SICUREZZA DEGLI IMPIANTI DI DISTRIBUZIONE IDROGENO: APPARECCHIATURA SPERIMENTALE HPBT PER LA VALUTAZIONE DEL

COMPORTAMENTO DI RILASCI ACCIDENTALI DA PIPELINE.

F. Pilo*, N. Grasso°, N. Ciannelli ^, M. Carcassi°*Dipartimento dei Vigili del Fuoco

Venezia, Veneto (Italy)francpil@libero.it

°Dipartimento di Ingegneria Meccanica Nucleare e della Produzione - Pisa UniversityPisa, Toscana (Italy)

nicola.grasso@ing.unipi.itcarcassi@ing.unipi.it

^ Dipartimento dei Vigili del FuocoLivorno, Toscana (Italy)

nicola.ciannelli@vigilfuoco.it

Associazione degli Analisti dell’Ambiente, dell’Affidabilità e della Sicurezza IndustrialeXXI Convegno 3ASI Roma 22/23 novembre 2005

PREMESSAPREMESSASviluppo di impiantistica specifica per la produzione, lo Sviluppo di impiantistica specifica per la produzione, lo stoccaggio e la distribuzione di idrogeno stoccaggio e la distribuzione di idrogeno Nelle condizioni attuali, la rete di distribuzione idrogeno nel Nelle condizioni attuali, la rete di distribuzione idrogeno nel mondo risulta limitata sia in capacitmondo risulta limitata sia in capacitàà che in estensione ed che in estensione ed èèriservata quasi esclusivamente al trasporto di idrogeno riservata quasi esclusivamente al trasporto di idrogeno allall’’interno di impianti industriali quali raffinerie e poli chimici.interno di impianti industriali quali raffinerie e poli chimici.La mancanza di una normativa specifica sia in ambito La mancanza di una normativa specifica sia in ambito nazionale che Europeo per la realizzazione, il collaudo e la nazionale che Europeo per la realizzazione, il collaudo e la messa in servizio di linee di distribuzione idrogeno, messa in servizio di linee di distribuzione idrogeno, impedisce di fatto la costruzione di impianti con impedisce di fatto la costruzione di impianti con caratteristiche omogenee e in grado di conseguenza di caratteristiche omogenee e in grado di conseguenza di rispondere a precisi standard di sicurezza.rispondere a precisi standard di sicurezza.In Italia i riferimenti normativi sono essenzialmente legati a In Italia i riferimenti normativi sono essenzialmente legati a normative create per gas generici pinormative create per gas generici piùù leggeri dellleggeri dell’’aria: il aria: il rispetto di queste indicazioni nel caso di impianti idrogeno rispetto di queste indicazioni nel caso di impianti idrogeno comporta in alcuni casi un aggravio costruttivo e per contro in comporta in alcuni casi un aggravio costruttivo e per contro in altre situazioni non riesce a garantire il rispetto di standard altre situazioni non riesce a garantire il rispetto di standard di di sicurezza adeguati alle reali esigenze.sicurezza adeguati alle reali esigenze.

PREMESSA (cont)PREMESSA (cont)Per questo secondo scopo, nellPer questo secondo scopo, nell’’ambito del gruppo di lavoro ambito del gruppo di lavoro idrogeno del Ministero dellidrogeno del Ministero dell’’Interno in collaborazione tra Interno in collaborazione tra Dipartimento dei Vigili del Fuoco e UniversitDipartimento dei Vigili del Fuoco e Universitàà di Pisa, presso di Pisa, presso i laboratori del DIMNP (Dipartimento Ingegneria Meccanica, i laboratori del DIMNP (Dipartimento Ingegneria Meccanica, Nucleare e della Produzione) Nucleare e della Produzione) èè attualmente in fase di studio attualmente in fase di studio e realizzazione una apparecchiatura denominata HPBT e realizzazione una apparecchiatura denominata HPBT ((HydrogenHydrogen Pipe Break Test) in grado di simulare rilasci reali Pipe Break Test) in grado di simulare rilasci reali da pipeline di idrogeno. Alla fase di rilascio segue lda pipeline di idrogeno. Alla fase di rilascio segue l’’innesco innesco della miscela. della miscela. Questo lavoro permetterQuesto lavoro permetteràà di acquisire una parte di di acquisire una parte di informazioni necessarie per supportare la definizione di una informazioni necessarie per supportare la definizione di una normativa tecnica specifica di prevenzione incendi sulle linee normativa tecnica specifica di prevenzione incendi sulle linee di distribuzione idrogeno. Inoltre i dati ricavati dalldi distribuzione idrogeno. Inoltre i dati ricavati dall’’attivitattivitààsperimentale saranno utili anche per una verifica dei modelli sperimentale saranno utili anche per una verifica dei modelli di calcolo impiegati per le valutazioni del rischio e delle areedi calcolo impiegati per le valutazioni del rischio e delle areedi danno.di danno.

Gruppo di lavoro Idrogeno del Gruppo di lavoro Idrogeno del Ministero dellMinistero dell’’Interno Interno -- AttivitAttivitàà

Norme di prevenzione incendi per la Norme di prevenzione incendi per la progettazione, costruzione ed esercizio degli progettazione, costruzione ed esercizio degli impianti di distribuzione di idrogeno per impianti di distribuzione di idrogeno per autotrazioneautotrazione..Bozza di linea guida per la caratterizzazione, ai Bozza di linea guida per la caratterizzazione, ai fini antincendio, di componenti specifici e di fini antincendio, di componenti specifici e di autovetture alimentate a idrogenoautovetture alimentate a idrogenoSviluppo di una normativa per indirizzare la Sviluppo di una normativa per indirizzare la progettazione, la costruzione e lprogettazione, la costruzione e l’’esercizio di esercizio di impianti per la distribuzione idrogeno mediante impianti per la distribuzione idrogeno mediante idrogenodottiidrogenodotti. .

APPARECCHIATURA SPERIMENTALE APPARECCHIATURA SPERIMENTALE HPBT (HPBT (HydrogenHydrogen Pipe Break Test).Pipe Break Test).

FinalitFinalitààTempi di rilascio di idrogeno in aria.Tempi di rilascio di idrogeno in aria.Determinazione delle dimensioni del Determinazione delle dimensioni del rilascio.rilascio.Posizione e modalitPosizione e modalitàà delldell’’innesco.innesco.Tipologie di effetti in base alle modalitTipologie di effetti in base alle modalitàà di di innesco.innesco.

Specifiche del progettoSpecifiche del progetto

Pressione dellPressione dell’’idrogeno in uscita: fino a 10 idrogeno in uscita: fino a 10 bar e con un periodo di rilascio variabile da 0 bar e con un periodo di rilascio variabile da 0 a 240 secondi.a 240 secondi.Numero di serbatoi pari a 4. La capacitNumero di serbatoi pari a 4. La capacitààcomplessiva di idrogeno a 10 bar risulta 9 complessiva di idrogeno a 10 bar risulta 9 m^3 pari a 120 Nm^3 complessivi. Tutti i m^3 pari a 120 Nm^3 complessivi. Tutti i serbatoi sono collegati direttamente al serbatoi sono collegati direttamente al ventventgenerale di scarico.generale di scarico.Tubazione di prova in acciaio al carbonio da Tubazione di prova in acciaio al carbonio da 22”” lunga circa 40 metri lunga circa 40 metri

HPBT HPBT -- SCHEMASCHEMA

HPBT HPBT -- LocalizzazioneLocalizzazione

HPBT HPBT –– OrifizioOrifizio didi testtest

HPBT HPBT

CONCLUSIONICONCLUSIONICon lCon l’’apparecchiatura HPBT si intende contribuire apparecchiatura HPBT si intende contribuire ad una migliore ed efficace analisi di sicurezza ad una migliore ed efficace analisi di sicurezza relativa alle linee che trasportano lrelativa alle linee che trasportano l’’idrogeno. Le idrogeno. Le prove sperimentali saranno significative per le prove sperimentali saranno significative per le esigenze attualmente previste per alcune tipologie esigenze attualmente previste per alcune tipologie di trasporto delldi trasporto dell’’idrogeno in tubazioni. Tale lavoro, idrogeno in tubazioni. Tale lavoro, oltre a produrre informazioni utili alle richieste delle oltre a produrre informazioni utili alle richieste delle autoritautoritàà ispettive che devono esprimere un parere ispettive che devono esprimere un parere sulla sicurezza delle linee proposte, si inquadrersulla sicurezza delle linee proposte, si inquadrerààin uno studio piin uno studio piùù generale che in campo europeo si generale che in campo europeo si sta effettuando da parte di gruppi/progetti di ricerca sta effettuando da parte di gruppi/progetti di ricerca europei, sia dal punto di vista europei, sia dal punto di vista modellisticomodellistico, sia dal , sia dal punto di vista dellpunto di vista dell’’analisi del rischi e di quelle delle analisi del rischi e di quelle delle normative che sono in corso di approntamento in normative che sono in corso di approntamento in campo nazionale, europeo ed internazionale. campo nazionale, europeo ed internazionale.

GRAZIEGRAZIE