Wybuch mąki - studium przypadku - Stowarzyszenie HAZEX

Załadunek mąką autocysterny celem jej transportu do klienta to codzienność w funkcjonowaniu każdego młyna mąki. W młynie Cordero we Włoszech proces ten odbywał się poprzez przetransportowanie gotowej, zmielonej mąki z magazynów rozmieszczonych na czterech kondygnacjach zakładu, przez ciąg podnośników kubełkowych i podajników ślimakowych do miejsca, z którego mąka grawitacyjnie spadała do cysterny. Proces ten zawsze wyglądał tak samo, aż do feralnego dnia, kiedy to nagła i potężna eksplozja, w której następstwie wybuchł pożar powodujący serię wybuchów wtórnych, spowodowała zniszczenie budynku i śmierci 5 pracowników. Dlaczego doszło do wybuchu mąki i tak ogromnej tragedii? Poniżej przedstawiamy chronologię wydarzeń.

Rys. 1: Miejsce pierwszego wybuchu mąki.

Każda autocysterna posiada określoną pojemność załadunkową. W dniu wybuchu ciężarówka została zapełniona z niewielkim nadmiarem, co jest dość częstym zjawiskiem. W takich sytuacjach podłączano cysterny do układu transportu pneumatycznego, dzięki któremu nadwyżka mąki trafiała z powrotem do jednego z magazynów. Były one rozmieszczone na czterech kondygnacjach, w związku z czym układ pneumatyczny przechodził przez cały budynek od piwnicy do czwartego piętra i składał się z wielu rozgałęzień i zaworów rozdzielczych. Każdorazowo cysterna, jak i układ pneumatyczny powinny zostać uziemione, gdyż taka forma transportu zawsze powoduje powstanie ładunków elektrostatycznych. Niestety w feralnym dniu popełniono istotny błąd.

Okazało się, że podczas przesyłu zwrotnego mąki, cysterna nie została uziemiona, a co gorsza elastyczny wąż łączący cysternę z linią transportu pneumatycznego nie miał właściwości przewodzących. W efekcie podczas transportu mąki na jego powierzchni mogły się gromadzić ładunki elektrostatyczne. Całość operacji powrotnego przenoszenia mąki z cysterny do magazynów była realizowana przy niskim przepływie mąki, o czym świadczył stopień otwarcia zaworu. Tym samym stężenie mąki w kanale mogło znajdować się w zakresie dolnej i górnej granicy wybuchowości. Gdyby całość instalacji była uziemiona, sytuacja ta nie stwarzałaby tak dużego ryzyka. W tym przypadku tak jednak nie było.

Rys. 2: Plan parteru

Rys. 3: Plan najwyższego piętra

Wykonanie instalacji a wytyczne oceny ryzyka wybuchu

W pewnym momencie różnica potencjału w miejscu łączenia gumowego węża ze stalowym rurociągiem była tak duża, że doszło do przeskoku iskier elektrostatycznych. W rezultacie we wnętrzu układu transportu pneumatycznego doszło do wybuchu mąki, który zaczął się rozprzestrzeniać rurociągiem, z każdym metrem nabierając na sile. Nawet jeszcze w tym momencie można było ograniczyć lub wręcz zapobiec tej tragedii… można było gdyby tylko instalacja była wykonana zgodnie z wytycznymi oceny ryzyka wybuchu.

W dokumencie tym była wymieniona konieczność wyposażenia urządzeń, z których zbudowana była instalacja magazynowania, mielenia i separacji w systemy odsprzęgania i tłumienia wybuchu. Niestety nie zostało to wykonane, a co za tym idzie fala ciśnienia oraz fala ognia, zamiast zostać stłumione lub wyprowadzone na zewnątrz instalacji w bezpieczną strefę, podążały wzdłuż szczelnego dotąd kanału. W pewnym momencie rozprzestrzeniające się siły były tak duże, że doprowadziły do deformacji kołnierzy łączących odcinki rur. Doszło do ich rozszczelnienia, co sprawiło, że ciśnienie i płomienie przedostały się do wnętrza budynku. Na piętrach nadciśnienie przez drzwi i burzone ściany przenosiło się z części magazynowej budynku na część produkcyjną, niszcząc wszystko dookoła. Jednak największe zniszczenia miały dopiero nastąpić.

Fot. 1: uszkodzenia budynku głównego. a) strona południowa b) strona północna

Wybuch mąki – z dołu do góry i z powrotem

Fala ciśnienia i ognia dotarła do najwyższej kondygnacji, na której znajdowały się metalowe i drewniane silosy z mąką. Jako że to właśnie tam prowadzono operację zrzutu mąki z cysterny do drewnianego silosu, panowało tam duże zapylenie. Zawiesina mąki w powietrzu była idealną pożywką dla potężnego wybuchu wtórnego. Kolejna fala ciśnienia zburzyła ściany i sufit, które zostały rozrzucone na znaczną odległość. Ogień natomiast doszczętnie strawił wszystkie drewniane silosy. Nie był to jednak koniec tragicznych zdarzeń, lecz początek kolejnego etapu wybuchu i pożaru.

Wybuchy wtórne na najwyższym piętrze dotarły do podnośnika kubełkowego. Brak zabezpieczeń przeciwwybuchowych spowodował, że wybuch mąki trafił do szczelnie zamkniętego kanału, którym bez problemu dotarł do piwnicy. Stamtąd ciśnienie i płomienie przedostały się do pomieszczeń produkcyjnych, powodując zawalenie się ścian i sufitu, które przygniotły i zniszczyły znajdujące się tam urządzenia: odsiewacze, młyny, cyklony, ślimaki czy podnośniki kubełkowe. Do pomieszczeń magazynowych dotarła przede wszystkim fala ognia, powodując rozległy i długo trwający pożar, który również zniszczył wyposażenie wnętrza. Łącznie w katastrofie zginęło 5 osób, a budynek nie nadawał się już do użytku. Co ciekawe, w tym konkretnym przypadku dochodzenie i dojście do przyczyny wybuchu zajęło ponad rok.

Dochodzenie i wyjaśnienie przyczyn wybuchu mąki w młynie

Owszem, zaraz po katastrofie zostało wykonane dochodzenie wstępne, zakończone dokumentacją fotograficzna, jednak nie odpowiedziało ono na pytanie, gdzie leżała przyczyna wybuchu. Ze względu na ofiary śmiertelne do pracy wkroczył także prokurator. Całość śledztwa zakończyła się procesem sądowym. I choć zarówno obrona, jak i prokuratura od razu wystąpiły o powołanie biegłego eksperta technicznego, na dokonanie ekspertyzy dopiero w rok po tragedii. Biegły nie miał więc łatwego zadania.

Wiele miejsc w pozostałościach młyna Cordero wyglądała już zupełnie inaczej, niż tuż po katastrofie. Zmiany te, choć powodowane względami bezpieczeństwa, uniemożliwiły zbadanie wielu detali, które mogłyby ułatwić śledztwo. To jednak nie był koniec problemów. Biegły sądowy mógł więc polegać na rozmowach ze świadkami, dokumentacji zdjęciowej oraz mógł liczyć, że uda mu się znaleźć jeszcze jakiś fizyczny dowód, który będzie istotny dla losów sprawy. Na szczęście tak się stało.

Znalezione pozostałości rury z układu transportu pneumatycznego okazały się być kluczowym dowodem w sprawie. Okazało się bowiem, jak już wspomniano wcześniej, że kołnierze przyłączeniowe posiadały typowe odkształcenia spowodowane bardzo wysokim ciśnieniem wewnątrz rurociągu, co doprowadziło do powstania naprężeń znacznie przekraczających granicę sprężystości metalowych rur i kołnierzy. Analiza dalszych materiałów dowodowych ukazała braki w uziemieniu i prawdopodobieństwo wystąpienia atmosfery wybuchowej podczas transportu mąki. Nagromadzenie się ładunków elektrostatycznych spowodowało więc pojawienie się iskry, która była początkiem tragedii. Na podstawie tych wniosków wskazano, że do pierwszego wybuchu doszło jeszcze w rurociągu transportu pneumatycznego.

Fot. 2: Kołnierze rury odprowadzającej mąkę

Podsumowanie

Młyn Cordero został zniszczony przez potężną eksplozję w układzie transportu pneumatycznego, który był używany do rozładowania nadmiaru mąki z załadowanej autocysterny. Cysterna nie była uziemiona, a wąż, którym została przyłączona do układu pneumatycznego, nie przewodził ładunków elektrostatycznych. To sprawiło, że na łączeniu wspomnianego węża ze stalowym rurociągiem powstał układ o różnym potencjale elektrostatycznym. Transport pneumatyczny, który zawsze powoduje powstanie ładunków elektrostatycznych, był w tym momencie źródłem wybuchu, gdyż nagromadzone ładunki bez uziemienia znalazły ujście pod postacią iskry, która spowodowała wybuch mąki.

Urządzenia funkcjonujące na terenie zakładu nie były wyposażone w systemy odsprzęgania i tłumienia wybuchu (choć były one wymienione w dokumencie oceny ryzyka), dlatego też fala ciśnienia oraz płomienia rozchodziła się po terenie zakładu bardzo gwałtownie, powodując wybuchy wtórne, rozległy pożar i zawalenie się dużej części budynku. Zastosowanie wspomnianych rozwiązań z pewnością byłoby niewystarczające w obliczu wymogów dyrektywy ATEX, ale mogłyby znacząco ograniczyć skalę tragedii lub całkowicie przed nią uchronić.

W rezultacie opisanego zdarzenia 5 osób poniosło śmierć, a znaczna część budynku oraz urządzeń uległa zniszczeniu.