva rottura di una
ferrocisterna con 100 t di cloro: nube tossica con 20
morti in un’area urbana
– 1959, Georgia (U.S.A.)
• deragliamento con successiva rottura di una
ferrocisterna con 18 t di GPL: esplosione con 23
morti in un’area da picnic
Dati Storici
• Trasporto navale
– 1979, Bantry Bay (Irlanda)
• rottura dello scafo dovuta a spostamento della
zavorra: esplosione ad un terminal di petrolio con 50
morti
• Trasporto in condotta
– 1989, Asha-Ufa (ex-U.R.S.S.)
• perdita di GPL da una condotta, proseguita per alcune
ore e innescata da un treno in transito: 50 morti in
un’area urbana
Dati Storici
• Esempio: GPL Capannori
– 29.12.1982 Autostrada Firenze-Mare
– 4 morti, 2 feriti
– serbatoi: motrice 10 t + rimorchio 11 t
– descrizione
• tamponamento a catena dovuto alla nebbia in
prossimità del casello di Capannori
• autocisterna coinvolta in incendio che provoca un
BLEVE del serbatoio della motrice seguito da fireball
• il serbatoio del rimorchio viene squarciato e
fuoriesce un jet fire lungo circa 10 m
Dati Storici
GPL Capannori
Dati Storici
GPL Capannori
Dati Storici
GPL Capannori
Dati Storici
• Esempio: GPL Casalguidi
– 19.2.1985 Casalguidi (PT)
– 2 morti, 4 feriti
– serbatoio 2 t
– descrizione
• autocisterna ferma su rampa per rifornire un
serbatoio fisso indietreggia andando a urtare
violentemente un fabbricato
• nell’urto si rompe una valvola da 2” e fuoriesce GPL
liquido che vaporizza nel fabbricato
• il GPL trova un innesco nel fabbricato ed esplode
Dati Storici
GPL Casalguidi
Scenario Incidentale
• L’evoluzione temporale dello scenario
dipende da vari fattori
– caratteristiche della sostanza
• infiammabile, tossica, più leggera o più pesante
dell’aria, ecc.
– stato fisico durante il trasporto
• gas, liquido, gas liquefatto in pressione, ecc.
– quantitativo fuoriuscito
– condizioni meteorologiche
• temperatura, velocità del vento, umidità, ecc.
– condizioni al contorno
• perdita su terreno, asfalto o acqua, fonti di innesco,
morfologia del terreno, presenza di fabbricati, ecc.
Evoluzione dello Scenario
Fuoriuscita di liquido infiammabile e tossico
innesco immediato della perdita?
si
no
jet fire
si forma una pozza
innesco immediato dei vapori?
si
no
pool fire
si forma una nube di vapori
innesco della nube?
si
flash fire
no
UVCE
dispersione nube tossica
Evoluzione dello Scenario
Incendio che avvolge un contenitore
di gas liquefatto infiammabile
riscaldamento uniforme?
si
no
sfiato dalla valvola di sicurezza
BLEVE
innesco?
grossa nube di vapori
si
no
jet fire
si forma una nube di vapori
innesco immediato?
no
innesco?
si
flash fire
si
fireball
no
UVCE
frammenti
dispersione sicura
Scenari Particolari
• Incidenti in galleria
– si può avere una intensificazione anche
notevole degli effetti rispetto alla situazione
in campo aperto
• dispersione di gas e vapori più difficoltosa
• dispersione del calore più difficoltosa
• campi di pressione intensificati per effetto del
confinamento
Incidenti in Galleria
• Dispersione di gas
– la dispersione del prodotto è ostacolata
dallo scarso ricambio d’aria
– la concentrazione nell’intorno del punto di
rilascio rimane alta a lungo
– si hanno problemi
• in caso di fuoriuscita di prodotti tossici
• nella dispersione dei fumi di combustione di
prodotti infiammabili
• nella dispersione di gas inerti
Incidenti in Galleria
• Incendio
– il calore sviluppato si disperde con difficoltà
– si raggiungono temperature elevate che
permangono a lungo
• si possono innescare distacchi o crolli parziali
dalle volte
• Esplosione
– il confinamento ostacola l’espansione delle
onde di sovrappressione, che, riflettendosi
su volta e pareti, vengono intensificate.
Incidenti in Galleria
• Ventilazione
– modalità di applicazione più opportune
• longitudinale, semi-trasversale, trasversale
– entità del flusso ottimale
• dispersione di fumo e calore
• effetti sulla combustione (afflusso di aria fresca)
– altri fattori
• dimensioni della galleria e luogo della perdita
• quantità e stato fisico della perdita
• tempo che trascorre tra incidente e avvio della
ventilazione di emergenza
Incidenti in Galleria
• Popolazione coinvolta
– nel caso
persone
possibilità
trovano in
di un incidente in galleria le
hanno
generalmente
minori
di fuga rispetto a quelle che si
campo aperto
• minore agibilità dei luoghi
• scarsa visibilità
• scarso ricambio d’aria
• Esempio: tunnel del Monte Bianco
– nell’incendio (che non ha coinvolto sostanze
pericolose) sono morte 39 persone (1999)
Tunnel del Monte Bianco
Immagini dell’incidente
Dati Storici
• Statistiche derivate da banche dati
di incidenti verificatisi in passato
– OSH-ROM
• riporta incidenti accaduti in tutto il mondo
• aggiornamenti semestrali/annuali
– Vigili del Fuoco
• schede degli interventi eseguiti in Italia
• Spesso mancano informazioni
importanti
– quantitativi fuoriusciti, tempistica, ecc.
Trasporto Stradale
Dati interventi VVF 1985-92
60%
rottura spontanea del
contenitore
50%
ribaltamento
40%
collisione
30%
uscita fuori strada
20%
incendio
10%
altro
0%
Causa della perdita
Trasporto Stradale
Dati interventi VVF 1985-92
45%
40%
35%
nessuna perdita
30%
perdita piccola
25%
20%
perdita media
15%
perdita grave
10%
5%
0%
Tipo di perdita
Trasporto Ferroviario
Dati interventi VVF 1985-92
30%
rottura spontanea del
contenitore
25%
valvola chiusa male
20%
perdita da tenute
15%
10%
deragliamento
5%
altro
0%
Causa della perdita
Trasporto Ferroviario
Dati interventi VVF 1985-92
45%
40%
35%
nessuna perdita
30%
perdita piccola
25%
20%
perdita media
15%
perdita grave
10%
5%
0%
Tipo di perdita
Innesco della Perdita
• Affinché un prodotto infiammabile
bruci o esploda ci vuole un innesco
– fiamme
– apparecchi elettrici
– superfici calde
– effetti degli impatti
• Esempi di fonte di innesco
– motori di auto
– semafori
– accendini
Probabilità di Innesco
• Non si può mai escludere che possa
esserci l’innesco di una sostanza
infiammabile fuoriuscita a seguito
di un incidente
• La probabilità di innesco dipende
da
– proprietà della sostanza
– entità della perdita
– energia dissipata nell’incidente
Probabilità di Innesco
Perdita di gas da condotte
40%
35%
forellini e cricche
30%
fori
25%
20%
rotture medie
(fino a 400 mm)
15%
10%
rotture gravi
(oltre 400 mm)
5%
0%
Probabilità di innesco
Probabilità di Innesco
Benzina e GPL (strada e ferrovia)
Perdita piccola - innesco immediato
60%
50%
40%
benzina
30%
GPL
20%
10%
0%
Probabilità di innesco
Probabilità di Innesco
Benzina e GPL (strada e ferrovia)
Perdita grande - innesco immediato
60%
50%
40%
benzina
30%
GPL
20%
10%
0%
Probabilità di innesco
Probabilità di Innesco
Benzina e GPL (strada e ferrovia)
Perdita grande - innesco ritardato
60%
50%
40%
benzina
30%
GPL
20%
10%
0%
Probabilità di innesco
Probabilità di Innesco
Nube di vapori infiammabili
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
< 30 m2
30-100 m2
100-300 m2
300-1000 m2
1000-3000 m2
3000-10000 m2
0,01-0,03 km2
0,03-0,1 km2
0,1-0,3 km2
0,3-1 km2
1-3 km2
3-10 km2
area coperta
Evoluzione dello Scenario
Trasporto di GPL per Strada e Ferrovia
ferrovia
80
70
strada
incidenti totali
60
con perdita di prodotto
50
con innesco della perdita
40
incidenti totali
30
con perdita di prodotto
20
con innesco della perdita
10
0
incidenti
Probabilità di Perdita
Trasporto di GPL per Strada e Ferrovia
50%
strada
ferrovia
40%
trascurabile
piccola
grande
30%
trascurabile
20%
piccola
grande
10%
0%
dimensioni della perdita
Probabilità di Innesco
Trasporto di GPL per Strada e Ferrovia
100%
trascurabile
80%
piccola
grande
60%
trascurabile
40%
piccola
grande
20%
strada
ferrovia
0%
dimensioni della perdita
Evento Finale
Trasporto di GPL per Strada e Ferrovia
70%
60%
50%
strada
ferrovia
40%
jet fire
fireball
flash fire
UVCE
jet fire
fireball
flash fire
UVCE
30%
20%
10%
0%
evento pericoloso finale
Nota: la perdita di GPL liquido vaporizza senza formare
una pozza per effetto del flash e dell’aerosolizzazione
Analisi delle Conseguenze
• Le conseguenze della fuoriuscita di un
prodotto pericoloso si estrinsecano in
– campi di radiazione termica
ustioni
• jet fire, pool fire, flash fire, fireball
– campi di sovrapressione
crolli e schegge
• UVCE, esplosione fisica, BLEVE
– campi di concentrazione
• nubi tossiche
intossicazione
Analisi delle Conseguenze
• Esistono soglie di danno e di letalità
Evento
pericoloso
Incendio
Fireball
Flash fire
UVCE
Soglia di
elevata letalità
12,5 kW/m2
Soglia lesioni
irreversibili
5 kW/m2
Soglia lesioni
reversibili
3 kW/m2
Raggio
200 kJ/m2
125 kJ/m2
LFL
½ LFL
-
0,6 bar
0,07 bar
0,03 bar
Nota: normativa relativa ai serbatoi di stoccaggio
di GPL (G.U. 9.7.1976)
Analisi delle Conseguenze
• I software di analisi delle conseguenze
consentono di valutare le distanze di
impatto entro le quali si superano le
soglie di danno
– EFFECTS2 e DAMAGE del TNO (Paesi Bassi)
– TRACE 8.b della SAFER (U.S.A.)
– SuperChems Professional della A.D.Little (U.S.A.)
– SIGEM - SIMMA dei Vigili del Fuoco
– e vari altri
Analisi delle Conseguenze
• I software di analisi delle conseguenze
hanno proprie banche dati prodotti e
richiedono la conoscenza di
– condizioni del prodotto (P,T)
– caratteristiche e geometria del contenitore
– condizioni meteorologiche
• classe di stabilità atmosferica, velocità del vento,
umidità, irraggiamento solare, ecc.
– caratteristiche dell’ambiente
• suolo, presenza di ostacoli alla dispersione, fonti di
innesco, ecc.
Analisi delle Conseguenze
• I software di analisi delle conseguenze
valutano
– portata fuoriuscita e durata del rilascio
– dimensioni della pozza, tasso di vaporizzazione
– campi di concentrazione per la dispersione del
prodotto in aria in funzione del tempo e dello
spazio (tridimensionali) per infiammabili e tossici
– campi di radiazione termica in funzione dello
spazio in caso di jet fire, pool fire e fireball
– campi di sovrapressione in funzione dello spazio
in caso di esplosione
Analisi delle Conseguenze
• I software di analisi delle conseguenze
richiedono
– che uno specialista inserisca i dati, li elabori e
analizzi i risultati
– tempi piuttosto lunghi per esaminare ogni caso
(singolo evento pericoloso che può scaturire da
uno scenario incidentale)
• Per questa ragione
– i software di analisi delle conseguenze non sono
in grado di fornire risultati utili alla gestione di
una emergenza
Metodi “Speditivi”
• Per ottenere risultati più rapidi, anche
se necessariamente più approssimati si
possono utilizzare i metodi speditivi
– condizioni meteorologiche “standard”
– quantitativi prefissati di prodotto fuoriuscito
• Metodi speditivi
– Vigili del Fuoco
• adatto ad impianti fissi
• quantitativi eccessivi per i casi di trasporto
– METrHaz
• sviluppato appositamente per trasporto stradale e
ferroviario di merci pericolose
METrHaz
• Ipotizza degli scenari “standard”
– trasporto stradale
• perdita di 15 - 30 m3 di prodotto
– trasporto ferroviario
• perdita di 15 - 30 - 60 m3 di prodotto
– condizioni meteorologiche medie
• temperatura
• vento
• umidità
• classe di stabilità
15°C
2,5 m/s
71%
atmosferica
D (neutra)
METrHaz
• L’analisi
delle
conseguenze
degli
scenari standard è stata effettuata con
il software ChemPlus di A.D.Little
• I risultati dell’analisi
– quantitativi sversati
– eventi pericolosi possibili
• non viene considerato il jet fire che ha zona di impatto
limitata ed è immediatamente evidente a chi interviene
– aree di impatto degli eventi pericolosi
sono stati incorporati in una banca dati
METrHaz
METrHaz
METrHaz
METrHaz
METrHaz
METrHaz
Software TrHaz
• Si applica per il trasporto di sostanze pericolose su strada o
ferrovia
•Il percorso e` diviso in segmenti omogenei in base alla
frequenza di incidente e alla popolazione
Route
Accident rate
(#/km vehicle)
Highway
1.5 ·10-7
State road
4.0 ·10-8
Local road
9.0 ·10-9
Urban road
5.0 ·10-7
Rail
6.6 ·10-8
Zone
Remote
Rural
Suburban
Urban
Population
(#/km2)
10
200
1 500
10 000
TrHaz
TrHaz
TrHaz
TrHaz
Strumenti GIS per gestire il
rischio nel trasporto di merci
pericolose
Applicazione GIS MapRisk
Applicazione GIS MapRisk
• A partire da una rappresentazione
dettagliata della rete stradale e ferroviaria si
sono valutati, per ogni segmento:
–
–
–
–
–
incidentalità stradale
traffico stradale
frequenza incidenti (strada/ferrovia)
meteorologia
popolazione residente
Applicazione GIS MapRisk
Applicazione GIS MapRisk
• Dati meteorologici
– ISTAT
• rilevazioni in 60 stazioni meteorologiche
– temperatura minima, media e massima (mensile)
– distribuzione velocità del vento (mensile)
– distribuzione della direzione di provenienza del vento
nelle 8 direzioni principali della rosa dei venti
(annuale)
• disponibili dati statistici mediati su più anni
Stazioni meteorologiche
Applicazione GIS MapRisk
• Dati meteorologici
– per ogni segmento di strada e ferrovia
•
•
•
•
temperatura min, media, max (stagionale)
velocità media del vento (stagionale)
probabilità direzione del vento (annuale)
condizione meteorologica (stagionale) più
prossima alle condizioni locali
– dai valori rilevati nelle stazioni sullo stesso
versante pesati con 1/distanza2
Popolazione residente
• Intersezione tra aree località abitate e fasce
di distanza
Strada
150 m
1500 m
Popolazione residente
Probabilità direzione vento
Impianti a rischio di incidente
rilevante
Impianti a rischio di incidente
rilevante
Strumenti GIS per gestire il
rischio nel trasporto di merci
pericolose
Valutazione del rischio
Software TrHazGIS
• Effettua la valutazione del rischio
– rischio individuale geografico
• in funzione della distanza dal segmento stradale o
ferroviario
– rischio sociale
• curva F-N (frequenza eventi dannosi -numero di
decessi corrispondenti)
• confronto con alcune curve limite di accettabilità del
rischio (NL, UK)
Software TrHazGIS
Software TrHazGIS
Software TrHazGIS
Software TrHazGIS
Software TrHazGIS
Software TrHazGIS
Messina
Gela
Software TrHazGIS
Software TrHazGIS
Software TrHazGIS
Software TrHazGIS
Software TrHazGIS
Software TrHazGIS
Emergenze nel Trasporto
• Emergenza nel trasporto
sostanza pericolosa
di
una
– caso in cui, in seguito ad incidente o per altra
causa, sia in atto o si tema il verificarsi della
fuoriuscita della sostanza pericolosa nell’ambiente
• I provvedimenti dipendono da
– caratteristiche della sostanza trasportata
– stato fisico nel trasporto
– condizioni ambientali e locali
Emergenze nel Trasporto
• Occorrono informazioni sulle proprietà
del prodotto trasportato
– Esempio: utilizzo o meno di acqua per diluire la
perdita e/o spegnere l’incendio eventualmente
innescatosi (in alcuni casi l’acqua è sconsigliabile)
• Per il trasporto stradale
– schede CEFIC conservate sul mezzo
• Per il trasporto stradale e ferroviario
– In caso di necessità si può richiedere l’intervento
del servizio emergenza trasporti (SET)
Schede CEFIC Tremcard
• Schede di sicurezza (Tremcard)
– solo per il trasporto stradale di merci pericolose
– predisposte dal CEFIC
Conseil Europeen de l’Industrie Chimique
(in Italia Federchimica)
– sono disponibili per
• sostanze singole
• gruppi di sostanze
• carichi misti
Schede CEFIC Tremcard
• Le informazioni riguardano
– natura del pericolo e misure di sicurezza per farvi
fronte
– disposizioni da prendere e precauzioni da
adottare se le sostanze trasportate o quelle che
da esse si possono sviluppare entrano in contatto
con le persone
– misure da adottare/evitare in caso di incendio
– misure da adottare in caso di deterioramento
dell’imballaggio o perdita del carico
– informazioni su nome tecnico della sostanza e
classificazione ONU e ADR
Scheda CEFIC Tremcard
Scheda CEFIC Tremcard
Servizio Emergenza Trasporti
• Servizio Emergenza Trasporti (SET)
– istituito il 1.2.1998 su intesa tra
• Dipartimento di Protezione Civile
• Direzione Generali Protezione Civile e Servizi
Antincendi del Ministero dell’Interno
• Federchimica
– fornisce collaborazione ai Vigili del Fuoco e
Protezione Civile in caso di incidenti stradali e
ferroviari che coinvolgano prodotti chimici
• Il SET
– è attivo tutto l’anno, 24 ore al giorno
Servizio Emergenza Trasporti
• In caso di incidente
– le Pubbliche Autorità, chiamate a gestire
l’emergenza cercano di stabilire, con l’ausilio
del manuale SET un contatto diretto con
• produttore, rivenditore o destinatario
del prodotto interessato all’emergenza per
• disporre delle informazioni necessarie
• disporre eventualmente di assistenza tecnica sul
luogo dell’incidente
– Se non si riesce a stabilire il contatto,
l’etichetta è illeggibile, ecc., le Pubbliche
Autorità attivano il Numero Dedicato SET
Servizio Emergenza Trasporti
• Tre livelli di intervento
– I° livello di intervento
• invio della scheda di sicurezza del prodotto coinvolto
nell’incidente
– II° livello di intervento
• individuazione di un tecnico qualificato che possa
essere convocato dalle Pubbliche Autorità
– III° livello di intervento
• individuazione di una Squadra di Emergenza che può
essere attivata dalle Pubbliche Autorità
Scheda di Sicurezza
• 16 punti previsti dal modello CE
1 sostanza
2 composizione
3 pericoli
4 misure di pronto soccorso
5 misure antincendio
6 misure in caso di fuoriuscita accidentale
7 manipolazione
8 stoccaggio
Scheda di Sicurezza
• 16 punti previsti dal modello CE
9 controllo dell’esposizione
10 proprietà fisiche e chimiche
11 stabilità e reattività
12 informazioni tossicologiche
13 informazioni ecologiche
14 considerazioni sullo smaltimento
15 informazioni sul trasporto
16 informazioni sulla regolamentazione
Servizio Emergenza Trasporti
• Per tutti i livelli di intervento
– la gestione delle informazioni è effettuato dal
Centro di Risposta Nazionale che si avvale di
una Banca Dati
• La risposta delle Aziende chiamate a
collaborare con le Pubbliche Autorità
dovrà tenere conto di
– carattere di urgenza
– tipo di incidente e rischi connessi all’incidente
– informazioni ricevute
– esigenze aziendali
Banca Dati SET
• E’ di proprietà di Federchimica
• E’ collocata a Porto Marghera presso il
Centro di Risposta Nazionale
– può essere interrogata anche dalla sede di Milano
di Federchimica in collegamento telematico
• Alle Aziende responsabili del prodotto
compete la gestione delle informazioni
contenute nelle schede di sicurezza
– esse si impegnano ad assicurare una risposta 24
ore al giorno e per 365 giorni all’anno
Banca Dati SET
• Contiene
– elenco delle Aziende aderenti al SET
• servizi resi, fascia oraria presidiata, tel e fax
– elenco dei prodotti
– schede CEFIC Tremcard
• istruzioni per i conducenti
– schede CEFIC Eric Card
• istruzioni per le squadre di emergenza
– repertorio dell’industria chimica di Federchimica
– indicazione dei Centri di Risposta dei Paesi
Europei
Scheda CEFIC Eric Card
Scheda CEFIC Eric Card
Scheda CEFIC Eric Card
Scheda CEFIC Eric Card
Manuale SET
• Contiene
– introduzione al servizio SET
• obiettivi, in particolare le responsabilità delle Aziende
coinvolte in oerazioni di gestione delle emergenze
– distribuzione geografica delle Aziende
• siti dove sono localizzate Squadre di Emergenza
disponibili a fornire il III° livello di intervento
– lista delle Aziende e indicazione dei Centri di
Risposta Aziendali (indirizzo, tel e fax)
– lista dei prodotti pericolosi
• nome commerciale e codice ONU come chiave di
ricerca aziendale e del sito, classe RID, livelli di
intervento forniti dall’Azienda, fascia oraria presidiata
Servizio SET
• L’intervento del servizio SET
– può essere richiesto solo dalle Pubbliche Autorità
cui compete istituzionalmente la responsabilità
della gestione dell’emergenza
• L’intervento del servizio SET
– si occupa di fornire informazioni e personale di
supporto
– non gestisce direttamente l’emergenza
– non si occupa della bonifica del sito
Gestione Emergenze
• Possono essere molto utili i sistemi
informativi geografici (GIS)
– si possono predisporre applicativi con le
informazioni territoriali utili
• rete stradale e ferroviaria
• localizzazione dei servizi utili nell’emergenza
– stazioni vigili del fuoco, ospedali, forze dell’ordine, ecc.
– caselli autostradali, stazioni, ecc.
– si possono utilizzare funzione di “routing”
• via più breve per raggiungere il luogo dell’incidente
• punto di soccorso più vicino
Gestione Emergenze
Gestione Emergenze
Bibliografia
• Center for Chemical Process Safety
“Chemical Transportation Risk Analysis”
AIChE, New York, 1995.
• Health & Safety Commission
“Major Hazard Aspects of the Transport of
Dangerous Substances”
HMSO, London, 1991
• R.Fanelli, R.Carrara
“Guida al trasporto di sostanze pericolose”
Fondazione Lombardia per l’Ambiente,
Milano, 1999
Bibliografia
• B.Mazzarotta
“Gestione dell'emergenza nel trasporto di
sostanze pericolose: il software METrHaz”
Convegno VGR, Pisa 6-8/10/1998.
• R.Bubbico, M.Conforti, B.Mazzarotta
“TrHazGis: metodologia GIS di analisi di
rischio nel trasporto stradale di sostanze
pericolose”
Convegno VGR 2000, Pisa 24-26/10/2000.