Il contesto
Un operatore attivo nello stoccaggio e nella lavorazione di materiale esplosivo ha affidato a TECSA la quantificazione delle frequenze e delle conseguenze di una detonazione accidentale nel proprio stabilimento: quindici depositi e due edifici di lavorazione, con TNT, RDX, Composizione B, esplosivi plastici, propellenti e precursori nei massimi quantitativi ammessi dal TULPS. Gli stabilimenti che detengono e manipolano esplosivi rappresentano circa il 6% dei siti Seveso di UE/SEE e presentano una casistica incidentale costante, con un’escalation da incendio a detonazione di massa così rapida da rendere inefficaci le misure attive di controllo. La criticità distintiva dell’incarico sta nel limite dell’approccio prescrittivo: le distanze di sicurezza «quantità-distanza» assumono condizioni di campo libero e non descrivono né le riflessioni e le canalizzazioni prodotte dalla geometria reale del sito, né i vettori di danno diversi dalla sovrappressione.
L’approccio
Il lavoro è partito dalla caratterizzazione del termine sorgente: conversione dei quantitativi detenuti in massa di TNT equivalente sui calori specifici di detonazione, con fattore 0,70 per l’energia assorbita dalla rottura della struttura e dalla formazione del cratere e ulteriore 0,60 per il munizionamento in bossolo metallico, da 124 a 4.146 kg a seconda del deposito. La stima delle frequenze ha richiesto due strategie distinte: per i depositi, l’analisi storica degli eventi iniziatori esterni — fulminazione diretta e incendio al perimetro — con le probabilità di fallimento su domanda delle barriere, da cui 10⁻⁷ occasioni/anno per singolo deposito; per gli edifici di lavorazione, dove l’intervento umano è continuo, l’analisi di affidabilità umana con metodo SHERPA, dall’analisi gerarchica dei compiti alla tassonomia degli errori e ai fattori di contesto, fino alle probabilità di errore per singola fase: 5,2·10⁻⁶ occ./anno per il confezionamento dei propellenti e 7,94·10⁻⁵ occ./anno per il comparto di assemblaggio del caricamento melt-cast, la frequenza più alta dell’intero sito.
Le conseguenze sono state calcolate su tre vettori di danno, ciascuno con lo strumento più adatto. La sovrappressione con il codice CFD Viper::Blast, solutore multimateriale con equazione di stato Jones-Wilkins-Lee e catena di remapping su tre domini annidati, da una maglia di 0,1 m nel campo vicino a 1 m in quello lontano, fino a contenere la soglia di 0,03 bar. La proiezione dei frammenti con una simulazione Monte Carlo sviluppata in Python, 10.000 iterazioni per scenario, campionando lunghezza caratteristica del frammento (5–25 mm), angolo di lancio e coefficiente di resistenza dalle tabelle del manuale NATO AASTP-1. La dispersione dei prodotti tossici di decomposizione con il codice FDS in approccio «post-blast», con la nube inserita alla temperatura rappresentativa di 1.273 K e le soglie IDLH e LC₅₀ riscalate a dieci minuti di esposizione e valutate per via probit. Con la stessa catena è stata riprodotta una sequenza di detonazioni quasi-simultanee fra depositi adiacenti, attivando ciascuna carica all’istante di arrivo del fronte precedente letto dal campo di moto calcolato.
I risultati
Le cinque soglie di sovrappressione del DM 09/05/2001 collocano quella di lesioni reversibili fra 102 e 330 m a seconda del deposito, con impronte asimmetriche: i depositi protetti da terrapieni mostrano un’attenuazione energetica del 72–80%, coerente con il circa 75% implicito nelle riduzioni prescritte dagli standard NATO per i magazzini con copertura in terra, mentre gli edifici di lavorazione, privi di barriere, si comportano come una detonazione al suolo non ostruita. Il confronto con le relazioni empiriche di campo libero coincide alle soglie alte — 67, 100 e 158 m contro 68, 96 e 153 m per un deposito rappresentativo — e diverge a quella più bassa, dove la CFD restituisce 212 m contro 544 m. La proiezione dei frammenti resta il vettore dominante a lunga distanza, con gittate fino a 450 m coerenti con i 381 m (1.250 ft) degli standard statunitensi, che quella distanza fondano proprio sulla frammentazione; l’impatto tossico fuori dallo stabilimento risulta invece trascurabile, per il forte galleggiamento termico che solleva la nube già nel campo vicino. La sequenza quasi-simultanea allarga l’impronta di danno di un fattore 1,20–1,74 rispetto al più severo degli eventi singoli: valutare i depositi uno alla volta ne sottostima l’estensione.
Perché TECSA
TECSA affianca gli operatori nella valutazione quantitativa dei rischi di incidente rilevante con strumenti di modellazione numerica avanzata: dalla caratterizzazione del termine sorgente alla stima delle frequenze, fattore umano compreso, fino al calcolo delle conseguenze su tutti i vettori di danno rilevanti. Un unico interlocutore dall’analisi di rischio alla predisposizione del Rapporto di Sicurezza, con strumenti di calcolo validati e metodologie sottoposte alla comunità scientifica internazionale.
