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SICUREZZA NELL'INDUSTRIA DI PROCESSO
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Nello schema che segue sono richiamate le diverse forme di esplosione. 
Qualunque sia l’origine dell’esplosione nell’analisi di rischio, in fase di valutazione delle conseguenze, l’interesse è di disporre di strumenti per prevedere e valutare i possibili effetti conseguenti al rilascio di energia. Questi sono illustrati qui in figura. 
In particolare, gli effetti dell'esplosione sono: - il cratere - il carico differenziale di picchi di pressione su strutture - la pressione dinamica - i missili - l'onda di shock nel suolo - la radiazione termica - gli effetti secondari. ampèi Tutto questo si può valutare nel caso di esplosione di una massa nota di trinitrotoluolo (TNT) poichè si dispone di numerosi dati da sperimentazione diretta riportati in letteratura ma non è possibile per un numero imprecisabile di sostanze esplosive in situazioni imprevedibili. D'altra parte una trattazione fisico-matematica rigorosa di questi problemi sarebbe estremamente complessa e in pratica poco affidabile in sede previsionale. Per questo si ricorre ad una ragionevole esemplificazione assumendo che in questi casi gli effetti dell'esplosione (non noti) dell’esplosione di una massa nota di una sostanza esplosiva (Mcin Kg) siano riconducibili a quelli di una massa equivalente di TNT (MTNT). Mc ΔHc MTNT = α ----------- 4,198 x 106 ove ΔHc e 4,198 x 106 sono il calore di combustione in J/Kg rispettivamente della sostanza e del TNT. α è la resa in termini di TNT rispetto agli effetti dannosi dell'esplosione, un fattore empirico compreso tra 0 e 1. Nel caso, ad esempio, di una nube non confinata di idrocarburo in aria gli effetti da sovrappressione in genere sono molto bassi e α può assumere valori compresi tra 0,01 e 0,1; potrebbe arrivare a 0,3 con velocità di propagazione della fiamma superiore a 100 m/s. E' facile infatti immaginare che a parità di energia contenuta in una nube e in una massa di TNT, il volume della prima è molto maggiore della seconda. In teoria una massa di TNT confinata in condizioni adiabatiche potrebbe generare una sovrappressione di mezzo milione di atmosfere, mentre una nube equivalente nelle stesse condizioni in genere non supera le 8 atmosfere. Ciò premesso, avviene che l'onda d'urto, più comunemente chiamata onda di pressione, che nasce nel punto di esplosione, si allontana ad elevata velocità nel mezzo circostante. L'andamento di quest'onda è molto ripido sul fronte e decrescente nel verso del centro dell'esplosione. 
In un punto fisso l'onda che passa ha l'aspetto qui in figura. 
So osserva che esiste una fase positiva dell'onda di pressione, sino a quando è maggiore della pressione ambiente, e una fase negativa quando l'onda passa creando un vuoto parziale e risucchiando l'aria invece di spingerla.Quando si esaurisce anche questa fase si ritorna alla condizione di normalità, in verità con un andamento oscillante che si smorza abbastanza presto. I danni sono dovuti intanto alla massima sovrappressione e poi alla pressione dinamica creata dall'azione del vento generata dallo spostamento dell'onda di pressione. Questo avviene in un mezzo omogeneo e infinito come l'aria. In pratica se l'onda impatta su una superficie a maggiore densità del mezzo si genera un'onda riflessa che si può combinare in vario modo con quella incidente. In alcune zone le due onde possono fondersi e formare un unico fronte. 
Per quanto riguarda la sovrappressione vale la legge della radice cubica di correlazione con la massa equivalente di TNT. Nella figura è riportato l'andamento della sovrappressione (in bar) in funzione di una distanza ridotta Z, pari al rapporto tra la distanza di un generico punto dall'epicentro dell'esplosione e la radice cubica della massa equivalente di TNT (in t), e nella successiva tabelle si accenna al tipo di danni che si possono prevedere in rapporto alla sovrappressione. 
In letteratura si trovano molte informazioni più specifiche sul tipo di danni. C'è da notare che le piccole strutture sono esposte per breve tempo all'onda di pressione e magari sono in grado di sopportarla, in funzione della loro elasticità, mentre su grandi strutture si può creare un carico differenziale di sovrappressione che pùò portare alla completa distruzione. Anche le dimensioni (in m) del cratere prodotto da una esplosione si possono valutare in termini di massa equivalente di TNT (in kg) in accordo con le seguenti relazioni: d = k MTNT0,3 per d uguale al raggio k può variare tra 0,3 per terreni molto duri e 1,2 per terreni molto morbidi, mentre per d uguale alla profondità k varia tra 0,12 e 0,5. Si tratta di valutazioni di massima poichè la stessa massa equivalente distribuita in una nube estesa non procurerà alcun cratere. La previsione di rilascio e ricaduta di proiettili è assai difficile. Proiettili di grosse dimensioni possono ricadere anche oltre un chilometro di distanza dal punto di esplosione. Nel caso di esplosione di notevole potenza occorre prevedere anche i danni da calore nelle aree più prossime al centro e da radiazione termica a distanza dallo stesso. Danni ai beni inanimati e alla salute delle persone esposte, anche a distanza dal punto di esplosione, possono derivare dalla formazione di gas tossici e/o di polveri. Infine, è bene tenere presente che gli effetti correlabili a esplosioni, terremoti, incendi, dispersione di sostanze tossiche non sono mai uniformi e omogenei e dunque per valutazioni più approfondite è bene portare in conto anche il fattore probabilità. Ad esempio, una onda di pressione potrà investire in pieno una persona in piedi completamente esposta, mentre non avrà effetti su una che in quel momento si dovesse trovare casualmente piegata a terra o parzialmente coperta da una ostruzione. Ad esempio, nella figura che segue è riportata la probabilità di rottura del timpano in funzione della sovrappressione. 
Questa figura è tratta da una pubblicazione del cosiddetto Libro verde del TNO olandese ( http://www.tno.nl/index.cfm )“Methods for the determination of possible damage to people and objects resulting from releases of hazardous materials”, che tratta a fondo il problema dei danni non solamente da esplosione. |