Methodiek voor de kwantitatieve bepaling van het externe mensrisico

In Vlaanderen opteert men om de externe mensrisico's van een zwaar ongeval ook op kwantitatieve wijze te begroten middels een kwantitatieve risicoanalyse (QRA).

In veiligheidsrapporten wordt het externe mensrisico voorgesteld onder de vorm van isorisicocontouren (IRC) en een groepsrisicocurve (GR).

Een isorisicocontour is een lijn die punten van gelijk plaatsgebonden risico met elkaar verbindt. Het plaatsgebonden risico is de kans, per jaar, dat een persoon, die zich op een bepaalde plaats in de buurt van een inrichting bevindt, overlijdt als gevolg van een zwaar ongeval op die inrichting, in de veronderstelling dat deze persoon permanent en onbeschermd op die plaats blijft.

Het groepsrisico (GR) is de kans (per jaar) dat een aantal personen in de omgeving van de inrichting gelijktijdig omkomt ten gevolge van een zwaar ongeval binnen de inrichting.

Hieronder wordt kort uitgelegd hoe het plaatsgebonden risico en het groepsrisico worden berekend.

Uitvoering van een kwantitatieve risicoanalyse (QRA)

Algemeen verloopt een QRA in volgende stappen:

• identificatie van installaties die gevaarlijke stoffen kunnen vrijzetten
• identificatie van de mogelijke faalwijzen voor elke installatie en de vervolggebeurtenissen (= opstellen van de scenario's)
• bepaling en berekening van de effecten voor elk scenario
• selectie van de voor het externe mensrisico relevante scenario's (op basis van de 1%-letaliteit)
• bepaling van de frequentie van optreden van elk van de relevante scenario's
• berekening van het plaatsgebonden risico
• berekening van het groepsrisico

Het berekende externe mensrisico's wordt geëvalueerd door toetsing van het plaatsgebonden risico en het groepsrisico aan de risicocriteria.

Blokdiagram voor kwantitatieve risicoanalyse

Onderstaand blokdiagram stelt het verloop van een kwantitatieve risicoanalyse (QRA) grafisch voor.

Toelichting

Identificatie van de installaties

Elke kwantitatieve risicoanalyse vangt aan met het vaststellen van de installaties die gevaarlijke stoffen bevatten die bij calamiteiten ongewenst kunnen vrijkomen. Voorbeelden van installaties zijn opslagtanks, procesvaten, leidingen, magazijnen... , maar ook een combinatie van verschillende installaties of installatieonderdelen kan als een installatie bekeken worden, zoals een procesvat met leidingen, pompen en afsluiters. Als regel voor het aanduiden van een installatie geldt dat het een onderdeel of een combinatie van onderdelen betreft die technisch en functioneel kunnen geïsoleerd worden.

Opstellen van de scenario's

Per geïdentificeerde installatie worden alle mogelijke oorzaken opgesomd die leiden tot de vrijzetting van de gevaarlijke stof (de faalwijzen) en de mogelijke vervolggebeurtenissen. Voorbeelden van faalwijzen zijn : catastrofale breuk van een opslagtank, van een procesvat of van een leiding, lek van een tank of van een leiding, brand van een magazijn.

Voorbeeld van een scenario:

• Een opslagtank met een ontvlambaar gas breekt catastrofaal, het gas ontsnapt en ontsteekt.
  In dit scenario is de catastrofale breuk de faalwijze, en de ontsteking van het gas een vervolggebeurtenis.

Effectberekening en selectie van de relevante scenario's

Van elk scenario wordt de relevantie voor verdere studie onderzocht aan de hand van een effectberekening. Dit gebeurt op basis van de 1%-letaliteit. Een scenario is relevant voor het externe mensrisico wanneer het effect ervan in de omgeving van de inrichting aanleiding geeft tot een te verwachten letale respons van 1% of meer, of, anders gezegd, wanneer het scenario buiten het terrein van de inrichting nog effecten teweegbrengt die voor 1% of meer van de eraan blootgestelde bevolking dodelijk zijn. Alleen de relevante scenario's worden verder meegenomen in de risicoberekeningen.

Klassiek beschouwt men volgende effecten: toxische belasting, overdruk en warmtestraling.

Een toxische belasting ontstaat als gevolg van de ontsnapping van een toxisch gas, of door de verdamping van een vrijgezette, toxische, vluchtige vloeistof, of door de vorming van toxische rookgassen bij brand. Voor een toxische belasting berekent men de afstand van het punt van de vrijzetting tot de punten waar deze stof nog in een concentratie aanwezig is die voor 1% van de eraan blootgestelde bevolking dodelijk is bij een blootstellingstijd van 30 minuten (de LC01,30'-concentratie). Bij het bepalen van deze effectafstand houdt men rekening met de specifieke weersomstandigheden (deze hebben immers een invloed op de dispersie van de toxische wolk). Wijst de berekening uit dat deze concentratie zich niet buiten het terrein van de inrichting kan voordoen, dan beschouwt men het scenario als niet relevant voor het externe mensrisico.

Overdrukeffecten ontstaan als gevolg van een explosie. Voor overdrukeffecten berekent men de afstand van het centrum van de explosie tot de punten waar een overdruk van 40 mbar heerst (een overdruk van 40 mbar komt overeen met 1% letaliteit). Als buiten het terrein van de inrichting geen overdrukken van 40 mbar of meer kunnen optreden, dan beschouwt men het scenario als niet relevant voor het externe mensrisico.

Warmtestraling komt vrij bij brand. Voor warmtestraling berekent men de afstand tot de punten waar de warmtestraling nog 9,8 kW/m² bedraagt (blootstellingstijd van 20 s). Liggen deze punten binnen het bedrijfsterrein, dan houdt men voor het externe mensrisico verder geen rekening meer met dit scenario.

Bepalen van de frequentie van elk scenario

Van elk relevant scenario wordt de kans van optreden bepaald. In Vlaanderen bestaat hiervoor het Handboek Faalfrequenties, dat faalfrequenties bevat voor de faalwijzen van veel voorkomende installatieonderdelen, alsook de kansen voor vervolggebeurtenissen. Voor zover voor een bepaalde faalwijze of vervolggebeurtenis geen faalfrequentie of vervolgkans in dit Handboek terug te vinden is, mogen andere waarden gehanteerd worden, mits grondige motivatie en met het akkoord van de dienst Veiligheidsrapportering. De waarden uit het Handboek Faalfrequenties hebben altijd voorrang op de waarden die men voor dezelfde faalwijze of vervolggebeurtenis in andere literatuur vindt.

Risicoberekening en risicopresentatie

In veiligheidsrapporten berekent men het plaatsgebonden risico en een groepsrisico.
Het plaatsgebonden risico wordt verkregen door eerst per scenario het resultaat van de effectberekeningen te combineren met de frequentie van optreden, en vervolgens te sommeren over alle scenario's. Het plaatsgebonden risico wordt weergegeven onder de vorm van isorisicocontouren. Typisch tekent men de isorisicocontouren voor het plaatsgebonden risico van 1E-5/j, 1E-6/j, en 1E-7/j en 1E-8/j.
Het groepsrisico wordt verkregen door het plaatsgebonden risico te combineren met de bevolkingsverdeling in de buurt van de inrichting. Hierbij houdt men rekening met de dag/nacht-situatie, de week/weekend-situatie, en met het feit of de bevolking zich binnenshuis dan wel buitenshuis bevindt. Het groepsrisico wordt gepresenteerd als een groepsrisicocurve.

Een voorbeeld van isorisicocontouren en een groepsrisicocurve vindt u op de pagina Risicocriteria voor het externe mensrisico.

Evaluatie van het risico

Het plaatsgebonden risico en het groepsrisico worden getoetst aan de risicocriteria voor het externe mensrisico.

Risicorangschikking

Risicorangschikking houdt in dat men de verschillende scenario's rangschikt volgens dalende procentuele bijdrage aan het totale externe mensrisico. Dergelijke rangschikking is belangrijk om doelgericht de meest geschikte veiligheidsmaatregelen te kunnen nemen om de externe mensrisico's tot een minimium te beperken. De rangschikking van het plaatsgebonden risico wordt opgemaakt in een aantal welgekozen punten in de omgeving.

Variant op het algemene schema : de Subselectiemethode

De risicoanalyse zoals hierboven algemeen beschreven kan, door het uitrekenen van de effecten van alle mogelijke scenario's voor alle installatieonderdelen, aanleiding geven tot heel wat overbodig rekenwerk. Er bestaan speciale selectietechnieken die toelaten installatieonderdelen uit te sluiten die niet of nauwelijks bijdragen tot het externe mensrisico. Voor deze installatieonderdelen is het dan onnodig de effectberekeningen uit te voeren.

Een van de selectietechnieken is de zogenaamde Subselectiemethode.

Richtlijnen voor kwantitatieve risicoanalyse

Met betrekking tot het uitvoeren van de kwantitatieve risicoanalyse heeft de dienst Veiligheidsrapportering een aantal richtlijnen uitgevaardigd. Een overzicht van deze richtlijnen vindt u in het deel Richtlijnenboek voor Veiligheidsrapportages.