Waterstofvuilniswagen – Falen cilinder-gaswolkexplosie en vuurbal

Algemene beschrijving

Een waterstofvuilniswagen is in feite een elektrisch aangedreven voertuig, waarbij de elektriciteit wordt opgewekt door een brandstofcel. In een brandstofcel reageert waterstof met zuurstof tot water. Hierbij komt energie vrij in de vorm van elektriciteit die voor het aandrijven van het voertuig zorgt. De gebruikte zuurstof komt uit de lucht; het waterstof uit tanks. Waterstof is een gas en om voldoende waterstof te kunnen meenemen, moet het onder hoge druk worden opgeslagen. De waterstoftanks zijn dan ook (cilindervormige) druktanks. Vaak liggen meerdere tanks op het dak. Het aantal tanks is afhankelijk van de actieradius die men wenst. Normaal kan men 15 tot 30 kg waterstof meenemen in 2 tot 6 tanks.

Falen van een cilinder kan het geval zijn bij een hevige impact, of het gevolg zijn van het falen van het veiligheidsventiel, de zogenaamde TPRD. De gehele inhoud zal dan ineens vrijkomen en bij directe ontsteking zullen een gaswolkexplosie en een vuurbal ontstaan.

Effecten 

De uiteen barstende drukcilinder zal een drukgolf in de directe omgeving veroorzaken en de weggeworpen brokstukken kunnen tot verwondingen leiden. Directe ontsteking van het waterstof leidt tot een vuurbal. Eenieder die zich binnen de vuurbal bevindt zal komen te overlijden. Ook buiten de vuurbal kunnen door de hittestraling mensen (letale) brandwonden oplopen en kan ook brand worden veroorzaakt.

U kunt de effectsfile aanvragen via onderstaand formulier. 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 van optreden, van dit scenario wordt bepaald door de som van (A) de kans op een (zwaar) ongeval en (B) de kans op brand waarbij de TPRD niet open gaat.

Voor (A) is gebruik gemaakt van de Handleiding Risicoanalyse Transport. Voor een ongeval in de bebouwde kom waarbij een significante hoeveelheid stof vrijkomt bij instantaan falen van de tank* geldt een frequentie van : 3,72 10ˉ¹⁰ /mvtgkm*.
Voor (B) is gebruik gemaakt van Achtergronddocument QRA-tunnels 2.0. Voor een voertuigbrand als gevolg van bijvoorbeeld een technische storing of vanuit de lading geldt een frequentie van 2,0 10ˉ⁸ /mvtgkm. In 90 % van de gevallen zal tijdig blussen niet lukken en zal de waterstoftank worden opgewarmd door de brandende vuilnisauto. Speciaal voor een dergelijk scenario is een TPRD aangebracht die voorkomt dat de druk in de tank te ver oploopt. Dit zal in 99,4 % inderdaad zo zijn, maar in 0,6% van de gevallen zal de TPRD niet opengaan en zal de tank explosief falen (zie ook: Socio-economical Analysis and Quantitative Risk Assessment Methodology for Safety Design of Onboard Storage Systems). De frequentie van (B) is derhalve: 2,0 10ˉ⁸ x 0.9 x 0.006 = 1,09 10ˉ¹⁰/mvtgkm.

De totale scenariofrequentie (A+B) komt daarmee op 4,81 10ˉ¹⁰ /mvtgkm.

NB.
*De waarde 0,0018 is gebaseerd op bulktransporten van brandbare gassen.
**mvtgkm = motorvoertuigkilometer.

Resultaten

De effecten van dit scenario zijn overdruk, rondvliegende brokstukken van de cilinder en hitte als gevolg van een vuurbal. Deze effecten kunnen slachtoffers en schade in de omgeving veroorzaken en zijn hieronder weergegeven.

Tabel 3.1 Enkele resultaten effectberekeningen

De brokstukken kunnen iemand letaal treffen.

De vuurbal is van zeer korte duur (0,9 s) en alleen direct vlamcontact zal tot slachtoffers leiden: binnen de straal van de vuurbal (5,8 m) zal de overlevingskans voor onbeschermde personen zeer gering zijn. Door de korte duur van de vlammen zijn binnen in een gebouw of buiten de straal van de vuurbal als gevolg van warmtestraling geen effecten te verwachten.

In onderstaande figuur is het verloop van de overdruk als functie van de afstand weergegeven.

Figuur 3.1 Overdruk vs. afstand

Tabel 3.2 Schade en slachtoffers

Binnen de eerste ring komt 100 % van de aanwezigen te overlijden. Deze heeft een straal van 18 m. Dit is meer dan de straal van de vuurbal, dus overdrukeffecten zijn leidend voor het schade- en slachtofferbeeld.

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

Bij instantaan falen voltrekt het incident zich snel zonder ‘aanlooptijd’ en zullen de gevolgen instantaan zijn. Actief vluchten, schuilen of dekking zoeken zijn dan ook niet mogelijk. In de directe omgeving van de explosie (binnen 18 m) zal eenieder overlijden door de druk van de explosie.

Binnenshuis kunnen, met name als gevolg van schade aan de woning, tot op 33 m nog letale slachtoffers vallen, alsook gewonden (T1/T2/T3). Buiten zal in dit gebied (18-33 m) alleen gehoorschade ontstaan (T3).

Ruitbreuk is mogelijk tot op ruim 200 m. Aangezien er geen vervolgeffecten te verwachten zijn, is vluchten of het zoeken naar schuilplaatsen niet nodig. Verlaten van of evacueren uit beschadigde gebouwen kan wel noodzakelijk zijn.

Indien de cilinder faalt ten gevolge van het weigeren van de TPRD, kan van de periode tussen het ontstaan van de brand en de explosie gebruik worden gemaakt om te vluchten of dekking te zoeken en om gebouwen binnen het mogelijke schadegebied (minimaal tot 33 m en eventueel tot ruim 200 m) te ontruimen.

Herkenbaarheid van het scenario

De instantane explosie is door haar hitte-ontwikkeling en (bij waterstof met name) de knal direct waarneembaar voor aanwezigen.

Mate van bewustzijn van de gevaren:

• Weten dat een dergelijk ongeval mogelijk is bij een door waterstof aangedreven voertuig
• Weten wat de gevaren zijn van waterstof
• Weten wat je moet doen in geval van een (dreigende) vuurbal

Gesteldheid van personen:

• Fysieke gesteldheid
• Geestelijke gesteldheid

Aanwezige voorzieningen:

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

Brandweerzorg

De explosie is van korte duur. De hulpverlening komt ter plaatse nadat de explosie is geweest. Daardoor ligt bij dit scenario de nadruk op redden / evacueren, uitbreiding voorkomen en (eventueel) blussen van secundaire branden.

In onderstaande informatie worden de taken van de brandweer weergegeven.

Brandweer start de processen

Bron- en emissiebestrijding:

• Bepalen van het bron- en effectgebied;
• 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 bluswater);
• 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 omvang van de slagkracht is afhankelijk van de omgeving. Bij dit incident is sprake van een verstedelijkt gebied (bebouwde kom). In een (relatief dun bevolkt) buitengebied is geen afscherming naar omliggende gebouwen nodig;
• Een fakkel heeft een zeer gericht effectgebied. Het valt te verwachten dat hierdoor hooguit één naastgelegen gebouw of woning direct vlam zal vatten. De inzet zal dan ook hierdoor worden bepaald;
• 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

• De bluswatervoorziening moet zijn afgestemd op brand die ontstaat in één pand of woning langs de route van de vuilniswagen. Uiteraard moet rekening worden gehouden met overslag naar belendende gebouwen;
• Bepaal hoeveel bluswater nodig is bij het scenario (op basis van de repressieve aanpak);
• Stel vast hoeveel bluswater aanwezig is;
• Het incident kan tot secundaire branden leiden. Het is derhalve belangrijk vast te stellen wat de aanwezige bluswatercapaciteit is en 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. Tevens moet bekend zijn waar aanvullende voorzieningen voorhanden zijn in de wijk waar de vuilniswagen rijdt.

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. Het aantal directe slachtoffers zal naar verwachting zeer gering zijn: alleen personen waarop de fakkel is gericht zullen direct overlijden. Door secundaire branden kunnen wel additionele slachtoffers vallen. 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 informatie worden de taken van de geneeskundige zorgverleners weergegeven.

Geneeskundige Medische Hulpverlening

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:

• Overdruk leidt tot zware schade, rondvliegende brokstukken en mogelijk zelfs instorting van gebouwen. Dit kan tot letale en zwaargewonde slachtoffers leiden en tot fracturen. De druk kan ook mechanisch letsel veroorzaken door whole body displacement. Die verwondingen zijn in alle ziekenhuizen met een SEH-afdeling goed behandelbaar. Op grotere afstand kunnen oog- en oorschade het gevolg zijn;
• Indien secundaire branden ontstaan, is aandacht voor brandwonden van belang. Communicatie is mogelijk moeizaam in verband met gehoorschade;
• 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 geschreven:

De 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;
• Afscherming tank (maar voorkom ontstaan van ruimtes waar zich gas kan ophopen);
• Zodanige plaatsing van de cilinders dat ze bij een aanrijding niet gemakkelijk worden geraakt;
• Onderhoud / testen van de TPRD.

Effecten & gevolgen beperkend

• Begrenzen van de inhoud.

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