Riskreducerande åtgärder - effektutvärdering med tillämpning på transport av farligt gods

Abstract (Swedish)

I Sverige bedrivs en omfattande transport av farligt gods på vägnätet, vilket medför allvarliga risker för samhället (Stenberg, 2007). För att hantera riskerna från transporten föreslås riskreducerande åtgärder, vars effekter dock är osäkra (Sanglén, 2005). Mot bakgrund av det begränsade beslutsunderlaget vid fysisk planering av riskreducerande åtgärder för transport av farligt gods motiveras därför en undersökning av åtgärdernas avsedda riskreduktion. Två omskrivna riskreducerande åtgärder, vilka förväntas skydda mot utsläpp av giftig gas är vegetation och placering av friskluftsintag (Boverket & Räddningsverket, 2006; Fischer et al., 1998). Enligt Boverket och Räddningsverket (2006) kan vegetation i form av träd och buskar reducera koncentrationen av utsläppt gas till hälften. Enligt Fischer et al. (1998) kan även placering av friskluftsintag högt upp på läsidan av en byggnad skapa en ökad skyddseffekt mot utsläpp av giftig gas. Med anledning av dessa nämnda antaganden avgränsas analysen av åtgärdernas riskreduktion till den reduktion som nedanstående åtgärder förväntas skapa.
• Vegetation som skyddszon
• Placering av friskluftsintag
Inledningsvis genomförs en övergripande analys av dessa åtgärders effekt mot samtliga klasser av farligt gods som transporteras på väg. Enligt denna översiktliga bedömning har åtgärderna störst effekt mot ADR-S delklass 2.3, vilken består av giftiga gaser (MSBFS 2015:1). I den detaljerade analysen beräknas åtgärdernas riskreduktion i form av reduktion av riskbidrag från transport av ADR-S delklass 2.3 till den totala risken. Beräkningarna utgår från transport på en representativ vägsträcka, vilken anses representera en typisk transportled av farligt gods i tätort där åtgärderna bedöms kunna minska konsekvenserna betydligt.
Enligt den detaljerade analysen består vegetationens effekt av att denna skapar turbulens som orsakar ökad luftinblandning och utspädning av gasplymen från utsläppet. Detta minskar koncentrationen av giftig gas och därmed konsekvenserna i form av antalet omkomna och fysiskt skadade människor. Genom sambandet mellan vegetationens skrovlighetslängd (ytråhet) och turbulensens tillväxt från Fischer et al. (1998) kan effekten av olika typer av vegetation härledas. Effekten ökar med skrovlighetslängden för vegetationen, skyddszonens djup och vindhastigheten. Åtgärdens effekt översätts sedan till riskreduktion med hjälp av ett antagande om ekvivalenta avstånd, vilket innebär att avstånd med olika skrovlighetslängd kan översättas till varandra i en punkt då koncentrationen är samma och att spridningen från och med denna punkt sker oberoende av spridningen innan. Genom antagandet kan skyddszonens påverkan på spridningen av gasen beaktas och minskningen av avståndet inom vilket människor omkommer (konsekvensavståndet) beräknas. Åtgärdens riskreduktion analyseras genom att jämföra riskbidrag baserat på konsekvensavstånd med skyddszon bestående av tät skog jämfört mot riskbidrag baserat på konsekvensavstånd med skyddszon bestående av öppet landskap. Skillnaden i riskbidrag utgör åtgärdens riskreduktion.
Analysen visar att vegetation som skyddszon skapar en förhållandevis liten reduktion av riskbidrag från transport av ADR-S delklass 2.3 på representativ vägsträcka. Åtgärdens totala riskreduktion verkar också vara liten på grund av att effekten mot övriga klasser av farligt gods som transporteras på väg är relativt ringa enligt den övergripande analysen, samt att det är en mindre andel av de totala transporterna som utgörs av denna specifika delklass.
Enligt den detaljerade analysen motverkar placering av friskluftsintag inläckning av giftig gas i byggnad. Effekten ökar med höjden på placeringen, samt för en placering på motsatta sidan om transportleden. Åtgärdens riskreduktion analyseras genom att via antalet ventilationsomsättningar för byggnaden beräkna dosen av giftig gas inomhus och från denna dos bestämma andelen omkomna enligt metodik från Fischer et al. (1998). Utifrån andelen omkomna inomhus med respektive utan åtgärd kan sedan konsekvensavstånd inomhus jämföras, vilket ger upphov till åtgärdens riskreduktion. Dosen av gasen beräknas från koncentrationen av giftig gas som läcker in via friskluftsintaget, vilken beräknas med hjälp av ekvation från Harris (1983). Friskluftsintagets placering på byggnad tillgodoräknas genom framtagna reduktionskvoter baserade på vindtunnelexperiment utförda av Krogstad och Pettersen (1986), vilka återger koncentrationer på byggnadens utsida, samt på datorsimuleringar i programmet Spridning Luft utvecklat av Myndigheten för samhällsskydd och beredskap [MSB] (2013), vilket kan ta hänsyn till inomhuskoncentrationens påverkan av ventilationsintagets placering i höjdled.
Analysen visar att placering av friskluftsintag som motverkar inläckning av giftig gas i byggnad skapar en förhållandevis stor reduktion av riskbidrag från transport av ADR-S delklass 2.3 på representativ vägsträcka. Åtgärdens totala riskreduktion bör också vara stor på grund av att det finns en påtaglig effekt mot övriga klasser av farligt gods som innefattar gas, samt att det är en stor andel av de totala transporterna som kan orsaka gasspridning.
Analysens begränsningar består av att den gaussiska spridningsmodellen från Fischer et al. (1998) inte kan ta hänsyn till turbulens, samt att modellen endast kan beakta en konstant skrovlighetslängd för ett och samma avstånd från utsläppspunkt. Fler begränsningar består av att framtagna reduktionskvoter baseras på simuleringar av enskilda koncentrationer för specifika avstånd och vindtunnelexperiment med annan gas än den som beräkningar utgår från. För att fastställa åtgärdernas exakta riskreduktion bedöms modellering i Computational Fluid Dynamics (CFD) krävas, eftersom detta simuleringssätt kan ta hänsyn till turbulens både från vegetationen och byggnaden. Därmed kan gasens spridning och koncentrationerna på byggnadens utsida återges med större precision, vilket gör att ett bättre underlag skapas både för skyddszonens utformning och för placeringen av friskluftsintag. I analysen görs även en rad antaganden och förenklingar, vilket skapar stora osäkerheter i framtaget resultat och leder till att detta bör betraktas som en indikation på åtgärdernas riskreduktion.

Popular Abstract (Swedish)

På svenska vägar sker en omfattande transport av farligt gods bestående av bland annat explosiva ämnen, brandfarliga vätskor och giftiga gaser, vilket medför allvarliga risker för samhället. För att hantera riskerna med transporterna föreslås riskreducerande åtgärder, vars effekter dock är förknippade med stora osäkerheter. I examensarbetet undersöks därför effekten av två riskreducerande åtgärder bestående av vegetation som skyddszon och placering av friskluftsintag, vilka förväntas skydda mot utsläpp av giftig gas.
Resultatet av studien visar att vegetation som skyddszon skapar en relativt liten reduktion av risken från transport av giftiga gaser. Effekten av åtgärden består av att vegetationen minskar koncentrationen av utsläppt gas genom att späda ut gasmolnet från utsläppet. Denna effekt ökar med tätheten för vegetationen, skyddszonens djup och vindhastigheten. Resultatet av analysen visar även att placering av friskluftsintag som motverkar inläckning av giftig gas i byggnad skapar en relativt stor reduktion av risken från transport av giftiga gaser. Effekten av åtgärden består av att placeringen minskar koncentrationen av gasen inomhus och därmed även den upptagna dosen. Denna effekt ökar med höjden på placeringen, samt för en placering på motsatta sidan om vägen på vilken transporten sker. Slutsatserna som dras från examensarbetet är att vegetation som skyddszon verkar skapa en liten reduktion av risken från transport av farligt gods medan placering av friskluftsintag verkar skapa en stor reduktion av denna risk.
Riskreducerande åtgärder föreslås i de flesta riskanalyser, dock framkommer sällan vilken effekt åtgärderna åstadkommer, vilket skapar stor osäkerhet vid fysisk planering av åtgärderna. Detta examensarbete syftar till att öka kunskapen om åtgärdernas avsedda riskreduktion och genom detta bidra till att förbättra det begränsade beslutsunderlaget som finns vid fysisk planering av riskreducerande åtgärder. Rapporten kan därmed användas som en kunskapshöjare, vilken bidrar till att samhällets resurser satsas på åtgärder som verkligen reducerar risken från transport av farligt gods. Examensarbetet har även som målsättning att utveckla angreppssätt för analys av åtgärdernas riskreduktion och kan därigenom bidra till ytterligare forskning inom detta område.
I examensarbetet analyseras effekten av åtgärderna först översiktligt mot samtliga klasser av farligt gods som transporteras på väg. Sedan sker en detaljerad analys där kvantitativa risknivåer beräknas för transport av giftig gas med respektive utan åtgärd i syfte att påvisa åtgärdernas riskreduktion. Använda beräkningsmodeller medför dock en rad förenklingar, vilket innebär att beräkningsresultatet ska tillämpas som ett diskussionsunderlag, som kan ge vägledning till fördjupad forskning om åtgärdernas riskreduktion. En praktisk tillämpning av rapporten är att vegetation som skyddszon är en åtgärd som bör prioriteras lågt ur risksynpunkt medan placering av friskluftsintag är en åtgärd som bör prioriteras högt om syftet är att reducera risken från transport av farligt gods.

• author: Thomasson, Martin
• supervisor: Henrik Hassel
• organization: Risk Management and Safety Engineering (M.Sc.Eng.); Division of Risk Management and Societal Safety
• course: VBR920 20162
• year: 2017
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: giftig gas, gasspridning, riskreducerande åtgärder, transport av farligt gods, riskbidrag, ADR-S delklass 2.3
• report number: 5038
• other publication id: ISRN: LUTVDG/TVRH-5038-SE
• language: Swedish
• id: 8906267
• date added to LUP: 2017-05-02 11:39:15
• date last changed: 2020-12-03 14:26:12