CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO M. Schiavetti(*), A. Marangon(*), A. Bernardini(**), M. Carcassi(*) Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale (DICI) Università di Pisa (**) HAM Italia S. P. A.

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Indice dei contenuti: • Introduzione (motivazione e scopo dello studio) • Identificazione dell’incidente di riferimento • Riproduzione dell’incendio di un autoarticolato con FDS • Risultati / Conclusioni VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Distanze di sicurezza tra elementi pericolosi dell’impianto Guida tecnica ed atti di indirizzo per la redazione dei progetti di prevenzione incendi relativi ad impianti di alimentazione di gas naturale liquefatto (GNL) con serbatoio criogenico fuori terra a servizio di stazioni di rifornimento di gas naturale compresso (GNC) per autotrazione. VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Trasferendo quindi la sostanza allo stato liquido, la riduzione della distanza tra l’apparecchio di distribuzione ed il serbatoio di stoccaggio permetterebbe un sensibile vantaggio tecnico rispetto ad un dispenser posizionato ad 8 m dallo stesso: • riduzione delle perdite di carico (riducendo la distanza) • eliminare la necessità di utilizzare pompe (apparecchiature in movimento) per effettuare il rifornimento Tali aspetti si traducono in vantaggi anche dal punto di vista della sicurezza: • riduzione dei volumi di liquido da gestire a fine rifornimento • eliminare parti in movimento E’ necessario sottolineare che la pompa criogenica per la movimentazione del liquido potrebbe comunque essere prevista in alcuni lay-out nel caso in cui si debba garantire specifici tempi di rifornimento. VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Determinazione incidente di riferimento Ricerca bibliografica Incendi autoarticolati FDS Determinazione temperature sulla faccia esterna del serbatoio Calcolo linearizzato Determinazione dell’energia trasferita all’interno del serbatoio e della variazione di pressione VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Test sperimentali su larga scale di rilascio termico da autoarticolati Ricerca bibliografica per determinare l’energia totale e la potenza termica rilasciata dall’incendio di un autoarticolato Andamento temporale della potenza termica per i test riportati in Tabella E’ stato scelto di riprodurre, sia in termini di tempistiche del rilascio termico che di carico d’incendio massimo, il più gravoso tra i test sperimentali citati in bibliografia. VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO L’ipotesi di un autocisterna per trasporto di combustibili liquidi o liquefatti/criogenici, che potrebbe trasportare un quantitativo energetico maggiore rispetto a quanto analizzato, è stata esclusa per i seguenti motivi: • • • Da un’analisi bibliografica la maggior parte dei principi di incendio verificatesi sui veicoli a motore nascono da un surriscaldamento dell’impianto frenante durante la sosta o la fermata del veicolo. Nel caso di veicoli cisterna trasportanti liquidi combustibili o gas liquefatti, un principio di incendio di questo tipo coinvolgerebbe il materiale infiammabile trasportato solamente a seguito di una perdita di contenimento, evento che ha una probabilità di accadimento remota specialmente se considerata avvenire in concomitanza con l’evento di incendio descritto. La probabilità che un incendio esterno possa provocare come effetto domino una perdita di contenimento dell’autocisterna è esclusa per la presenza durante le operazioni di rifornimento di personale addestrato all’utilizzo dei mezzi antincendio che possono provvedere ad estinguere il principio di incendio prima che questo possa espandersi, unitamente alla considerazione che un principio di incendio di qualsiasi tipo ha necessità di un notevole lasso di tempo prima di poter compromettere il contenimento di una cisterna trasportante liquido criogenico a causa dell’isolamento presente. L’accadimento di un effetto domino che comprometta la tenuta di una cisterna contente gas infiammabili liquefatti o liquidi infiammabili criogenici provocherebbe effetti che non sono comunque riducibili con una distanza di 8 m come quella prescritta dalla regola tecnica per la distanza tra il dispenser ed il serbatoio di metano liquido. VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Valori dell’energia termica totale rilasciata e del picco di potenza termica per la simulazione e la prova sperimentale presa a riferimento VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Caratteristiche simulazione FDS • Volume 12 x 18 m • Numero celle: 96. 000 • Celle cubiche lato 0. 3 m • Tempo di calcolo ~3 gg Posizione dei punti di acquisizione della temperatura sul serbatoio Rappresentazione geometrica del lay-out utilizzato per la simulazione Caratteristiche geometriche oggetti • Spessore superficie serbatoio 50 mm (utilizzato per determinare il calore assorbito e la temperatura raggiunta) • Spessore muro di protezione 30 cm VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Variabili investigate • Altezza muro di protezione (ininfluente per altezze tra i 2 ed i 3 m) • Distanza del serbatoio dall’autoarticolato VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Confronto temperatura massima del serbatoio in funzione della distanza del rilascio termico Andamento temporale delle temperature sul serbatoio per la prova 18 VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Calcolo del flusso termico totale nell'unità di tempo attraverso la superficie cilindrica Dati geometrici serbatoio Il valore medio della resistenza termica è stato determinato utilizzando la seguente formula VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Il calcolo è stato effettuato per una temperatura del mantello esterno del serbatoio costante su tutta la superficie, in modo da garantire una stima conservativa. Temperatura Densità fase vapore Volume specifico fase vapore Densità fase liquida Volume specifico fase liquida Entalpia fase vapore Entalpia fase liquida VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO La quantità di calore necessaria al raggiungimento dei 9 bar all'interno del serbatoio può essere calcolata, per le due condizioni iniziali prese in considerazione, valutando il calore necessario a: • Innalzare la temperatura del liquido • Innalzare la temperatura del vapore • Far evaporare il liquido fino al raggiungimento della temperatura finale Conservativo rispetto ai valori reali VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Maggiori differenze tra un serbatoio di GNL e un serbatoio di GPL • I serbatoi di GNL sono costruiti con doppio contenimento ed intercapedine sottovuoto riempita di perlite garantendo un isolamento termico ordini di grandezza superiore ai serbatoi di GPL costruiti in singolo contenimento metallico • L’irraggiamento diretto del serbatoio in doppio contenimento provoca l’innalzamento della temperatura e la riduzione delle caratteristiche di resistenza del serbatoio esterno che non ha funzioni strutturali, mentre il surriscaldamento del serbatoio di GPL provoca la riduzione delle caratteristiche meccaniche del serbatoio che ha funzione di mantenere il prodotto all’interno VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Conclusioni: • L’altezza del muro di protezione non influisce in modo significativo sulla massima temperatura raggiunta dal serbatoio (per serbatoi a sviluppo verticale) • Una distanza della piazzola di sosta dell’autoarticolato in rifornimento maggiore o uguale a 4 m lineari dal serbatoio garantisce che in conseguenza ad un incendio dell’autoarticolato le temperature a cui si verrebbe a trovare la superficie esterna del serbatoio rimangano contenute e che il calore trasmesso all’interno dello stesso non provochi l’apertura delle valvole di sicurezza prima che la combustione dell’autoarticolato sia completata • La riduzione delle distanze tra il punto di rifornimento ed il serbatoio non sembra quindi comportare un aggravio di rischio • La distanza di 8 m tra serbatoio e punto di riempimento non garantisce inoltre che la piazzola di sosta sia posizionata tra questo ed il serbatoio inducendo una distanza tra l’autoarticolato ed il serbatoio di stoccaggio inferiore agli 8 m. VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016

CONSIDERAZIONI TECNICHE IN AUSILIO ALLA VALUTAZIONE DEL RISCHIO INERENTE LA RIDUZIONE DELLA DISTANZA DI SICUREZZA TRA IL DISPENSER DI EROGAZIONE GNL ED IL RELATIVO SERBATOIO DI STOCCAGGIO Grazie per l’attenzione VGR 2016, Roma 13 -15 Settembre 2016