RISCHIO TRASPORTI

Scenari Incidentali

Dipartimento di Ingegneria ChimicaUniversita’ di Roma “La Sapienza”Ing. Roberto Bubbico

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 StoriciGPL Capannori

Dati StoriciGPL Capannori

Dati StoriciGPL 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 StoriciGPL 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 infiam m abile e tossico

jet fi re

si

pool fire

si

flash fire UVCE

si

dispersione nube tossica

no

innesco della nube?

si form a una nube di vapori

no

innesco im m ediato dei vapori?

si form a una pozza

no

innesco im m ediato della perdita?

Evoluzione dello Scenario

I ncendio che avvolge un contenitore di gas liquefatto infiam m abile

j et fire

si

flash fire U VCE

si

dispersione sicura

no

innesco?

si form a una nube di vapori

no

innesco?

sfiato dalla valvola di sicurezza

si

no

fireball

si

innesco im m ediato?

grossa nube di vapori fram m enti

BLEVE

no

riscaldam ento un iform e?

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 di un incidente in galleria le persone hanno generalmente minori possibilità di fuga rispetto a quelle che si trovano in 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

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Causa della perdita

rottura spontanea delcontenitore

ribaltamento

collisione

uscita fuori strada

incendio

altro

Dati interventi VVF 1985-92

Trasporto Stradale

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

Tipo di perdita

nessuna perdita

perdita piccola

perdita media

perdita grave

Dati interventi VVF 1985-92

Trasporto Ferroviario

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

Causa della perdita

rottura spontanea delcontenitore

valvola chiusa male

perdita da tenute

deragliamento

altro

Dati interventi VVF 1985-92

Trasporto Ferroviario

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

Tipo di perdita

nessuna perdita

perdita piccola

perdita media

perdita grave

Dati interventi VVF 1985-92

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

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

Probabilità di innesco

forellini e cricche

fori

rotture medie(fino a 400 mm)

rotture gravi(oltre 400 mm)

Perdita di gas da condotte

Probabilità di Innesco

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Probabilità di innesco

benzina

GPL

Benzina e GPL (strada e ferrovia) Perdita piccola - innesco immediato

Probabilità di Innesco

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Probabilità di innesco

benzina

GPL

Benzina e GPL (strada e ferrovia) Perdita grande - innesco immediato

Probabilità di Innesco

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Probabilità di innesco

benzina

GPL

Benzina e GPL (strada e ferrovia) Perdita grande - innesco ritardato

Probabilità di Innesco

0%10%

20%30%40%

50%60%70%80%

90%100%

area coperta

< 30 m230-100 m2100-300 m2300-1000 m21000-3000 m23000-10000 m20,01-0,03 km20,03-0,1 km20,1-0,3 km20,3-1 km21-3 km23-10 km2

Nube di vapori infiammabili

Evoluzione dello Scenario

Trasporto di GPL per Strada e Ferrovia

0

10

20

30

40

50

60

70

80

incidenti

incidenti totali

con perdita di prodotto

con innesco della perdita

incidenti totali

con perdita di prodotto

con innesco della perdita

stradaferrovia

Probabilità di Perdita Trasporto di GPL per Strada e Ferrovia

0%

10%

20%

30%

40%

50%

dimensioni della perdita

trascurabile

piccola

grande

trascurabile

piccola

grande

strada ferrovia

Probabilità di Innesco Trasporto di GPL per Strada e Ferrovia

0%

20%

40%

60%

80%

100%

dimensioni della perdita

trascurabile

piccola

grande

trascurabile

piccola

grande

strada ferrovia

Evento Finale Trasporto di GPL per Strada e Ferrovia

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

evento pericoloso finale

jet firefireballflash fireUVCE

jet firefireballflash fireUVCE

strada ferrovia

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 intossicazione• nubi tossiche

Analisi delle Conseguenze

• Esistono soglie di danno e di letalità

Nota: normativa relativa ai serbatoi di stoccaggio di GPL (G.U. 9.7.1976)

Eventopericoloso

Soglia dielevata letalità

Soglia lesioniirreversibili

Soglia lesionireversibili

Incendio 12,5 kW/ m2 5 kW/ m2 3 kW/ m2

Fireball Raggio 200 kJ / m2 125 kJ / m2

Flash fire LFL ½ LFL -

UVCE 0,6 bar 0,07 bar 0,03 bar

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 15°C• vento 2,5 m/s• umidità 71%• classe di stabilità 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 Population(#/km2)

Remote 10Rural 200

Suburban 1 500Urban 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

Strada150 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

Gela

Messina

Software TrHazGIS

Software TrHazGIS

Software TrHazGIS

Software TrHazGIS

Software TrHazGIS

Software TrHazGIS

Emergenze nel Trasporto• Emergenza nel trasporto di una

sostanza pericolosa– 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.