Afvalstoffen – Toxische wolk door brand

Algemene beschrijving

Afval wordt door bedrijven verzameld, eventueel gescheiden en verwerkt of afgevoerd. Sommige bedrijven zijn gespecialiseerd in verwerking van gevaarlijke stoffen of afval dat gevaarlijke stoffen bevat. De gevaarlijke stoffen kunnen vrijkomen als ze in opslag zijn of tijdens verwerking. Dit kan door lekkage, brand of explosie. Specifiek probleem bij dit scenario is het feit dat – zeker bij brand – een cocktail van stoffen betrokken kan zijn.

Aandachtspunten

Wolk met toxische verbrandingsproducten

Doordat vervuilde producten, gevaarlijke stoffen en restafval worden opgeslagen, kan er bij verbranding een cocktail aan verbrandingsproducten vrijkomen.

Langdurende brand

Ongesorteerd afval dat bij een brand betrokken raakt kan moeilijk te blussen zijn. Leegrijden van een loods is op dat moment het enige alternatief.

Toxische wolk door brand

In de rook van elke brand zitten toxische stoffen. Als er chemische stoffen, kunststoffen, aardolieproducten e.d. bij de brand betrokken zijn, verergert dit omdat deze stoffen meer toxische verbrandingsproducten produceren dan bijvoorbeeld hout of gas. Daarnaast kan de opslagvorm (loods, tank of bulkopslag) ervoor zorgen dat de verbranding onvolledig is, waardoor het aandeel toxische stoffen in de rookwolk toeneemt.

Tezamen met een aantal andere scenario’s is een toxische wolk door brand op zichzelf niet te bestrijden. De brand -die er de oorzaak van is- wel. Ten aanzien van de wolk kunnen alleen maar effect beperkende maatregelen genomen worden. Binnenblijven, ventilatie uit en –in de maanden erna- geen groenten uit eigen tuin eten.

Vergunningsadvies

Een advies met betrekking tot het voorkomen en/of bestrijden van een toxische wolk door brand zal alleen maar in het bergunningsadvies terecht komen als hiervoor stationaire maatregelen genomen worden. Dit kan alleen maar in geval van een vaste installatie. Als de bestrijding mobiel of semi-stationair wordt uitgevoerd, wordt dit beschreven in de bedrijfsbrandweeraanwijzing.

Het scenario Toxische wolk door brand is een gevolg van een brand met kunststoffen, chemicaliën o.i.d.. Om de Toxische wolk weg te nemen zal de onderliggende brand aangepakt moeten worden. Voor het vergunningsadvies kan uitgegaan worden van dezelfde adviezen als bij het scenario Brand vaste stoffen en kan o.a. het volgende in de vergunning worden opgenomen:

• Voorschriften ten aanzien van verpakking, opslagvorm, scheiding van categorieën, gebouw etc
• Voorschriften ten aanzien van opleiding en training van personeel, procedures, onderhoud en keuringen etc.
• Voorschriften ten aanzien detectie en eventuele stationaire blussing.

Voor de bestrijding van een brand kan in de vergunning opgenomen worden dat (kwalitatief):

• Er een plan is hoe om te gaan met een dergelijk incident. Interen en externe alarmering, taken voor BHV/bedrijfsbrandweer etc.
• Er voldoende bluswater aanwezig is, er ruimte is voor de (bedrijfs)brandweer om op te kunnen treden en of er speciale materialen of blusmiddelen op het terrein aanwezig moeten zijn.

Effecten

De effecten van een Toxische wolk door brand” zijn afhankelijk van een aantal variabelen, te weten:

Betrokken stof: het soort stof is bepalend voor de soort en hoeveelheid toxische stoffen in de rookwolk.

Omstandigheden ter plaatse: weersomstandigheden en afstand tot kwetsbare mensen:

• De wind (-richting en –snelheid), regen etc. bepalen hoe snel en in welke richting de rookwolk zich zal verspreiden;
• Afstand tot kwetsbare mensen; het vrijkomen van toxische verbrandingsproducten kan gezondheidseffecten hebben op personen.

Omdat alle bovenstaande factoren van invloed zijn op de ernst van effecten, is het niet mogelijk om met vuistregels te werken. Er wordt aanbevolen om de effecten door te rekenen met modelleringssoftware.

Ten aanzien van de effecten van een Toxische wolk door brand is het van belang een aantal zaken mee te nemen in de beeldvorming, te weten:

• Door de hitte van de brand stijgt de rook op (pluimstijging) waardoor vaak dicht bij de brand weinig overlast is. Verderop is de hitte in de rook afgenomen en komt de rook naar beneden. Op dat moment is de concentratie toxische stoffen al lager (want meer verspreid en opgemengd) dan dichter bij de brand;
• Omdat de rook zichtbaar en ruikbaar is, kunnen mensen maatregelen nemen om weg te gaan uit de rook (bij een toxische wolk is dit moeilijker omdat die vaak niet zichtbaar zal zijn);
• Doordat een brand niet ineens groot is (maar tijd nodig heeft om tot volle ontwikkeling te komen), hebben mensen tijd om te anticiperen;
• Schuilen in huis of gebouw is voor enkele uren goed mogelijk.

Bedrijfsbrandweer

Het scenario Toxische wolk door brand heeft doorgaans effecten buiten het bedrijfsterrein terwijl de oorzaak ervan op het bedrijfsterrein zelf te vinden is. De bedrijfsbrandweer kan alleen maar op het bedrijfsterrein optreden en kan dus alleen maar inzetten op de oorzaak van de toxische wolk door brand (bestrijding van de brand).

Voor de uitwerking van deze taak van de bedrijfsbrandweer beschrijven we hieronder de taken vanuit het scenario “Brand vaste stoffen”.

De bestrijding van een Brand met vaste stoffen door de bedrijfsbrandweer valt uiteen in de bestrijding van de brand en/of het voorkomen van uitbreiding. Opslag van brandbare vast stoffen is een stationaire “activiteit” waardoor scenario en inzet kunnen worden uitgewerkt in een bedrijfsbrandweerrapport. In het geval dat vervoer van vaste stoffen op het bedrijfsterrein tot een bedrijfsbrandweerscenario leidt, zal dit scenario eveneens uitgewerkt te worden in het bedrijfsbrandweerrapport.

Voor een effectieve inzet is het van belang dat er:

1. Snel gealarmeerd wordt;
2. Duidelijk is om welke stof het gaat;
3. Er veilig gewerkt kan worden (juiste PBM’s);
4. Voldoende water, pompcapaciteit is;
5. Voldoende menskracht voor bediening voertuig/pomp, handstralen/waterkanonnen en leiding is;
6. Snel gestart kan worden met de inzet.

Informatie over punt 1, en 3 kan veelal uit ervaringscijfers, ontwerpspecificatie en testen worden gehaald. Punt 4 en 5 zijn het resultaat van een realistische inschatting van de omvang van het scenario en de menskracht die nodig is voor opbouw waterwinning, uitrollen slangen en starten inzet.

Voor het bepalen van de benodigde inzet van personeel en materieel wordt normaliter gebruik gemaakt van kentallen (per TS 2000 liter water per minuut voor 50 meter vuurfront). Omdat dit getallen zijn voor “huis, tuin en keuken” branden, kunnen ze maar zeer beperkt worden gebruikt bij industriële brandbestrijding. Door aan de ene kant een grotere vuurlast en aan de andere kant vaak betere preventieve voorzieningen (brandwerende muren en/of afstand tot gebouwen en constructies), dient voor een inzet van de bedrijfsbrandweer vooraf het scenario doorgerekend te worden.

Kentallen waterscherm

Inzet waterscherm bij toxische wolk

Waterschermen kunnen een toxische wolk verdunnen of opwervelen doordat ze veel lucht verplaatsen. De benodigde hoeveelheid water (om de toxische wolk te verdunnen tot de AGW), wordt bepaald door de hoeveelheid lucht die daarvoor nodig is:

L = (b / AGW) x 1.000.000

L: Benodigde hoeveelheid lucht in m³
b: bronsterkte in kg/s
AGW: Alarmeringsgrenswaarde in mg/m²

Toelichting
De benodigde hoeveelheid lucht wordt berekend door de bronsterkte te delen door de AGW. De AGW wordt in mg berekend. Omdat de bronsterkte in kg is, wordt de uitkomst van de deling met 1.000.000 vermenigvuldigd.

De hoeveelheid lucht bepaalt vervolgens de benodigde hoeveelheid water:

V = (L / 2000) x 60

V: Benodigd water in L/min;
L: Benodigde lucht in m³

Toelichting
Het benodigd water wordt berekend door de benodigde hoeveelheid lucht te delen door 2.000 (1 liter water verplaatst 2 m³ lucht). Omdat uitkomst de hoeveelheid water per seconde betreft moet deze nog vermenigvuldigd worden met 60.

Naast de benodigde hoeveelheid water die nodig is voor het verdunnen van de wolk tot de AGW, kan ook berekend worden hoeveel water nodig is voor het volledig oplossen van de wolk. Hiervoor kan de volgende formule worden gebruikt:

V = (b / o) x 60 x 100

V: het minimaal benodigde waterdebiet in L/min;
b: bronsterkte in kg/s;
o: oplosbaarheid van de stof in g/100ml.

Toelichting
Het benodigde water wordt berekend door de bronsterkte te delen door de oplosbaarheid. De bronsterkte in kg/s en wordt maal 60 gedaan om op kg/min te komen. De oplosbaarheid wordt maal 100 gedaan om van g/100 ml naar kg/100 l te komen.

Bovenstaande berekeningen zijn modelmatig en houden geen rekening met de omstandigheden. Per scenario moet beoordeeld worden of een effectieve inzet met waterschermen mogelijk is en of de effectiviteit opweegt tegen de risico’s voor personeel. Voor het beoordelen van de effectiviteit dient ten minste naar de volgende factoren te worden gekeken:

• Wind: hoe meer wind, hoe lager de effectiviteit. Boven 5 m/s is er nog nauwelijks effect.
• Afstand tot de bron: hoe groter de afstand tot de bron, hoe kleiner de effectiviteit. Optimale afstand tot bron is 10 m (effectiviteit van 90%), bij 20 m is dit nog 15 %.
• Hoogteverschil: hoe groter het hoogteverschil met de bron, hoe lager de effectiviteit.
• Watercapaciteit: hoe groter de watercapaciteit, hoe hoger de effectiviteit. Een waterscherm is pas effectief bij capaciteiten boven de 2.000 l/min.
• Aantal monitoren: meer monitoren in cascade opstelling voor optimaal effect.
• Vrije uitstroom: bij obstakels tussen bron en scherm is een inzet nauwelijks effectief

Kentallen materieel

Uitgangspunten inzet mobiele middelen

Bovenstaande kentallen zijn indicatief. In de praktijk zal de exacte worplengte variëren. De feitelijke prestaties zullen daarom middels een live-test moeten worden aangetoond.

Uitgangspunten mobiele koeling

Kentallen personeel

Hiervoor zijn geen harde rekenregels. Door een taak-tijdanalyse kan inzichtelijk worden gemaakt hoeveel tijd een activiteit kost. In de onderstaande tabellen zijn vuistregels opgenomen.

Basisuitgangspunten bepaling personele component

Uitgangspunten inzet straatwaterkanonnen

Voor bediening van een straalpijp/handline zijn twee manschappen nodig. Bij capaciteiten < 200 l/min volstaat 1 manschap. Bij gebruik van technische hulpmiddelen (robots, slangenkarretjes of super lichte straatwaterkanonnen) kan onderbouwd afgeweken worden.

Rekenblad

Het scenario Toxische wolk door brand heeft doorgaans effecten buiten het bedrijfsterrein terwijl de oorzaak ervan op het bedrijfsterrein zelf te vinden is. De bedrijfsbrandweer kan alleen maar op het bedrijfsterrein optreden en kan dus alleen maar een inzet op de oorzaak van de toxische wolk door brand (bestrijding van de brand). Daarom is dit rekenblad niet anders dan het rekenblad voor het scenario “Brand vaste stoffen”.

Bestrijding van een brand kan door toepassing van stationair middelen of door middel van inzet van de (bedrijfs)brandweer.

De volgende gegevens zijn nodig voor een goed beeld van het scenario:

• Om welke stof(fen) gaat het?
• Wat zijn de omstandigheden (loods, buitenopslag)?
• Gaat het om een opslag met automatisch blussysteem (dan is daarbovenop geen bedrijfsbrandweeraanwijzing voor dat scenario meer mogelijk)?
• Is het een brandweerscenario (dan is het niet mogelijk daarbovenop nog stationaire voorzieningen voor te schrijven)?
• Gaat het om een scenario dat niet tot problemen buiten de poort leidt? Dan is een directe bedrijfsbrandweeraanwijzing niet mogelijk. Het is wel mogelijk dat de bedrijfsbrandweer al vanwege een ander scenario is aangewezen en dit scenario meeneemt. Het is ook mogelijk om stationaire voorzieningen te treffen

Stationair

• Detectie en automatische start blussing
• Bepaling benodigde capaciteit op basis van doorrekening

Semi stationair

• Vergelijkbaar met stationair, aansturing/bediening niet automatisch maar handmatig
• Bepaling benodigde capaciteit op basis van doorrekening

Mobiel

• Bepaling benodigde capaciteit op basis van doorrekening
• Locatie moet veilig te betreden zijn

Modelleringssoftware

Voorbeelden van softwarepakketten zijn:

• Safeti-NL (DNV-GL);
• Effects (GEXCON);
• POOLFIRE6 (Health & Safety Executive – UK);
• FRED (GEXCON/Shell Global Solutions);
• ALOHA (Environmental Protection Agency – USA);
• Diverse CFD software pakketten.

In tegenstelling tot de modellering van scenario’s ten behoeve van Externe Veiligheid (EV), is voor scenario’s ten behoeve van bedrijfsbrandweerscenario’s geen specifiek softwarepakket
voorgeschreven.

Voor het bepalen van de omvang en effecten van de incidentscenario’s dient gebruik te worden gemaakt van speciale modelleringssoftware. In deze softwarepakketten kunnen zowel de omvang van het scenario (bijvoorbeeld plasoppervlakten), als reikwijdtes van risicocontouren worden bepaald.