Il ruolo della modellazione CFD di fenomeni di esplosione di nubi di gas ai fini della valutazione del rischio = The role of CFD modelling in phenomena regarding Vapor Cloud Explosions for Quantitative Risk Assessment.

Nello scenario di uno sviluppo industriale in continua evoluzione, la potenzialità delle nuove tecnologie cresce insieme ai danni che le stesse potrebbero provocare in caso di incidenti. Dunque, è doveroso condurre delle analisi di rischio per quantificarne le conseguenze e valutare se queste ultime rientrano all’interno della soglia ALARP o altrimenti fornire misure di prevenzione e mitigazione del danno. Questo lavoro di tesi analizza le capacità della fluidodinamica computazionale (CFD) di calcolare i profili di sovrapressione che, in questo contesto, definiscono il danno da esplosione. L’analisi è stata condotta utilizzando il software FLACS-CFD della Gexcon AS con cui sono stati simulati degli scenari di esplosione di tre miscele di gas infiammabili caratterizzate da reattività crescenti in diversi punti di innesco. Tali eventi sono stati simulati all’interno di una geometria rappresentativa di un impianto a rischio di incidente rilevante: un molo offshore per la rigassificazione di GNL situato nel porto di Danzica. Le simulazioni hanno prodotto dei profili di sovrapressione in corrispondenza degli elementi strutturali del caso studio. Essi sono stati analizzati da un punto di vista critico andando a verificare la coerenza con la fisica del fenomeno. Inoltre, è stato condotto un confronto con i metodi semi-empirici più utilizzati in questo contesto: il metodo TNO Multi-Energy e il metodo Baker-Strehlow-Tang (BST). Questo studio ha mostrato che, rispetto ai metodi semi-empirici, la CFD produce dei risultati più accurati nel caso di esplosioni in geometrie complesse caratterizzate da spazi confinati e con ostacoli. Infatti, il tool CFD, a differenza dei modelli semi-empirici, fornisce la possibilità di analizzare ulteriori parametri che influenzano l’esplosione, come la posizione del punto di innesco, e ampliare lo spettro di scenari per rendere l’analisi di rischio quantitativa più esaustiva e completa. Inoltre, FLACS-CFD consente all’analista di visualizzare gli effetti dell’esplosione all’interno di aree di danno realizzate direttamente sulla geometria dell’impianto. In questo modo si ha la possibilità di prevedere quali siano gli elementi soggetti alle conseguenze peggiori e dove incrementare le misure di riduzione del rischio.