Biovergister – Explosie en wolkbrand

Algemene beschrijving

In een biovergister wordt uit organisch materiaal (biomassa) door bacteriën biogas gemaakt. Biogas bestaat voor een groot gedeelte uit methaan. Verder zal een groot gedeelte bestaan uit koolstofdioxide (CO₂, ordegrootte 35 %) en kan er waterstofsulfide (H₂S, 0-2 %)) en ook ammoniak (NH₃, 0-2 %) aanwezig zijn (zie ook: Mestvergister). Aangezien methaan het hoofdbestanddeel vormt van aardgas, kan biogas na behandeling lokaal worden gebruikt als brandstof, aan het aardgasnet worden toegevoegd, of worden gebruikt als vervanger van (fossiel) aardgas in de vorm van bijvoorbeeld bio-CNG of bio-LNG. CNG staat voor Compressed Natural Gas. Dit is aardgas dat onder hoge druk (vaak 250 bar of meer) wordt opgeslagen. LNG staat voor Liquified Natural Gas. Dit is aardgas dat door zeer sterke afkoeling (ca. -150 °C) vloeibaar is gemaakt. Het meest gebruikte organisch materiaal bij biovergisting is dierlijke mest van agrarische bedrijven, waarbij dan vaak andere organische (rest)producten worden toegevoegd aan de biomassa (men spreekt dan van co-vergisting) (zie ook: Vergisting). Biovergistingsinstallaties vindt men dan ook vaak op agrarische bedrijven. 

Het vergistingsproces vindt plaats in een vergistingstank bij circa 35 °C. In een anaerobe omgeving wordt door de bacteriën biogas geproduceerd. Dit wordt in het algemeen opgeslagen in de ‘koepel’ van de tank, waarna het in additionele installaties kan worden nabehandeld, afhankelijk van het beoogde doel. Aan de voorkant wordt de biomassa geprepareerd voor een optimaal vergistingsproces.  

Bij incidenten kunnen de (brandbare) gassen vrijkomen. Indien deze niet meteen ontsteken zullen ze zich opmengen met de omgevingslucht en een gaswolk vormen die zich met de wind verplaatst. Indien de verhouding gas – lucht in het brandbare gebied zit, kan dan de gaswolk worden ontsteken.  In de vrije lucht zal dit tot een wolkbrand leiden, met schade en letsel door de hitte tot gevolg. Indien de gaswolk geheel of gedeeltelijk is opgesloten kan er een explosie optreden, waarbij de druk tot (additionele) schade kan leiden. 

Effecten 

Eenieder die zich binnen de brandende wolk bevindt zal komen te overlijden en er kan brand ontstaan.  

NB.
*OUPV 10 mbar – Membrane Systems Europe B.V. (zie ook: biogasmembrane.com)

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 het ontstaan van een gaswolk is ontleend aan de Handleiding Risicoberekeningen BEVI v4.3. Deze wordt bepaald door frequenties van de (drie) verschillende incidenten van de opslagtank en de kans op vertraagde ontsteking voor elk van deze incidenten. Dit leidt tot een frequentie van 5,39 10-5 /jr. In 40% van de gevallen zal dit tot een explosie leiden en in de overige gevallen tot een wolkbrand. Dit leidt tot de volgende scenariofrequenties:
Wolkbrand: 3,23 10ˉ⁵ /jr
explosie: 2,15 10ˉ⁵ /jr

Effecten

Instantaan falen van de vergistingstank zal tot de grootste (brandbare) wolken zal leiden. Deze situatie is dan ook uitgewerkt in dit hoofdstuk.

Voor de berekening van de druk is van belang te weten hoeveel gas is opgesloten en wat de mate van opsluiting is. Conform (RIVM, 2021) Module B, par. 3.4.7 is ervan uitgegaan dat 12,5 % van de ontvlambare gaswolk is opgesloten en dat de mate van opsluiting wordt weergegeven via ‘curve 10’. Als omgeving is een agrarisch gebied genomen. Het tijdstip van explosie is zodanig gekozen dat de explosieve wolk de maximale omvang heeft.

In Tabel 3.1, Tabel 3.2, Figuur 3.1 en Figuur 3.2 zijn de resultaten weergegeven. Eenieder die zich binnen de brandbare wolk bevindt, zal komen te overlijden. Daarbuiten zullen als gevolg van hitte geen slachtoffers vallen. Slachtoffers als gevolg van druk zijn weergegeven in Tabel 3.2. De afstanden gelden vanaf het explosiecentrum, gelegen op 254 m van de incidentlocatie gemeten in de richting van de wind (zie Figuur 3.2).

Tabel 3.1 Enkele resultaten effectberekeningen (zie ook Figuur 3.2)

Figuur 3.1 Explosieve wolk en overdrukcontouren

Figuur 3.2 Explosieve wolk en drukcontour, schematisch

Tabel 3.2 Slachtoffers en schade t.g.v. overdruk (D5 en F1.5)

De schade zoals gerapporteerd in Tabel 3.2 wordt veroorzaakt door een met de wind meedrijvende gaswolk, waarvan dus 12,5 % raakt opgesloten in omsloten ruimtes die de wolk onderweg passeert. De wolk kan bij ontsteking nog tot zo’n 100 m vanaf het ontstekingspunt schade veroorzaken aan gebouwen. Glasschade is tot op bijna een kilometer vanaf het ontstekingspunt mogelijk.

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 voor personen dekking zoeken of een schuilplaats binnen gaan een goed handelingsperspectief;
• Voor personen binnen, dichtbij de bron, daar waar gebouwen ontbranden of instorten, is het handelingsperspectief ontruimen en vluchten. Dit is gebaseerd op berekeningen voor woningen en kantoren. Niet voor ziekenhuizen en verzorgingshuizen;
• Voor personen binnen, op grotere afstand van de bron (daar waar gebouwen niet ontbranden of instorten) is het handelingsperspectief binnenblijven.

Randvoorwaarden

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

Het verloop van het ongevalscenario

De snelheid waarmee het scenario zich voltrekt, is afhankelijk van het ontstekingsmoment. Na ontsteking zijn direct de effecten (hitte, eventueel overdruk) merkbaar en duurt de wolkbrand of explosie slechts enkele seconden. In de wolk zal eenieder die zich buiten bevindt overlijden. Mensen binnen zijn tegen de hitte beschermd; wel kan de hitte secundaire branden veroorzaken. Ingesloten delen van de gaswolk zullen overdruk veroorzaken die tot schade en slachtoffers kan leiden. Verlaten van of evacueren uit beschadigde en brandende gebouwen is dan ook noodzakelijk.

Herkenbaarheid van het scenario

Een wolkbrand is door zijn warmtestraling direct waarneembaar door aanwezigen. Een explosie zal tevens een knal veroorzaken en daardoor worden opgemerkt. Als de wolk nog niet ontstoken is, is het potentiële gevaar voor onwetenden niet direct herkenbaar, hoewel biogas in het algemeen wel goed ruikbaar is.

Mate van bewustzijn van de gevaren:

• Weten dat een dergelijk ongeval mogelijk is bij een vergistingsinstallatie;
• Weten wat de gevaren zijn van biogas;
• Weten wat je moet doen in geval van een (dreigende) wolkbrand /explosie.

Gesteldheid van personen:

• Fysieke gesteldheid;
• Geestelijke gesteldheid.

Aanwezige voorzieningen:

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

Brandweerzorg

De wolkbrand en/of explosie zijn van korte duur. De hulpverlening komt ter plaatse nadat de wolkbrand of explosie zich heeft voorgedaan. Daardoor ligt bij dit scenario de nadruk op redden en evacueren, uitbreiding voorkomen en blussen van eventuele secundaire branden.
Van belang bij biovergisting is om er rekening mee te houden dat het vergistingsproces kan blijven doorgaan. Het proces kan niet (op afstand) worden ‘uitgezet’.

In onderstaande informatie worden de taken van de brandweer weergegeven.

Brandweer start de processen

Bron- en emissiebestrijding:

• Bepalen van het bron- en effectgebied;
• Ontstane plasbrand bestrijden;
• 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. Goed werkend internet en mobiele telefonie, buurten ten behoeve van zelfredzaamheid, risicocommunicatieplan.

Redding:

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

Relevante aspecten

• 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.
• Toegankelijkheid gebied. Tweezijdig toegankelijk, vluchtroute scheiden van route voor hulpdiensten, vluchtroute van de risicobron af (zie ook: Handreiking Bluswatervoorziening en bereikbaarheid 2019, hoofdstuk 4).

Opkomst/inzettijd

Norm 30 minuten:

• Norm opkomsttijd eerste peloton. Norm inzetbaarheid eerste basispeloton (alle 4 tankautospuiten) is 30 minuten (zie ook: Doorontwikkeling Grootschalig Brandweeroptreden, pagina 20);
• De start van de hulpverlening van 1-4 tankautospuiten wordt vastgesteld via het dekkingsplan. 

Norm 45 minuten:

• Norm beschikbaarheid aanvullend tweede peloton met een richttijd van 8 uur inzettijd.

Norm 60 minuten:

• Norm beschikbaarheid derde/vierde peloton met een richttijd van 8 uur inzettijd;
• Norm inzettijd aanvullende grootschalige watervoorziening;
• Norm inzettijd Specialistische Redding & Technische hulpverlening;
• Norm inzettijd USAR (4 specialistische reddingsgroepen) is 3 uur.

Materieel en mankracht

• De benodigde slagkracht is afhankelijk van de omgeving. In een (relatief dun bevolkt) buitengebied is geen afscherming naar omliggende gebouwen nodig. De omvang van het incident, het aantal slachtoffers en de aard en type van de verwondingen;
• Houdt rekening met de inzet van een tweede peloton (4 tankautospuiten) voor het koelen/blussen van de (omliggende) bebouwing en voor verlening van eerste hulp en transport van slachtoffers naar het gewondennest. Door de warmtestraling zullen secundaire branden ontstaan in de eerste en tweede ring;
• Brandbestrijdingspeloton: opheffen van enkelvoudige beknelling in maximaal 4 personenwagens;
• Peloton Redding & Technische Hulpverlening: redden en bevrijden van maximaal 4 complexe beknellingen per uur;
• USAR-team: zoeken, redden en bevrijden na bijvoorbeeld instortingen van gebouwen.

Bluswater

• Bepaal hoeveel bluswater nodig is bij het scenario (op basis van de repressieve aanpak).
• Stel vast hoeveel bluswater aanwezig is.
• Bepaal of aanvullende bluswatervoorzieningen voorhanden moeten zijn. In het algemeen is in een woonwijk niet meer dan 15 m³/h aan bluswater aanwezig. Bij secundaire branden is dit mogelijk niet voldoende.
  Peloton Grootschalige watervoorziening:
  Capaciteit: 2×4000 l/min over 1 km of 2 x 2000l/min over 2,5 km. Afstand locatie tot geschikte waterwinplaats en slangenweg bepaalt de inzettijd>1,5 uur.

Indicatie bepaling capaciteit slachtoffers

• In de hectische fase komt via burgerhulp de redding op gang van lichtgewonden en niet beknelde personen (zie ook: Visie Grootschalig Brandweer Optreden 2012-2016 en Doorontwikkeling Grootschalig Brandweer Optreden (GBO) september 2018 visie 2.0);
• Noodzakelijke opschaling/bijstand wordt bepaald op basis van inschatting aantal slachtoffers. Een indicatiebepaling van het aantal personen op een specifieke locatie is mogelijk via het invoeren van de effectafstanden in Bag populatieservice.

Geneeskundige zorg

In onderstaande tekst zijn de taken van de geneeskundige zorgverleners weergegeven.

Geneeskundige zorgverlening start de processen

Spoedeisende Medische Hulpverlening:

• Triage  (zie ook: Triagering via Slabwraps);
• 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;
• In geval van brand is operationele voorbereiding op het behandelen van kinderen met ernstige brandwonden mogelijk een aandachtspunt. Dit is locatiespecifiek en vereist een aangepast gewondenspreidingsplan. Voor kinderen is ander materiaal benodigd. Ouders en kinderen worden bij voorkeur bij elkaar geplaatst. Dit is een complexe factor in het gewondenspreidingsplan;
• Indien het effectgebied kwetsbare bestemmingen omvat (bijv. een zorginstelling) is hulp aan verminderd zelfredzame personen een aandachtspunt;
• Vaak is nazorg voor psychotrauma (maanden tot jaren) te verwachten*.

NB
*Casus Volendam, “Het hemeltje”.

Aantal slachtoffers

Het alarmeringsproces start met (een) (112-)melding(en) bij de meldkamer. De meldkamercentralist krijgt een melding van een (grootschalig) incident. Op basis van de melding(en) vormt de meldkamer een beeld en maakt een inschatting van het aantal slachtoffers. Op basis daarvan wordt een codering afgegeven. Aan elke codering is een standaard inzet gekoppeld (zie ook: GGB Leidraad).

Type letsel en slachtoffers

De volgende factoren verdienen aandacht:

• Door warmtestraling ontstaan uitwendige brandwonden. Bij inademing van hete gassen ontstaat inhalatietrauma;
• Overdruk veroorzaakt oog- en oorletsel, fracturen door instorting en letsel door ruitbreuk;
• Stabilisatie van brandwondenslachtoffers is mogelijk in elk level-1-ziekenhuis. Specialistische behandeling van brandwonden is mogelijk in Beverwijk, Rotterdam en Groningen;
• Extra aandacht bij de operationele voorbereiding is noodzakelijk bij een verhoogde kans op slachtoffers uit de groep van ouderen en kinderen.

Optreden politie

De politie start haar reguliere taken als hieronder omschreven:

Politie start de processen:

Afzetten en afschermen:

• Afzetten effectgebied;
• Creëren veilige werkomgeving voor hulpdiensten;
• Ontruimen van het effectgebied of aanwezige personen in het effectgebied laten schuilen.

Mobiliteit:

• Indien nodig begeleidend transport overige hulpverleners als de verkeerssituatie daarom vraagt;
• Opstellen mobiliteitsplan;
• Indien mogelijk informeren van bewoners en/of andere aanwezigen in het gebied.

Indien relevant:

• Handhaven openbare orde;
• Strafrechtelijke handhaving.

Relevante aspecten:

• De politie heeft geen beschermende kleding of ademlucht om op te kunnen treden en kunnen daarom niet opereren in blootgesteld gebied;
• Operationele voorbereiding op het afzetten van een groot effectgebied;
• Voldoende mensen en middelen om het effectgebied te kunnen evacueren en af te kunnen zetten.

Optreden gemeente (hulpverlening):

De gemeente start haar reguliere taken als hieronder omschreven:

Mogelijke taken

Afzetten en afschermen:

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

Randvoorwaarden

• 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 gebied;
• Operationeel voorlichting- en communicatieplan.

Kansbeperkend

• Wegnemen van de risicobron;
• Aanrijbeveiliging tank;
• Vergunningseisen m.b.t. bekwaamheid operator van de installatie;
• Overdrukventiel / afblaas- en affakkelinrichting;
• Goed onderhoud / schoonhouden installatie.

Effecten & gevolgen beperkend

• Begrenzen van de inhoud;
• Fysiek scheiden van vergistingstank en gasopslag;
• Bescherming tegen hitte van nabije gebouwen.

Randvoorwaarden hulpverlening

• Middelen om de hulpdiensten snel te kunnen alarmeren;
• Bereikbaarheid over twee verschillende routes;
• Openbare bluswatervoorzieningen primair en secundair;
• Dekkend systeem om aanwezigen in het effectgebied te waarschuwen.

Beeld en/of filmmateriaal worden later toegevoegd.
Suggesties kunnen gemaild worden naar info@nipv.nl