Hoge druk aardgasleiding met bijmenging waterstof – Fakkelbrand

Algemene beschrijving

Deze kaart beschrijft een fakkelbrand bij een hogedruk leiding met een mengsel van aardgas en waterstof. Mogelijk wordt in de toekomst waterstof bijgemengd in hogedruk aardgasleidingen. Met deze scenariokaart wordt inzicht gegeven in de gevolgen van deze verandering voor de externe veiligheidscenario’s.

Omdat er geen vastomlijnde plannen zijn voor bijmenging van waterstof aan het aardgasnet, zijn in deze scenariokaart verschillende mengverhoudingen uitgewerkt. Hiermee ontstaat inzicht in de uitwerking van de verhouding waterstof en aardgas in relatie tot de gevaren en gevolgen van een fakkelbrand. Opgemerkt wordt dat de mengverhouding de enige variabele is geweest in de opzet van deze kaart. Debiet en druk zijn niet aangepast aan de calorische waarde, die minder daalt naarmate het aandeel waterstof stijgt.  

Als basis voor deze kaart is uitgegaan van de berekening voor de fakkelbrand hogedruk aardgasleiding gebruikt, waarbij is gevarieerd met verschillende mengverhoudingen aardgas/waterstof. De resulterende effectafstanden zijn opgenomen in de tabel “effectafstanden”. 

Door (graaf)werkzaamheden ontstaat een breuk in een hogedruk leiding met een mengsel van aardgas en waterstof. Het mengsel van aardgas en waterstof stroomt onder hoge druk uit. Het brandbare gas ontsteekt waardoor een fakkelbrand optreedt. 

Afhankelijk van de locatie van de breuk, het soort leiding en de aan- of afwezigheid van andere leidingen in de omgeving, kan dit enkele uren duren. Na het inblokken blijft de fakkel branden totdat de druk in de leiding gelijk is aan de omgevingsdruk. 

Een “Free viewing demo” waarmee deze file kan worden ingezien is te downloaden via https://www.gexcon.com/software/effects/. Met deze gratis demo is de berekening in effects met bijbehorende grafieken in te zien en beter af te lezen. Wilt u zelf gaan rekenen met de parameters uit de berekening met effects dan heeft u een licentie en aanvullende software van Gexcon nodig.

De kans op een breuk van een hogedruk buisleiding is afhankelijk van diameter, wanddikte, druk, type materiaal en kerfslagwaarde [1][2].

Factoren die de kans van optreden verkleinen zijn:

• Een grotere diepteligging;
• Bescherming van de leiding;
• Beschermende maatregelen in de buurt van de leiding.

Het breken van de buisleiding gaat gepaard met een harde knal. De harde knal wordt veroorzaakt door een fysische explosie door de plotselinge uitzetting van het samengeperste gas dat vrijkomt. De overdrukeffecten van de fysische explosie zijn in dit scenario buiten beschouwing gelaten. Deze explosie veroorzaakt een krater, waaruit het gas in verticale richting uitstroomt. Door de kracht waarmee het gas (tweezijdig) uitstroomt erodeert de krater verder. De uitstroming gaat gepaard met bulderend geraas. Het uitstromende gas ontsteekt direct met een fakkelbrand als gevolg. Wanneer het vrijkomende gas met enige vertraging ontsteekt is een chemische explosie met drukopbouw mogelijk. Ook dit effect is niet meegenomen in deze scenariokaart.

De warmtestraling van een fakkelbrand kan slachtoffers, schade en brand in de omgeving veroorzaken. Warmtestraling is in combinatie met de blootstellingsduur bepalend voor het slachtoffer- en schadebeeld.

In de onderstaande tabellen zijn de effecten van warmtestraling weergegeven. De tabel effectafstanden en gevolgen geeft 3 ringen aan. Binnen de eerste ring komt 99% van de aanwezigen te overlijden. In de tweede ring komen aanwezigen te overlijden of kunnen gewond raken. In de derde ring vallen geen doden maar kunnen aanwezigen nog wel gewond raken. De grens van de derde ring geeft aan tot waar eerstegraads brandwonden kunnen ontstaan. Afhankelijk van de afstand tot het ongeval en de bescherming van bijvoorbeeld gebouwen komen mensen te overlijden (†) of raken gewond: van zeer zwaargewond (T1) tot lichtgewond (T3). De schade aan objecten varieert van onherstelbare schade tot lichte schade. De effectafstanden zijn van toepassing vanaf elke willekeurig positie van de ondergrondse buisleiding.

De afstanden die horen bij de grenswaarden in de eerste tabel staan in de tweede tabel. Per combinatie van druk, diameter en mengverhouding zijn voor zowel de ‘eerste fase’ als de ‘stabiele fase’ de effectafstanden berekend.

De tabel effectafstanden en gevolgen is aangevuld met de grafieken met het verloop van warmtestraling versus afstand. Deze grafieken geven een goed beeld van de invloed van het bijmengen van waterstof bij aardgas, op de warmtestraling bij een fakkelbrand.

Tabel effecten en gevolgen [3]

Tabel effect afstanden

Grafiek warmtestraling – afstand 8 inch 40 bar en verschillende percentages waterstof

Aanwezige personen zijn na het ontstaan van een fakkelbrand op zichzelf en anderen aangewezen. In onderstaande afbeelding zijn mogelijke handelingsperspectieven weergegeven. 

Mogelijk handelingsperspectief

Afhankelijk van de situatie en de inrichting van de omgeving kan het handelingsperspectief verschillen. Snel reageren is bevorderlijk. 

• Voor personen buiten is het handelingsperspectief vluchten (uit het zicht van de brand, onder dekking van objecten zoals muren).
• Als er schuilmogelijkheden zijn, is dekking zoeken of een schuilplaats binnen gaan een goed handelingsperspectief.
• Voor personen binnen, dichtbij de bron (daar waar gebouwen ontbranden ) is het handelingsperspectief ontruimen en vluchten.
• Voor personen binnen, op grotere afstand van de bron (daar waar gebouwen niet ontbranden) is het handelingsperspectief binnenblijven.

Randvoorwaarden

De onderstaande aspecten zijn medebepalend voor de mogelijkheden op het gebied van zelfredzaamheid. Deze zijn locatie-afhankelijk en staan in relatie tot elkaar.

Het verloop van het ongevalsscenario:

• Door statische of kinetische energie zal het gas bij uitstroom onder hoge druk direct ontbranden.
• Na ontsteking zijn direct de effecten merkbaar en kan een fakkelbrand uren duren.

Herkenbaarheid van het scenario:

• Een fakkelbrand is door zijn intense warmtestraling en bulderend geraas direct waarneembaar voor de aanwezigen.

Mate van bewustzijn van de gevaren:

• Weten dat er een ongeval is met een hogedruk aardgasleiding. 
• Weten wat de gevaren zijn van aardgas.
• Weten wat je moet doen in geval van een (dreigende) fakkelbrand.

Gesteldheid van personen:

• Fysieke gesteldheid.
• Geestelijke gesteldheid.

Aanwezige voorzieningen:

• Mogelijkheden om van de bron af te vluchten.
• Mogelijkheden om te schuilen.

Brandweerzorg

Na het ontstaan van dit incident komt de hulpverlening op gang. Bij de bestrijding ligt bij dit scenario de nadruk op redden/evacueren, uitbreiding voorkomen en blussen van secundaire branden.
In onderstaande informatie is beschreven welke processen op gang komen en welke aspecten relevant zijn.

De brandweer start de processen

Bron- en emissiebestrijding

• Bepalen van het bron- en effectgebied;
• De fakkel gecontroleerd laten uitbranden;
• Voorkomen van uitbreiding en beperken van effecten door middel van het afschermen van de omgeving;
• Stabiliseren van het incident en ontstane branden in de omgeving blussen;
• Waarschuwen bevolking [4]

Redding

• Redden en verlenen van eerste hulp aan slachtoffers (zie slachtoffers). 

Relevante aspecten

• Voorbereiding op een fakkelbrand bij een hogedruk aardgasleiding met een ” aanvalsplan buisleiding” [5]
• Voorbereiding op samenwerking/informatiestromen met betrokken partijen (KLIC en leidingexploitant en passende(grootschalige) slagkracht brandweer (zie capaciteit);
• Opkomsttijd van de brandweer (zie opkomst/inzettijd);
• Effectieve (grootschalige)bluswatervoorziening (zie bluswatervoorzieningen);
• Beschikbaarheid alarmeringssysteem om aanwezigen in het effectgebied te waarschuwen. [6]
• Toegankelijkheid gebied (bereikbaarheid vaak moeilijk vanwege afgelegen gebieden)

Capaciteit [7]

• Bij een fakkelbrand van een buisleiding zal voornamelijk worden ingezet op evacuatie en afscherming van de omgeving totdat de leidingexploitant het betreffende leidingdeel kan blokken of dichten.
• Benodigde omvang slagkracht is afhankelijk van de omgeving. Bij dit incident is uitgegaan van verstedelijkt gebied. [8]
• Houd rekening met een inzet van 1-4 tankautospuiten (basispeloton), 1 hoogwerker en grootschalige bluswatervoorziening. [9]
• Houd rekening met een inzet van een tweede peloton en grootschalige bluswatervoorziening ten behoeve van het koelen/blussen van secundaire branden. [10]
• Houdt rekening met de inzet van een extra peloton (4  tankautospuiten)  voor redding/evacuatie en hulpverlening aan slachtoffers naar het gewondennest.

Opkomst/inzettijd [11]

Schematische weergave incident verloop bij grootschalig brandweer optreden

Bluswatervoorziening

• Het waterleidingnet met ondergrondse brandkranen (primaire bluswatervoorziening) heeft onvoldoende capaciteit.
• Voldoende openbare secundaire bluswatervoorziening  is noodzakelijk  ten behoeve van het afschermen en uitbreiding voorkomen. De norm voor incidenten met gevaarlijke stoffen is 6000 l/min voor 4 uur. [13]
• Voldoende openbare secundaire bluswatervoorziening  is noodzakelijk  ten behoeve van koeling/blussing omliggende bebouwing (bij voorkeur een  doorlopend watersysteem met minimaal 80 cm. diepte voor voeding 3 tankautospuiten 3x2000l/min). [14]

Indicatie bepaling capaciteit slachtoffers [15]

• In de hectische fase komt via burgerhulp de redding op gang van slachtoffers met brandwonden. De prioriteit zal uitgaan naar het redden en helpen vervoeren van slachtoffers naar het gewondennest van de ambulance.
• Noodzakelijke opschaling/bijstand wordt bepaald o.b.v. inschatting aantal slachtoffers.
• Een indicatiebepaling van het aantal personen op een specifieke locatie is mogelijk via het invoeren van de effectcontouren in de link naar Bag populatieservice.

Geneeskundige zorg

Relevante processen bij de geneeskundige hulpverlening

Spoedeisende Medische Hulpverlening [16]

• Triage;
• Inrichten van een gewondennest en behandelen van slachtoffers;
• Vervoeren/Verwijzen naar ziekenhuizen.

Publieke gezondheidszorg

• De beoordeling van en maatregelen tegen schadelijke invloeden op de gezondheid via (drink)water (gebiedsafhankelijk).
• Onderzoek individueel

Psychosociale Hulpverlening

• Signaleren getroffenen
• Verwijzen getroffenen

Relevante aspecten

• Operationele voorbereiding op het vervoer en behandelen van slachtoffers met ernstige brandwonden.
• Mogelijkheid om te kunnen keren/vertrekken voor ambulances op de locatie.
• Veilige werklocatie voor de GHOR.
• Aantal slachtoffers, type slachtoffers en type letsel. Deze zijn locatie afhankelijk en staan in relatie tot elkaar.

Aantal slachtoffers

Type slachtoffers

• Aandachtspunt is operationele voorbereiding op het behandelen van kinderen met ernstige brandwonden (locatiespecifiek). Dit vereist een aangepast gewondenspreidingsplan. [20]
• Aandachtspunt is hulp aan verminderd zelfredzame personen (zorginstellingen).

Type letsel

• Door warmtestraling ontstaan uitwendige brandwonden. Bij inademing van hete gassen ontstaat inhalatietrauma.
• Stabilisatie van brandwondenslachtoffers is mogelijk in elk level 1 ziekenhuis [21]. Specialistische behandeling van brandwonden kan in een beperkt aantal centra in Nederland plaatsvinden. [22]
• Extra aandacht bij de operationele voorbereiding is noodzakelijk bij verhoogde kans op slachtoffers uit de groep van ouderen en kinderen.
• Een langdurig traject van nazorg restletsel en psychotrauma [23] is te verwachten.

Politie

Relevante aspecten bij de politie

• De politie heeft geen beschermende kleding of ademlucht om op te kunnen treden in de hot en warm zone en blijft daarbuiten.  

Optreden gasunie, politie, gemeente (hulpverlening)

Mogelijke taken

Politie

• Afzetten van het effectgebied
• Aanwezige personen in het effectgebied laten schuilen of vluchten
• Gidsen van brandweervoertuigen en ambulances

Gemeente

• Opvang en verzorging van personen uit het effectgebied
• Voorlichting/communicatie over het ongeval
• Registreren van slachtoffers

Gasunie/leidingbeheerder

• Inblokken gasleiding

Randvoorwaarden

Politie

• Operationele voorbereiding op het afzetten van een groot effectgebied
• Voldoende mensen en middelen om het effectgebied af te kunnen zetten
• Een operationeel mobiliteitsplan

Gemeente

• Operationele voorbereiding op het opvangen en verzorgen van personen uit het effectgebied
• Voldoende locaties en personeel voor de opvang en verzorging van personen uit het effectgebied
• Operationeel voorlichting- en communicatieplan

Gasunie/leidingbeheerder

• Inbloksystemen
• Responsorganisatie

Kansbeperkend

Effect- en gevolgbeperkend

Bevordering van de zelfredzaamheid

Bevordering van de hulpverlening

De beheergroep heeft geen beeld en/of filmmateriaal gevonden van fakkelbrand met een mengsel van waterstof. Suggesties kunnen gemaild worden naar info@nipv.nl