Selekcia ako prvý krok pri hodnotení rizík

číslo 7/2005

Selekcia ako prvý krok pri hodnotení rizík

Zvyšovaniu bezpečnosti v priemyselných podnikoch sa v dnešnej dobe venuje čoraz väčšia pozornosť. Táto požiadavka vyplýva z implementácie Direktívy Seveso II do zákonov jednotlivých európskych krajín. Dôležitou časťou komplexnej bezpečnostnej analýzy je identifikácia zdrojov rizík.

Prvotný krok identifikácie je dôležitý pre nasledujúce kvantitatívne hodnotenie rizík (Quantitative Risk Assessment – QRA).

Jednou z metodík používaných na identifikáciu rizík je selekčná metóda, ktorú vyvinul holandský inštitút bezpečnosti (TNO) a publikoval ju v Purple Book [1]. Pre možnosť porovnania sú vo vloženom texte zbežne charakterizované ako selekčná, tak aj ostatné existujúce metódy pre identifikáciu zdrojov rizík.

Selekčná metóda (podľa CPR 18E – Purple book)

Vzhľadom k tomu, že v podnikoch sú používané rôzne zariadenia s rôznymi nebezpečnými chemickými látkami, identifikácia zariadení, ktorých prípadná závažná havária by svojimi následkami presiahla hranice objektu, nie je jednoduchá. Preto je nutné zariadenia rozdeliť na relatívne samostatné jednotky, kde by únik obsahu jednej jednotky nevyvolal významný únik z druhej jednotky. Z tohto dôvodu musí byť možné tieto jednotky od seba oddeliť v relatívne krátkom čase. Toto delenie je často komplikované a jedna výroba môže predstavovať jednu jednotku.

Selekčná metóda rozdeľuje zariadenia na procesné a skladovacie. Procesné zariadenia predstavujú napr. rôzne skupiny pecí, kolón, potrubných systémov a pod. Skladovacie zariadenia predstavujú zásobníky, tanky a ich rôzne príslušenstvá.

Charakteristika selekčnej metódy
Selekčná metóda berie do úvahy skupenstvo nebezpečnej látky, jej množstvo, prevádzkové podmienky a vzdialenosť jednotky od hraníc.

Postup pri identifikácii rizík pomocou selekčnej metódy je následujúcí:

  1. Rozdelenie objektu/podniku na nezávislé jednotky.

  2. Stanovenie indikačného čísla A, ktoré vyjadruje skutočnú mieru nebezpečnosti každej jednotky na základe množstva a vlastností nebezpečných látok a prevádzkových podmienok.

  3. Stanovenie selektívneho čísla S z hodnoty indikačného čísla A a vzdialenosti medzi posudzovaným bodom a jednotkou. Selektívne číslo S vyjadruje mieru nebezpečnosti jednotky v posudzovanom bode. Nebezpečnosť jednotky sa stanovuje pre množinu bodov v okolí (na hranici) objektu.

  4. Výber jednotiek vyžadujúcich ďalšiu analýzu QRA na základe relatívnej hodnoty selektívneho čísla S.

Stanovenie indikačného čísla A
Indikačné číslo A vyjadruje mieru skutočnej nebezpečnosti jednotky na základe množstva nebezpečnej látky v zariadení, jej fyzikálnych vlastností a prevádzkových podmienok.

Indikačné číslo sa vypočíta zo vzťahu A = (QO1O2O3)/G, kde Q je množstvo prítomnej látky v zariadení (kg), O1 faktor pre danú procesnú alebo skladovaciu jednotku, O2 faktor zohľadňujúci umiestnenie jednotky, O3 faktor zahrnujúci množstvo látky v plynnom stave po úniku v závislosti na prevádzkovej teplote, normálnom bode varu, skupenstve látky a teplote okolia, G medzná hodnota, t. j. medzné množstvo nebezpečnej látky (kg).

V jednej jednotke sa môžu vyskytovať rôzne typy látok za rôznych prevádzkových podmienok. V takomto prípade sa indikačné číslo Ai,p stanovuje pre každú látku i a pre všetky prevádzkové podmienky p. Výsledné indikačné číslo A sa pre jednotku stanoví ako súčet všetkých prevádzkových čísel

vztah

Tento súčet sa stanovuje oddelene pre tri rôzne skupiny látok: horľavé (AF), toxické (AT) a výbušné (AE). Posudzovaná jednotka tak môže mať až tri indikačné čísla.

Pokiaľ sa látka v jednotke vyskytuje v rôznych skupenstvách, pre každé skupenstvo sa indikačné číslo stanovuje zvlášť.

Výpočet selektívneho čísla S
Selektívne číslo S vyjadruje mieru nebezpečnosti jednotky voči inému posudzovanému miestu vo vzdialenosti L (minimálna uvažovaná vzdialenosť je 100 m). Selektívne číslo sa stanovuje pre každú jednotku v minimálne ôsmich bodoch na hranici objektu. Vzdialenosť medzi dvoma posudzovanými priľahlými miestami nesmie byť väčšia ako 50 m.

Selektívne číslo sa stanoví násobením indikačného čísla jednotky A a faktorom (100/L)2 pre toxické látky a faktorom (100/L)3 pre horľavé a výbušné látky. Aj tu môže mať jedna jednotka viac selektívnych čísel, pokiaľ ide o látku, ktorá má viacero vlastností (napr. je horľavá a zároveň aj výbušná).

Prehľad metód pre identifikáciu zdrojov rizík

V ČR nie je uzákonená žiadna metóda, ktorá by sa mala používať pre identifikáciu zdrojov rizík. Okrem selekčnej metódy existujú rôzne indexové, systematické metódy na identifikáciu rizík. Medzi tieto metódy patrí index požiaru a výbuchu a index chemického ohrozenia. Pre identifikáciu zdrojov rizík treba použiť obe tieto metódy, pretože každá z nich hodnotí zdroje rizika z iného pohľadu a výsledky z nich nie sú porovnateľné. Všetky hlavné zaužívané metódy sú ďalej stručne charakterizované.

IAEA-TECDOC-727
Metóda IAEA-TECDOC-727 bola navrhnutá pre posúdenie prijateľnosti spoločenského rizika pri zasiahnutí obyvateľstva následkami požiaru, výbuchu a úniku toxickej látky. Počet scenárov, ktoré sú hodnotené, nie je dostatočný a v podstate nie je ani jasné, aké scenáre a následky sú uvažované. Uvažujú sa iba štandardné podmienky (trieda stability D a rýchlosť vetru 5 m/s), smer vetru sa neuvažuje. Pri posúdení skutočných rozptylových podmienok (trieda stability, rýchlosť a smer vetra) sa výsledky môžu významne líšiť. Metodika vôbec nehodnotí, či následky havárie presahujú hranice objektu. Po skúsenostiach z praxe táto metodika nie je vhodná pre účely zákona 353/1999 Zb. a nie je ani vhodná na selekciu zdrojov rizík.

Dow‘s Fire & Explosion Index (FEI)
Metóda FEI – Index požiaru a výbuchu – je určená pre prevádzky, kde sa spracovávajú horľavé alebo reaktívne látky alebo sa s nimi manipuluje. Metoda je schopná určiť, aké budú ekonomické straty v prípade vzniku havárie na zariadení alebo na zasiahnutej ploche. Pomocou koeficientov je možné odhadnúť i prípadné straty, ktoré vzniknú prerušením prevádzky. Pri výbuchu nie sú zohľadnené ďalšie účinky, ako je napr. tlaková vlna alebo lietajúce úlomky. Metóda FEI uvažuje, že následkami požiaru a výbuchu budú zničené všetky zariadenia [3].

Chemical Exposure Index (CEI)
Metódu CEI – index chemického ohrozenia – je možné použiť pre zariadenia určené pre skladovanie alebo spracovanie toxických látok. Výpočty CEI predpokladajú rýchlosť vetra 5 m/s a neutrálne podmienky počasia. Je nutné si uvedomiť, že na základe výpočtov CEI nie je možné rozhodnúť o tom, či je posudzovaná prevádzka bezpečná. Hodnoty (ERPG nebo EEPG), ktoré sú používané k výpočtu CEI, sú stanovené tak, aby nedošlo k nevratnému poškodeniu zdravia ľudí (CEI nestanovuje počet mŕtvych).

Selekčná metóda
Selekčná metóda sa používa na identifikáciu zariadení, u ktorých by dôsledky prípadnej havárie presiahli hranice objektu. Metodika zohľadňuje množstvo látky, fyzikálne vlastnosti, prevádzkové podmienky, umiestnenie zariadenia a vzdialenosť jednotky od hraníc objektu. Je možné zhodnotiť nebezpečenstvo látky za viacerých prevádzkových podmienok a skupenstiev a zohľadniť aj rôznorodé fyzikálne vlastnosti látky. Metodika si vyžaduje oboznámenie sa s prevádzkou (návšteva podniku, pohovory s ľuďmi z výroby). Je to nutné pre stanovenie indikačného a selektívneho čísla.

Výber jednotiek pre QRA

Jednotka vyžaduje kvantitatívne hodnotenie rizika QRA, pokiaľ sú splnené tieto podmienky:

  • selektívne číslo jednotky v zvolenom bode na hranici objektu (alebo na druhej strane oproti objektu) je väčšie ako jedna; pri väčšom počte zdrojov so selektívnym číslom väčším ako jedna sa berú do hodnotenia tie zdroje, ktorých hodnota selektívneho čísla je väčšia ako 50 % hodnoty maximálneho selektívneho čísla v posudzovanom bode,

  • selektívne číslo jednotky je väčšie ako jedna v bode v obývanej oblasti (platí pre existujúce alebo plánované jednotky) v mieste najbližšie k jednotke.

Výsledky získané pri použitiu selekčnej metódy

Selekčná metóda bola použitá vo viacerých podnikoch. Jednalo sa o podniky rôzneho charakteru (chemické, plynárenské, ťažobné a pod.). Objekty sa líšili hlavne počtom samostatne uvažovateľných jednotiek:

  • malé podniky: do 50 samostatne uvažovateľných jednotiek,

  • stredné podniky: 50 až 100 samostatne uvažovateľných jednotiek,

  • veľké podniky: nad 100 samostatne uvažovateľných jednotiek (u najväčších podnikov môže byť až okolo 1 000 jednotiek).

Pri štatistickom vyhodnotení výsledkov získaných selekčnou metódou boli zistené nasledujúce pomerné počty samostatných jednotiek (z celkového posudzovaného počtu jednotiek u tej ktorej kategórie podnikov), u ktorých by prípadné závažné havárie svojimi následkami presiahli hranice posudzovaného objektu:

  • u malých podnikov asi 2 % jednotiek,
  • u stredných podnikov asi 2 až 5 % jednotiek,
  • u veľkých podnikov asi 5 až 10 % jednotiek.

Tieto prípady si vyžadujú ďalšiu podrobnú analýzu.

Záver

Cieľom príspevku bolo ukázať spôsob a poukázať na výhody používania selekčnej metódy v porovnaniu s ostatnými indexovými a systematickými metódami, ktoré sa využívajú na identifikáciu zdrojov rizík. Niektoré z týchto ostatných metód sa javia ako zastaralé a ich výsledky nemajú vysokú vypovedaciu schopnosť o potenciálnych zdrojoch rizika. Majú len všeobecný vypovedací charakter a v prípade hodnotenia špecifických zdrojov rizika nie je možné je použiť. Mnohé z nich ani nevyžadujú oboznámenie sa s podnikom, a preto nie sú schopné objektívne posúdiť stupeň nebezpečnosti danej jednotky pre jej okolie.

Literatúra:
[1] Guidelines for Quantitative Risk Assessment (Purple Book CPR 18E). Hague, 1999, TNO Committee for the Prevention of Disasters, ISBN 90 12 8796 1.
[2] Zákon č. 353/1999 Sb., o prevenci závažných havárií způsobených vybranými nebezpečnými chemickými látkami a chemickými přípravky a o změně zákona č. 425/1990 Sb., o okresních úřadech, úpravě jejich působnosti a o některých dalších opatřeních s tím souvisejících, ve znění pozdějších předpisů, novelizován zákonem č. 82/2004 Sb.
[3] Manual – Fire & Explosion Index, Hazard Classification Guide. 7th Edition, January 1994.
[4] Directive 96/82/EC – Seveso II: On the control of major accident hazards involving dangerous substances. Official Journal of the European Communities, No. 1, 10/13, 1997.
[5] Directive 82/501/EEC – Seveso: On the major-accident hazards of certain industrial activities. Official Journal of the European Communities, No. 1, 230/1, 1982.

Ing. Andrea Lásková,
prof. Ing. František Babinec, CSc.,
Ing. Marek Tabas,
ústav metrologie a zkušebnictví,
Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně
(laskova@centrum.sk)

Článek je zredigovanou verzí stejnojmenného příspěvku předneseného na 28. mezinárodní konferenci TD 2005 – Diagon 2005, Zlín, 26. 4. 2005.