ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Φώτης Ρήγας, Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΜΠ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Φώτης Ρήγας, Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΜΠ ΣΤΙΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΕΣ ΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ (MULTIMEDIA) (ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ HAZARD SPOTTING ΤΟΥ ICHEME) ΑΘΗΝΑ 2004

1 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το εγχειρίδιο αυτό χρηµατοδοτήθηκε από το 2 ο Επιχειρησιακό Πρόγραµµα Εκπαίδευσης και Αρχικής Επαγγελµατικής Κατάρτισης (ΕΠΕΑΕΚ) στα πλαίσια του προγράµµατος «Αναβάθµιση του Προγράµµατος Σπουδών της Σχολής Χηµικών Μηχανικών ΕΜΠ µε Ένταξη της Πληροφορικής ως Συνιστώσας στα Παρεχόµενα Μαθήµατα». Συντάχθηκε από τον αναπληρωτή καθηγητή Φώτη Ρήγα µε την επιµέλεια του υποψήφιου διδάκτορα της Σχολής Σπυρίδωνα Σκλαβούνου για την αναβάθµιση του µαθήµατος «Υγιεινή και Ασφάλεια Εγκαταστάσεων» και την υποβοήθηση της διδασκαλίας του µαθήµατος µε σύγχρονα πολυµέσα. Για το σκοπό αυτό χρησιµοποιείται στο Εργαστήριο Προσωπικών Υπολογιστών της Σχολής το λογισµικό Hazard Spotting του Institution of Chemical Engineers της Μεγάλης Βρετανίας στη διδασκαλία του οποίου συνεισφέρει το βοήθηµα αυτό. Το εγχειρίδιο συνοδεύεται από CD-ROM στο οποίο τα σχήµατα και κυρίως οι εικόνες αποδίδονται µε ικανοποιητική ευκρίνεια, έτσι ώστε ο εκπαιδευόµενος να µπορεί να διακρίνει χρήσιµες λεπτοµέρειες Αυτό κρίθηκε απαραίτητο, επειδή οι εκδοτικές δυνατότητες της Τυπογραφικής Μονάδας του ΕΜΠ δεν επέτρεψαν την έγχρωµη αναπαραγωγή του εγχειριδίου.

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ...3 2. ΠΥΡΚΑΓΙΕΣ ΚΑΙ ΕΚΡΗΞΕΙΣ...8 2.1. ΤΟ ΤΡΙΓΩΝΟ ΤΗΣ ΦΩΤΙΑΣ...8 2.2. ΕΥΦΛΕΚΤΌΤΗΤΑ...9 2.2.1. Υγρά...9 2.2.2 Αέρια και ατµοί...12 2.3 ΠΗΓΕΣ ΑΝΑΦΛΕΞΗΣ...15 2.4 Η ΒΑΣΗ ΤΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ...23 2.5 ΕΚΡΗΞΕΙΣ ΣΚΟΝΗΣ...25 2.5.1 Μέτρα ελέγχου...28 2.5.2 Πόσο ασφαλή είναι τα χρησιµοποιούµενα υλικά...37 3. ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗ ΥΓΙΕΙΝΗ...40 3.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...40 3.2 ΤΡΟΠΟΙ ΕΙΣΟ ΟΥ ΕΠΙΒΛΑΒΩΝ ΟΥΣΙΩΝ ΣΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ...41 3.3 ΕΠΙΒΛΑΒΕΙΣ ΕΠΙ ΡΑΣΕΙΣ...43 3.4 ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ...45 3.5 ΌΡΙΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΕΚΘΕΣΗΣ...46 3.5.1 Μέση χρονικά σταθµισµένη έκθεση...46 3.6 ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΛΕΓΧΟΥ...49 3.7 ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΛΕΓΧΟΥ ΙΕΡΑΡΧΗΣΗ ΜΕΘΟ ΩΝ ΕΛΕΓΧΟΥ...50 3.7.1 Τοπικά συστήµατα εξαερισµού...52 3.7.2 Προστατευτικός εξοπλισµός...53 3.8 ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ...56 4. ΚΙΝ ΥΝΟΙ ΑΠΟ ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙ ΡΑΣΕΙΣ...60 4.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...60 4.2 ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΩΝ...61 4.2.1 Bhopal, Ινδία...62 4.2.2 Seveso, Ιταλία...63 4.3 ΑΙΤΙΕΣ ΕΚ ΗΛΩΣΗΣ ΑΝΕΞΕΛΕΓΚΤΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΑΝΤΙ ΡΑΣΕΩΝ...65 4.3.1 Παράγοντες πρόκλησης ανεξέλεγκτων χηµικών αντιδράσεων...66 4.4 ΠΟΥ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΣΥΜΒΟΥΝ ΑΝΕΞΕΛΕΓΚΤΕΣ ΑΝΤΙ ΡΑΣΕΙΣ...72 4.5 ΜΕΙΩΣΗ ΤΗΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ ΑΤΥΧΗΜΑΤΟΣ...73 4.6 ΚΛΙΜΑΚΩΣΗ ΜΕΓΕΘΟΥΣ...78 4.7 ΕΓΓΕΝΩΣ ΑΣΦΑΛΗΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΙΕΡΓΑΣΙΑΣ...80 4.8 ΑΣΦΑΛΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ...85 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α: ΓΛΩΣΣΑΡΙΟ ΟΡΩΝ 89 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β: Ο ΗΓΟΣ ΧΡΗΣΤΗ...105

3 1. Εισαγωγή Το Hazard Spotting (Αναγνώριση Κινδύνων) είναι ένα πολυµέσο εξάσκησης και ενηµέρωσης για τυπικούς κινδύνους που συναντά κάποιος σε εργασιακούς χώρους, βιοµηχανικούς ή άλλους. Ως κίνδυνος (Hazard) ορίζεται η κατάσταση ή οι συνθήκες που δύνανται να προκαλέσουν (Εικ. 1.1): Ανθρώπινο τραυµατισµό. Υλικές ζηµιές. Ρύπανση του περιβάλλοντος. Οικονοµικές απώλειες. Ανεξαρτήτως της εργασίας που έχει αναλάβει ο καθένας σε ένα εργασιακό χώρο, όλοι είναι υπεύθυνοι για την διαφύλαξη της ασφάλειας. Αυτό σηµαίνει ότι όλοι πρέπει να είναι ενήµεροι για το τι µπορεί να δηµιουργήσει µια επικίνδυνη κατάσταση εις βάρος των συναδέλφων, της εγκατάστασης και της τοπικής κοινωνίας. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, όλοι οφείλουν να σκέφτονται την αλληλεπίδραση µεταξύ της εργασίας τους και του άµεσου περιβάλλοντος ως προς το παράγοντα ασφάλεια, να έχουν γνώση του τρόπου µε τον οποίο η εργασία τους µπορεί να έχει αρνητικές επιπτώσεις στην ασφάλεια της εγκατάστασης, καθώς και του ορθού τρόπου διεκπεραίωσής της (Εικ. 1.2). Όλοι οι κίνδυνοι σε έναν εργασιακό χώρο πρέπει πρώτα να αναγνωρίζονται και στη συνέχεια να ελέγχονται ή να εξαλείφονται. Ο έλεγχος ή η εξάλειψη κινδύνων συνιστά ένα σύνολο µέτρων που αφορούν τεχνικά θέµατα, διαδικασίες και θέµατα διαχείρισης. Για να ληφθούν τα µέτρα αυτά, απαιτείται προσεκτική θεώρηση και µελέτη του προβλήµατος από εξειδικευµένους επιστήµονες σε συνεργασία µε τη διεύθυνση, ενώ ιδιαίτερη βαρύτητα πρέπει να δίνεται στην ακριβή εφαρµογή τους.

4 1.1.α 1.1.β 1.1.γ 1.1.δ Εικόνα 1.1: Παραδείγµατα από ατυχήµατα που προκάλεσαν υλικές ζηµιές (1.1.α), ανθρώπινα θύµατα (1.1.β), ολική καταστροφή της εγκατάστασης (1.1.γ) και περιβαλλοντική ρύπανση (1.1.δ).

5 Εικόνα 1.2: Παράδειγµα επικίνδυνης εργασίας (ηλεκτροσυγκόλληση) για την ασφαλή διεκπεραίωση της οποίας πρέπει να ληφθούν ιδιαίτερα µέτρα. Ωστόσο, η αναγνώριση κινδύνων µπορεί να γίνει από οποιονδήποτε. Γνωρίζοντας κάποιος πως πρέπει να αναζητήσει τους κινδύνους, καταγράφοντας και αναφέροντας όλα τα προβλήµατα που συναντά, συνεισφέρει θετικά στην ασφάλεια της εγκατάστασης προς όφελος του ιδίου και των συναδέλφων του.

6

7

8 2. Πυρκαγιές και Εκρήξεις Στην ενότητα αυτή θα αναλυθούν οι έννοιες: Το τρίγωνο της φωτιάς. Ευφλεκτότητα αερίων, υγρών και ατµών. Πηγές ανάφλεξης. Βάση της ασφάλειας. Κίνδυνοι έκρηξης σκόνης. 2.1. Το τρίγωνο της φωτιάς Εκτός από την ειδική περίπτωση των φυσικών εκρήξεων συµπεριλαµβανοµένων των ανεξέλεγκτων εξώθερµων χηµικών αντιδράσεων, οι πυρκαγιές και οι εκρήξεις έχουν τις ίδιες εναρκτήριες συνθήκες, δηλαδή την ταυτόχρονη ύπαρξη καυσίµου, οξυγόνου και πηγής ανάφλεξης. Οι συνθήκες αυτές συνοψίζονται στο λεγόµενο Τρίγωνο της Φωτιάς (Σχ. 2.1). Για να οδηγήσουν αυτές οι συνθήκες σε πυρκαγιά ή ανάφλεξη, πρέπει: Σχήµα 2.1: Τα τρία στοιχεία που απαρτίζουν το τρίγωνο της φωτιάς.

9 Το καύσιµο να βρίσκεται στη σωστή ποσότητα ή συγκέντρωση. Η πηγή ανάφλεξης να έχει αρκετή ενέργεια ώστε να µπορεί να αναφλέξει το καύσιµο. Το οξυγόνο (που συνήθως προέρχεται από τον αέρα) να βρίσκεται στη κατάλληλη συγκέντρωση. Όταν όλες αυτές οι συνθήκες πληρούνται ταυτόχρονα, τότε µόνο υπάρχει κίνδυνος πυρκαγιάς ή έκρηξης. Άµεσος κίνδυνος πυρκαγιάς ή έκρηξης ανακύπτει, όταν καύσιµο αέριο, καύσιµο υγρό, νέφος καύσιµης σκόνης, ή ασυσκεύαστα στερεά έρχονται σε επαφή µε µια πηγή ανάφλεξης, η οποία παρέχει αρκετή ενέργεια για την έναρξη της καύσης. Το οξυγόνο του ατµοσφαιρικού αέρα, είναι συνήθως αρκετό για να υποστηρίξει την αντίδραση καύσης. 2.2. Ευφλεκτότητα 2.2.1. Υγρά Τα υγρά και τα στερεά δεν καίγονται. Εκπέµπουν όµως, ατµούς και αέρια, τα οποία αναµειγνύονται µε τον αέρα και αναφλέγονται υπό ορισµένες συνθήκες (σηµειώνεται εδώ ότι αποτελούν εξαίρεση οι πυρκαγιές µετάλλων). Όταν µια ουσία βρίσκεται σε υγρή κατάσταση, µόρια αυτής εξατµίζονται συνεχώς από την υγρή επιφάνεια για να σχηµατίσουν ατµούς και κατόπιν να συµπυκνωθούν ξανά σε υγρό (Σχ. 2.2). Όλα τα υγρά ή ορισµένα στερεά όπως η ναφθαλίνη και η καµφορά σχηµατίζουν λοιπόν µίγµα ατµών/αέρα πάνω από την εξωτερική τους επιφάνεια, το οποίο συµπεριφέρεται ακριβώς όπως ένα εύφλεκτο αέριο. Ένας χρήσιµος όρος σχετικά µε την ευφλεκτότητα υγρών, είναι η τάση ατµών (vapor pressure) (Σχ. 2.3), ενώ µια βασική παράµετρος που πρέπει να µετράται για ένα εύφλεκτο υγρό είναι το σηµείο ανάφλεξης (flash point).

10 Σχήµα 2.2: ιαδικασία µετατροπής µορίων υγρού σε ατµό και αντιστρόφως. Σχήµα 2.3: Ερµηνεία του όρου της τάσης ατµών.

11 Μια τυπική αρχή για την ασφάλεια, είναι αυτή κατά την οποία υπό κανονικές συνθήκες η ατµόσφαιρα θα παραµείνει µη αναφλέξιµη, εφόσον η υπάρχουσα θερµοκρασία παραµένει τουλάχιστον 5 ο C χαµηλότερη από το σηµείο ανάφλεξης. Αυτό σηµαίνει ότι η γεωγραφική θέση και οι ατµοσφαιρικές συνθήκες µιας περιοχής µπορούν να επιδράσουν σηµαντικά στον κίνδυνο ανάφλεξης ενός υγρού. Ένα εύφλεκτο υγρό όπως το καθαρό πετρέλαιο (white spirit) µε σηµείο ανάφλεξης τους 38 ο C, δεν παρουσιάζει µεγάλο κίνδυνο έκρηξης κατά τη χειµερινή περίοδο σε µια χώρα της Βόρειας Ευρώπης. Η ίδια όµως ουσία παρουσιάζει πολύ µεγαλύτερο κίνδυνο ανάφλεξης, σε χώρες όπως η Σαουδική Αραβία, όπου η ατµοσφαιρική θερµοκρασία µπορεί να φτάσει και τους 40 ο C ξεπερνώντας το σηµείο ανάφλεξης. Το σηµείο ανάφλεξης ενός εύφλεκτου υγρού είναι η χαµηλότερη θερµοκρασία στην οποία οι κορεσµένοι ατµοί της ένωσης µπορούν να αναφλεγούν (Σχ. 2.4). Στα φύλλα δεδοµένων ασφαλείας των υλικών (MSDS: Material Safety Data Sheets), αλλά και στην βιβλιογραφία απαντώνται οι όροι σηµείο ανάφλεξης ανοιχτού δοχείου (open cup) και σηµείο ανάφλεξης κλειστού δοχείου (closed cup), οι οποίοι αναφέρονται στη χρησιµοποιούµενη µέθοδο µέτρησης. Συνήθως, το σηµείο ανάφλεξης που έχει µετρηθεί µε τη µέθοδο ανοικτού δοχείου είναι λίγο υψηλότερο από αυτό του κλειστού δοχείου.

12 Σχήµα 2.4: Γραφική απεικόνιση ανώτερου και κατώτερου ορίου αναφλεξιµότητας. 2.2.2 Αέρια και ατµοί Τα χαρακτηριστικά ευφλεκτότητας µίγµατος αερίου, σκόνης ή ατµών και αέρα διαφοροποιούνται ανάλογα µε τη συγκέντρωση και την ατµοσφαιρική θερµοκρασία. Τα κυριότερα χαρακτηριστικά των µιγµάτων αυτών είναι τα ακόλουθα: Κατώτερο όριο αναφλεξιµότητας. Ανώτερο όριο αναφλεξιµότητας. Θερµοκρασία αυτανάφλεξης. Θερµοκρασία ανάφλεξης (για υγρά µόνο). Ελάχιστη ενέργεια ανάφλεξης. Εύφλεκτα αέρια ή ατµοί µπορούν να αναφλεγούν, µόνο εάν η συγκέντρωσή τους είναι µεταξύ του κατώτερου και του ανώτερου ορίου

13 αναφλεξιµότητας και συγχρόνως υπάρχει πηγή ανάφλεξης επαρκούς ισχύος. Στη περιοχή κάτω του κατώτερου ορίου αναφλεξιµότητας (Σχ. 2.5), το µίγµα είναι πολύ φτωχό (χαµηλής περιεκτικότητας σε καύσιµο) και το αέριο δεν καίγεται. Στη περιοχή άνω του ανώτερου ορίου αναφλεξιµότητας, το µίγµα είναι πολύ πλούσιο (υψηλής περιεκτικότητας σε καύσιµο) και το αέριο και πάλι δεν µπορεί να καεί. Μόνο στη περιοχή µεταξύ κατώτερου και ανώτερου ορίου αναφλεξιµότητας το µίγµα δύναται να αναφλεγεί µε τη βοήθεια µιας πηγής θερµότητας, εφόσον αυτή παρέχει επαρκή ενέργεια για την ανάφλεξη του µίγµατος. Το ελάχιστο ποσό ενέργειας που απαιτείται για την ανάφλεξη του µίγµατος ονοµάζεται ελάχιστη ενέργεια ανάφλεξης (minimum ignition energy) και εξαρτάται από τη φύση της κάθε ουσίας, τη συγκέντρωσή της στον αέρα και την ατµοσφαιρική θερµοκρασία. Σχήµα 2.5: Γραφική απεικόνιση της εύφλεκτης περιοχής συγκεντρώσεων.

14 Η τιµή της ελαχιστοποιείται, όταν η αναλογία καυσίµου αέρα στο µίγµα είναι η στοιχειοµετρική αναλογία, όπως αυτή καθορίζεται από την αντίδραση καύσης (Σχήµα 2.6). Στο Σχήµα 2.5, γίνεται φανερό ότι αυξανοµένης της θερµοκρασίας διευρύνεται το εύρος αναφλεξιµότητας. Αυτό συµβαίνει γιατί όσο αυξάνεται η θερµοκρασία, τόσο αυξάνεται το ανώτερο και µειώνεται το κατώτερο όριο αναφλεξιµότητας. Σχήµα 2.6: Χαρακτηριστικό παράδειγµα µεταβολής της ελάχιστης ενέργειας ανάφλεξης για την τέλεια καύση του µεθανίου.

15 2.3 Πηγές ανάφλεξης Όπως µας πληροφορεί το τρίγωνο της φωτιάς, εάν µια ουσία βρίσκεται σε συγκέντρωση µεταξύ των δύο ορίων αναφλεξιµότητας, τότε για να προκληθεί φωτιά ή έκρηξη χρειάζεται να υπάρχει και πηγή ανάφλεξης, προκειµένου να προσδώσει στο σύστηµα την απαιτούµενη ενέργεια ενεργοποίησης για την έναρξη της καύσης. Πρόσφατη µελέτη των πηγών ανάφλεξης που αποτέλεσαν το έναυσµα για 900 και πλέον πυρκαγιές και εκρήξεις σε βιοµηχανικούς χώρους, οδήγησε στην κατάταξη των πηγών ανάφλεξης µε βάση τη συχνότητα εµπλοκής τους σε ατυχήµατα που έλαβαν χώρα σε διαφόρων ειδών βιοµηχανίες. Οι τυπικές πηγές ανάφλεξης, µε βάση τη συχνότητα εµφάνισής τους, είναι (Σχ. 2.7): 2.7.α 2.7.β Σχήµα 2.7: Συνήθεις πηγές ανάφλεξης (2.7.α) και η κατάταξή τους (2.7.β).

16 1. Φλόγες (flames): Μπορεί να υπάρχουν σε χώρους όπου λειτουργούν καυστήρες, κλίβανοι ή µεγάλοι βραστήρες. Είναι σηµαντικό, στους χώροι στους οποίους λειτουργεί τέτοιος εξοπλισµός να διατηρείται αυτός σε απόσταση ασφαλείας από τµήµατα της εγκατάστασης, όπου ενδέχεται να αναπτυχθεί εύφλεκτη ατµόσφαιρα. Προσωπικά αντικείµενα, όπως σπίρτα και αναπτήρες πρέπει να απαγορεύονται, ενώ πρέπει να παρέχεται η κατάλληλη θέρµανση κατά τη χειµερινή περίοδο, έτσι ώστε να µην χρησιµοποιούνται από το προσωπικό κοινές θερµάστρες. 2. Θερµές εργασίες (hot work): Αυτές περιλαµβάνουν δραστηριότητες κατά τις οι οποίες παράγεται θερµότητα, όπως η κοπή µετάλλων και η οξυγονοκόλληση. Οι υπεύθυνοι µηχανικοί πρέπει να έχουν προβλέψει συγκεκριµένους χώρους για τέτοιου τύπου εργασίες, οι οποίες πρέπει να γίνονται µε όλες τις προφυλάξεις και ειδικές απαιτήσεις που προβλέπονται, κατά προτίµηση µέσω της σύνταξης γραπτών οδηγιών προς τον εργάτη. Επίσης, είναι ευθύνη των µηχανικών της εγκατάστασης να βεβαιωθούν, ότι η πιθανότητα δηµιουργίας εύφλεκτης ατµόσφαιρας κατά τη διάρκεια της εργασίας έχει ελαχιστοποιηθεί (π.χ. ακολουθώντας µια από τις µεθοδολογικές διαδικασίες εκτίµησης κινδύνου, όπως η HAZOP). Τέλος πρέπει να χορηγείται ειδική άδεια εκτέλεσης τέτοιων εργασιών (π.χ. για την επισκευή ενός τµήµατος του εξοπλισµού της εγκατάστασης), ώστε να διαπιστωθεί προηγουµένως ότι οι συνθήκες επιτρέπουν την έναρξη της εργασίας. Πολλές φορές, η αγνόηση της ανάγκης λήψης άδειας εργασίας από την πλευρά των εργατών, αλλά και η παράλειψη του υπεύθυνου να επιθεωρήσει το χώρο, έχουν αποτελέσει την αφορµή για την έναρξη ενός ατυχήµατος. 3. Ηλεκτρισµός (electricity): Σε αυτή την κατηγορία, υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας, περιλαµβάνεται ηλεκτρολογικός εξοπλισµός, όπως ηλεκτρικοί κινητήρες, διακόπτες, συµπιεστές, οι οποίοι µπορούν να αναπτύξουν ηλεκτρικό τόξο, σπινθήρα, ή θερµές επιφάνειες κατά τη λειτουργία τους.

17 2.8.α 2.8.β Σχήµα 2.8: Ηλεκτρολογική ταξινόµηση περιοχών σε ζώνες επικινδυνότητας (2.8.α) και χρησιµοποιούµενοι συµβολισµοί (2.8.β). Ο ηλεκτρολογικός εξοπλισµός διατίθεται στην αγορά ενσωµατώνοντας διάφορα επίπεδα προστασίας, ώστε να αποφευχθούν τα παραπάνω φαινόµενα. Ο εξοπλισµός που θα επιλεχθεί πρέπει να είναι αντίστοιχος του βαθµού κινδύνου που παρουσιάζει ένας χώρος για την ανάπτυξη εύφλεκτης ατµόσφαιρας (Σχήµα 2.8). Άρα λοιπόν, χρειάζεται να κατατάξει κάποιος τους χώρους µιας µονάδας, αρχίζοντας από αυτούς που παρουσιάζουν τους µεγαλύτερους κινδύνους. Η διαδικασία αυτή, ονοµάζεται κατάταξη επικίνδυνων χώρων (hazardous area classification) και διενεργείται από µια οµάδα επιστηµόνων που περιλαµβάνει οπωσδήποτε τον υπεύθυνο ασφαλείας και έναν ηλεκτρολόγο µηχανικό και απαρτίζεται από τα ακόλουθα στάδια: Συλλογή δεδοµένων αναφλεξιµότητας, µελέτη των σχεδίων και των λειτουργιών στους χώρους της εγκατάστασης, επισήµανση πιθανών σηµείων έκλυσης εύφλεκτων αερίων ή ατµών, αποκλεισµό ή περιορισµό και εφαρµογή προληπτικών µέτρων στα πιθανά σηµεία έκλυσης, προσδιορισµός του µεγέθους που µπορεί να έχει η έκλυση, προσδιορισµός της έκτασης των ζωνών αναφλεξιµότητας και τέλος τεκµηρίωση και κατάστρωση σχεδίων αντιµετώπισης ατυχήµατος. Όταν

18 όλες οι απαιτούµενες πληροφορίες έχουν συγκεντρωθεί, µπορεί στη τελική φάση της τεκµηρίωσης να γίνει ολοκληρωµένη κατάταξη όλων των χώρων της εγκατάστασης, της οποίας τα σχέδια προετοιµάζονται µε τη χρήση των εικονιδίων του Σχήµατος 2.8.β. Το τελικό αποτέλεσµα είναι η κατασκευή διαγραµµάτων, όπως αυτό του Σχήµατος 2.8.α, τα οποία παρουσιάζουν τις ζώνες επικινδυνότητας και την έκτασή τους. Ο υπολογισµός τέτοιων ζωνών απαιτεί το συνδυασµό µεταξύ δεδοµένων αστοχίας εξοπλισµού και αναπτυγµένης κρίσης από τη πλευρά της επιστηµονικής οµάδας. Ο εξοπλισµός που διαθέτει υψηλό επίπεδο προστασίας, και άρα πολύ δύσκολα µπορεί να γίνει η αιτία πρόκλησης έκρηξης ή φωτιάς, είναι ο πλέον κατάλληλος για χρήση σε χώρους όπου αναπτύσσονται ή είναι πολύ πιθανό να αναπτυχθούν εύφλεκτες ατµόσφαιρες, δηλώνεται στην αγγλική ορολογία µε τη φράση «explosion proof» και συνοδεύεται από το λογότυπο του Σχήµατος 2.9 ή τον ειδικό κώδικα αναφοράς: {ΕΕx d [ia] IIC T5}, όπου: Εx d [ia] η χρησιµοποιούµενη µέθοδος προστασίας, ΙΙC οι συνιστώµενες οµαδοποιήσεις αερίων (gas groupings) και T5 η κατάταξη της θερµοκρασίας. Η µέθοδος προστασίας αναφέρεται στο τύπο προστασίας από την ανάφλεξη µέσω ενός στοιχείου του εξοπλισµού. Για παράδειγµα, η φράση {Εx d} υποδεικνύει προστασία έναντι της φλόγας που µπορεί να αναπτύξει ένα στοιχείο του εξοπλισµού. Το {ΙΙC} αναφέρεται στη κατηγορία του αερίου, υποδεικνύοντας ότι ο εξοπλισµός αυτός µπορεί να χρησιµοποιηθεί για αέρια που απαιτούν συγκεκριµένο ποσό ενέργειας για την ανάφλεξή τους (Πιν. 2.1). Σχήµα 2.9: Ειδική σήµανση που υποδεικνύει εκρηκτική ατµόσφαιρα.

19 Το Τ5 υποδεικνύει τη µέγιστη επιφανειακή θερµοκρασία για το συγκεκριµένο εξοπλισµό. Περισσότερες πληροφορίες µπορούν να αναζητηθούν στις οδηγίες 76/117/ΕΕC και 79/196/ΕΕC. Πίνακας 2.1: Οµαδοποίηση αερίων µε βάση την ενέργεια ανάφλεξης και κατάταξη των µέγιστων αναµενόµενων επιφανειακών θερµοκρασιών. Κατηγορία αερίου (I έως ΙΙC) IIC 20 µj IIB 60 µj IIA 200 µj I 400 µj Μέγιστη επιφανειακή θερµοκρασία για τον εξοπλισµό (Τ 1 έως Τ 6 ) T 1 450 o C Τ 2 300 o C Τ 3 200 o C Τ 4 135 o C Τ 5 100 o C Τ 6 85 o C 4. Θερµές επιφάνειες (hot surfaces): Αρκετά τµήµατα του εξοπλισµού είναι λογικό να αναπτύσσουν σχετικά υψηλές θερµοκρασίες. Τα τµήµατα αυτά αρκετές φορές παραλείπονται σε διαδικασίες αναγνώρισης κινδύνων, δεν παύει όµως να αποτελούν πιθανή εστία ανάφλεξης. Θερµές επιφάνειες ενδέχεται να περιέχουν µεγάλα ποσά θερµότητας, ώστε να µπορούν να αυξήσουν τη θερµοκρασία ενός αερίου µίγµατος σε επίπεδα υψηλότερα από το σηµείο αυτανάφλεξής του. Αλλά και επιφάνειες χαµηλότερης θερµοκρασίας θα µπορούσαν να αποτελέσουν πηγές έναυσης µιας φωτιάς ή µιας έκρηξης. Για παράδειγµα, εάν ποσότητες εκρηκτικής σκόνης αρχίζουν να συσσωρεύονται πάνω σε τέτοιες θερµές επιφάνειες, µπορεί η σκόνη να µην αναφλεγεί αµέσως, αλλά µε τον καιρό αλλοιώνεται και παράλληλα παίζει το ρόλο µόνωσης στην εξωτερική επιφάνεια µιας συσκευής,

20 εµποδίζοντας την απαγωγή θερµότητας και οδηγώντας αναπόφευκτα σε αύξηση της θερµοκρασίας, η οποία µπορεί να φτάσει τη θερµοκρασία αυτανάφλεξης στην οποία θα προκληθεί φωτιά ή έκρηξη. 5. Κάπνισµα (smoking): Αναµµένα τσιγάρα, όπως επίσης και σπίρτα ή αναπτήρες, µπορούν να λειτουργήσουν ως πηγές ανάφλεξης. Η χρήση τους πρέπει να απαγορεύεται, τόσο στο προσωπικό µιας εγκατάστασης, όσο και στους επισκέπτες. Η συµµόρφωση του προσωπικού πρέπει να βασίζεται κυρίως στην άρτια πληροφόρησή του. 6. Τριβή (friction): Η θερµότητα που παράγεται από τη τριβή δύο στερεών µπορεί και αυτή να αποτελέσει πηγή ανάφλεξης. Στη κατηγορία αυτή περιλαµβάνεται εξοπλισµός ο οποίος διαθέτει κινητά µέρη, όπως κινητήρες, κοπτικές µηχανές, συµπιεστές, µύλοι άλεσης και θραυστήρες. Η θερµότητα που παράγεται λόγω κακής ευθυγράµµισης των κινούµενων τµηµάτων του εξοπλισµού ή λόγω της κακής τους συντήρησης είναι αρκετή για να προκαλέσει την ανάφλεξη ενός αερίου µίγµατος που βρίσκεται εντός των ορίων αναφλεξιµότητάς του. Επιπλέον, σπινθήρες που παράγονται µε µηχανικό τρόπο από τρυπάνια, τροχούς απόξεσης ή λείανσης, ή κακοσυντηρηµένο εξοπλισµό, µπορούν να προκαλέσουν ανάφλεξη. Η επιλογή του κατάλληλου εξοπλισµού και η επιµελής συντήρησή του, είναι ζωτικής σηµασίας για τον παράγοντα ασφάλεια και σε αυτή την περίπτωση. Ενδεικτικά αναφέρεται, ότι η συνεχής τριβή δύο µεταλλικών επιφανειών (π.χ. γρανάζια) µπορεί να αναπτύξει (π.χ. λόγω ανεπαρκούς λίπανσης) θερµοκρασίες που φτάνουν έως και τους 500 ο C. 7. Αυθόρµητη ανάφλεξη (spontaneous ignition): Αυθορµήτως καύσιµα υλικά µπορούν να αναφλεγούν χωρίς τη παρουσία πηγής ανάφλεξης. ύο είναι οι κατηγορίες των υλικών αυτών: Τα πυροφορικά υλικά, τα οποία αναφλέγονται αµέσως µόλις έρθουν σ επαφή µε τον αέρα, και τα υλικά που αναφλέγονται αµέσως µόλις έρθουν σε επαφή µε το νερό. Μερικές ουσίες που µπορούν να υποστούν αυθόρµητη ανάφλεξη, παρουσιάζονται στον Πίνακα 2.2.

21 Πίνακας 2.2: Παραδείγµατα υλικών που αναφλέγονται αυθόρµητα. Υλικά που αναφλέγονται σε επαφή µε τον αέρα Iron sulphide Raney nickel Potassium Υλικά που αναφλέγονται σε επαφή µε το νερό Sodium acetate Calcium oxide Zinc powder 8. Αυτανάφλεξη (autoignition): Η αυτανάφλεξη συµβαίνει σε αυξηµένες θερµοκρασίες, στις οποίες το αέριο ή ο ατµός έχει αρκετή ενέργεια για να µπορέσει να αναφλεγεί από µόνο του. Η θερµοκρασία αυτανάφλεξης είναι η ελάχιστη θερµοκρασία στην οποία µπορεί να εµφανιστεί το φαινόµενο αυτό. Η θερµοκρασία αυτανάφλεξης, (όπως άλλωστε και τα κατώτερα και ανώτερα όρια αναφλεξιµότητας) πρέπει να καθοριστούν για όλες τις ουσίες που χρησιµοποιούνται σε µια µονάδα ως πρώτες ύλες, ως προϊόντα (τελικά ή ενδιάµεσα), ή ως παραπροϊόντα. Μεγάλη προσοχή πρέπει να δίνεται, όταν χρησιµοποιούνται υπολογισµένες τιµές της θερµοκρασίας αυτανάφλεξης µιας ουσίας, αφού αυτές δεν είναι απόλυτα ακριβείς. Η εκάστοτε τιµή εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως η µέθοδος υπολογισµού, η σύσταση του µίγµατος αέρα και ατµών ή αερίου, η συγκέντρωση οξυγόνου, το σχήµα και το µέγεθος του θαλάµου καύσης, ο ρυθµός και η διάρκεια θέρµανσης, καθώς και η χρονική υστέρηση και επίδραση του καταλύτη στην αντίδραση. 9. Θερµά σωµατίδια (hot particles): Οποιαδήποτε διεργασία περιλαµβάνει εφαρµογή ενέργειας σε µια σκόνη ή θρυµµατισµένο στερεό, µπορεί να δηµιουργήσει θερµά σωµατίδια, τα οποία µπορούν να περιπλανηθούν στους χώρους των εγκαταστάσεων και να δράσουν

22 ως πηγή ανάφλεξης. Θερµά σωµατίδια είναι δυνατόν να προέλθουν από τις ακόλουθες διαδικασίες: άλεση, ξήρανση, τρόχισµα και θραύση. 10. Στατικός ηλεκτρισµός (static discharge): Ο στατικός ηλεκτρισµός αποτελεί σηµαντικό κίνδυνο κυρίως για βιοµηχανίες οι οποίες επεξεργάζονται σκόνες (χονδρόκοκκες ή λεπτόκοκκες) ή εύφλεκτα υγρά. Όταν στερεά ή υγρά κινούνται σε επαφή µε µια επιφάνεια, ή όταν φορτίζονται επαγωγικά, µπορούν να αναπτύξουν στατικά φορτία. Στατικά φορτία µπορούν να προέλθουν από την άντληση ή το ψεκασµό υγρών, τη φόρτωση αντιδραστήρα ή αποθηκευτικού δοχείου, τη διαρροή ατµού, το φτυάρισµα σκόνης και το κοσκίνισµα. Για την επισήµανση ηλεκτροστατικών κινδύνων, χρειάζεται να απαντηθούν οι εξής πέντε ερωτήσεις: i. Υπάρχει ή µπορεί να δηµιουργηθεί εύφλεκτη ατµόσφαιρα; ii. Μπορεί να προκληθεί ηλεκτροστατική φόρτιση; iii. Μπορεί να υπάρξει συσσώρευση ηλεκτρικού φορτίου; iv. Υπάρχει κίνδυνος δηµιουργίας σπινθήρα; v. Μπορεί ο σπινθήρας να έχει αρκετή ενέργεια ώστε να αναφλέξει την εύφλεκτη ατµόσφαιρα; Εάν η απάντηση για όλες τις ερωτήσεις είναι «ΝΑΙ», τότε υπάρχει σοβαρός κίνδυνος πρόκλησης φωτιάς ή και έκρηξης και πρέπει να ληφθεί µέριµνα για την εξάλειψη του κινδύνου. Η εφαρµογή γείωσης σε σταθερές µεταλλικές επιφάνειες, σε κινούµενα µεταλλικά µέρη ή ακόµα και σε ανθρώπινα µέλη (π.χ. παπούτσια) είναι ο συνηθέστερος και απλούστερος τρόπος για προφύλαξη από το στατικό ηλεκτρισµό. Η γείωση επιτρέπει στα ηλεκτρικά φορτία να διατεθούν µε ασφάλεια στο έδαφος πριν αυξηθούν σε επίπεδα, όπου θα µπορούσαν να αποφορτιστούν υπό µορφή εκκένωσης, λειτουργώντας ως πηγή ανάφλεξης. Υπάρχουν αρκετές σκόνες και υγρά που µπορούν να συσσωρεύσουν ηλεκτρικά φορτία. Συνήθως αυτά είναι µη αγώγιµα υλικά και δυστυχώς πολλές φορές καύσιµα, όπως τα τολουόλιο, ασπιρίνη σε σκόνη, ζάχαρη, βενζίνη, σκόνη πολυµερών και βενζόλιο.

23 11. Άλλες πηγές: Η κατηγορία αυτή περιλαµβάνει τα οχήµατα, φωτιστικό εξοπλισµό, πλανώµενα ρεύµατα, σπινθήρες από θερµίτες µεταξύ σκουριάς (οξειδίων του σιδήρου) και αλουµινίου, διαδικασίες συµπίεσης αερίων, κεραυνούς και εµπρηστικές ενέργειες. 2.4 Η βάση της ασφάλειας Όσα προαναφέρθηκαν δεν δίνουν µια πλήρη εικόνα για το ποιες θα µπορούσαν να είναι οι κυριότερες πηγές ανάφλεξης σε µια εγκατάσταση. Υπάρχουν ορισµένοι παράγοντες, όπως τα υλικά που χρησιµοποιούνται και οι διεργασίες που πραγµατοποιούνται, οι οποίες τοποθετούν τον έλεγχο συγκεκριµένων πηγών ανάφλεξης σε προτεραιότητα έναντι άλλων. Κάθε εγκατάσταση πρέπει να στηρίζεται σε γερά θεµέλια ασφάλειας, είτε αυτή βρίσκεται στο στάδιο του σχεδιασµού, είτε είναι σε λειτουργία. Η βάση της ασφάλειας (basis of safety) (Σχ. 2.10) είναι η καταγραφή όλων εκείνων των τρόπων, καταγραµµένων σε γραπτή έκθεση, µε τους οποίους επιτυγχάνεται ο ασφαλής χαρακτήρας της εγκατάστασης, όπως για παράδειγµα: Αποκλεισµός πηγών ανάφλεξης µέσω Μέτρα για την αποφυγή σχηµατισµού εύφλεκτης ατµόσφαιρας µέσω Μέτρα για τη πρόληψη εκρήξεων ή πυρκαγιών µέσω

24 Σχήµα 2.10: Η καταγραφή των τρόπων µε τους οποίους επιτυγχάνεται ο ασφαλής χαρακτήρας της εγκατάστασης αποτελεί τη βάση της ασφάλειας. Μετά την καταγραφή ακολουθεί λεπτοµερής ανάλυση των µέτρων που έχουν ληφθεί και συνθέτουν τη βάση της ασφάλειας περιλαµβάνοντας: µέτρα για τη συντήρηση του εξοπλισµού, µέτρα επιθεώρησης της εγκατάστασης, µέτρα για διαδικασίες επισκευής, κ.α.

25 2.5 Εκρήξεις σκόνης Ποσοστό µεγαλύτερο του 70% των κοκκωδών υλικών που χρησιµοποιούνται στη βιοµηχανία, µπορεί να εκραγεί. Η Εικ. 2.1 απεικονίζει στιγµιότυπο από την έκρηξη 8 kg σκόνης άνθρακα. Εκρήξεις σκόνης (dust explosions) συµβαίνουν όταν καύσιµες σκόνες σηκωθούν στον αέρα και σχηµατίσουν εκρηκτικό νέφος, το οποίο µπορεί να καταλήξει σε ισχυρότατη έκρηξη συναντώντας µια πηγή ανάφλεξης. Συµβαίνει τουλάχιστον µια έκρηξη αυτού του τύπου ανά εβδοµάδα στις περισσότερες Ευρωπαϊκές χώρες και υπό ορισµένες συνθήκες οι εκρήξεις αυτές µπορούν να προκαλέσουν µεγάλες καταστροφές. Στην Εικ. 2.2 φαίνονται τα αποµεινάρια µιας βιοµηχανίας επεξεργασίας σκόνης αλουµινίου, η οποία καταστράφηκε ολοκληρωτικά από µια έκρηξη σκόνης που εξαπλώθηκε ταχύτητα σε όλη την εγκατάσταση. Εικόνα 2.1: Φλόγα εξόδου από την έκρηξη σκόνης άνθρακα σε κλειστό δοχείο.

26 Εικόνα 2.2: Ολική καταστροφή µιας εγκατάστασης από έκρηξη σκόνης. Υπάρχουν πολλά υλικά τα οποία δύνανται να προκαλέσουν εκρήξεις σκόνης υπό ορισµένες συνθήκες, όπως: Φαρµακευτικά προϊόντα (π.χ. ασπιρίνη σε σκόνη). Σκόνες χρωστικών. Πλαστικά και ρητίνες. ηµητριακά και τρόφιµα (π.χ. ζάχαρη άχνη). Οι βιοµηχανίες που διαχειρίζονται εκρηκτικές σκόνες χρειάζεται να λαµβάνουν ειδικά µέτρα προφύλαξης για να ελέγξουν αποτελεσµατικά κινδύνους από εκρήξεις. Τα µέτρα αυτά περιγράφονται αναλυτικά σε επόµενη παράγραφο. Όπως αναφέρθηκε σε προηγούµενο κεφάλαιο, εύφλεκτοι ατµοί και αέρια αναφλέγονται, όταν πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις ταυτόχρονα: 1. Το καύσιµο βρίσκεται σε ορισµένο εύρος συγκεντρώσεων στον αέρα. 2. Υπάρχει πηγή ανάφλεξης που παρέχει το αναγκαίο ποσό ενέργειας για την έναρξη της καύσης.

27 3. Υπάρχει επαρκής ποσότητα οξυγόνου (συνήθως παρέχεται από τον ίδιο τον αέρα). Οι εκρήξεις σκόνης απαιτούν δύο επιπρόσθετες συνθήκες (Σχ. 2.11): 4. Κατάλληλο µέγεθος των κόκκων της σκόνης. 5. Επαρκή συγκέντρωση του νέφους της σκόνης στον αέρα. Μια έκρηξη σκόνης µπορεί να συµβεί, όταν υπάρχει καύσιµο, δηλαδή νέφος σκόνης. Το µέγεθος των κόκκων δεν πρέπει να είναι πολύ µεγάλο και η συγκέντρωσή τους στον αέρα θα πρέπει να κυµαίνεται µεταξύ των ορίων εκρηκτικότητας. Φυσικά απαιτείται η παρουσία πηγής ανάφλεξης και οξυγόνου για την υποστήριξη της καύσης. Σχήµα 2.11: Αναγκαίες συνθήκες υπό τις οποίες µπορεί να πραγµατοποιηθεί µια έκρηξη σκόνης.

28 Σχήµα 2.12: Αύξηση της εκρηκτικότητας της σκόνης µε ελάττωση του µεγέθους των κόκκων. Τα δύο επιπλέον κριτήρια στην περίπτωση εκρήξεων σκόνης, έχουν πολύ σηµαντική επιρροή στην εκρηκτικότητα του υλικού. Όσο το µέγεθος των κόκκων ελαττώνεται, η εκρηκτικότητα αυξάνεται (Σχ. 2.12). Όταν η σκόνη αποτελείται από σωµατίδια διαφορετικής κοκκοµετρίας, τα µικρότερα σωµατίδια είναι εκείνα που αναφλέγονται και διαδίδουν την έκρηξη. Η συγκέντρωση του νέφους της σκόνης, πρέπει να βρίσκεται µεταξύ των ορίων αναφλεξιµότητας (δηλαδή, ούτε πολύ φτωχό (lean), ούτε πολύ πλούσιο (rich) µίγµα). 2.5.1 Μέτρα ελέγχου Παρόλο που για να συµβεί µια έκρηξη σκόνης πρέπει να πληρούνται δύο επιπλέον προϋποθέσεις, ο έλεγχος των κινδύνων εκείνων, που µπορούν να

29 2.3.α 2.3.β Εικόνα 2.3: Στιγµιότυπα έκρηξης σκόνης σε κλειστό δοχείο, κατά την οποία προκαλείται θραύση του δοχείου (2.3.α) και δευτερογενής ανάφλεξη (2.3.β). οδηγήσουν σε τέτοια περιστατικά, ακολουθεί τις ίδιες βασικές αρχές που ισχύουν και για τη περίπτωση εκρήξεων αερίων ή ατµών. Εάν ελαττωθεί ή αποµακρυνθεί η καύσιµη ύλη ή το οξυγόνο, ή εξαλειφθούν οι πηγές ανάφλεξης, τότε µειώνεται σηµαντικά το ενδεχόµενο πρόκλησης πυρκαγιάς ή και έκρηξης. Για τη περίπτωση που εξετάζεται, το καύσιµο είναι προφανώς το ίδιο το νέφος της σκόνης. Εάν µια αναφλέξιµη σκόνη εισέρχεται στον αέρα υπό µορφή νέφους, τότε µπορεί να δράσει ως καύσιµο. Οι ζηµιές που προκαλούνται από εκρήξεις σκόνης ενισχύονται µε τη συνεισφορά δευτερογενών εκρήξεων, όπου µια έκρηξη σε ένα σηµείο µπορεί να σηκώσει νέφος σκόνης σε ένα άλλο γειτονικό σηµείο, το οποίο µε τη σειρά του εκρήγνυται. Εξάλλου, τα θραύσµατα που πιθανότατα προκύπτουν από µια έκρηξη, εκτοξεύονται προς πάσα κατεύθυνση µε µεγάλη ταχύτητα διανύοντας σηµαντικές αποστάσεις και δυνάµενα να διαρρήξουν γειτονικά δοχεία ή δεξαµενές (Εικ. 2.3). Μια τέτοια αλληλουχία εκρήξεων µπορεί να προκαλέσει ζηµιές αρκετά εκτεταµένες σε σύγκριση µε την αρχική

30 Εικόνα 2.4: Επιµελής καθαρισµός εκρηκτικής / τοξικής σκόνης µετά τη πτώση της στο δάπεδο. Ο εργάτης χρησιµοποιεί τον κατάλληλο προστατευτικό εξοπλισµό. έκρηξη. Αυτή η περίπτωση είναι χαρακτηριστικό παράδειγµα αλυσωτού φαινοµένου (domino effect), κατά το οποίο ένα εναρκτήριο γεγονός (πρωτογενές συµβάν) δίνει το έναυσµα για τη πραγµατοποίηση νέων (δευτερογενών συµβάντων) οδηγώντας τελικά σε αυξηµένα καταστροφικά αποτελέσµατα. Για τους λόγους αυτούς είναι πολύ σηµαντικό να ελαττωθεί η ποσότητα καυσίµου που µπορεί να βρίσκεται στους εργασιακούς χώρους µιας εγκατάστασης, και αυτό σηµαίνει καλό νοικοκύρεµα (housekeeping) της εγκατάστασης, όπως για παράδειγµα: Περισυλλογή σκόνης που έχει αποτεθεί µε µια αντιεκρηκτική (explosion proof) συσκευή αναρρόφησης σκόνης. Προσεκτική σάρωση σκόνης από το έδαφος µε τρόπο που να µην επαναιωρείται η σκόνη (Εικ. 2.4). Να µην επιτρέπεται η επικάθηση και η συσσώρευση σκόνης σε µονάδες του εξοπλισµού.

31 Εικόνα 2.5: Μετά από συσσώρευση και παραµονή της σκόνης σε θερµά µέρη του κινητήρα, επήλθε η διάσπασή της που αύξησε την ευφλεκτικότητά της. Το λευκό υλικό της Εικ. 2.4 αφέθηκε να συλλεχθεί στο εξωτερικό µέρος του κινητήρα της Εικ. 2.5, όπου και παρέµεινε κάποιες ηµέρες. Η αλλοίωση του φυσικού λευκού χρώµατος προς το καφέ χρώµα υποδεικνύει ότι, το υλικό έχει υποστεί αποσύνθεση αυξάνοντας τελικά την εκρηκτικότητά του. Πηγές ανάφλεξης για εύφλεκτα νέφη σκόνης αποτελούν όλες οι συνήθεις πηγές που µπορούν να αναφλέξουν ένα νέφος αερίων ή ατµών (ηλεκτρολογικός εξοπλισµός, εργασίες συγκόλλησης, γυµνές φλόγες, µηχανική τριβή). Υπάρχουν ωστόσο κάποιες πηγές ανάφλεξης ιδιαίτερης σηµασίας για τη περίπτωση εύφλεκτης σκόνης. Σπινθήρες που οφείλονται σε στατικό ηλεκτρισµό (static sparks), οι οποίοι µπορούν να δηµιουργηθούν από ανακινήσεις σκόνης ή απλά από το βάδισµα στο πάτωµα ενός χώρου, κατά το οποίο µάλιστα το συσσωρευµένο ηλεκτρικό φορτίο µπορεί να ξεπεράσει τα 10000 Volt.

32 Εικόνα 2.6: Σπινθήρας θερµίτη σε σκουριασµένη επιφάνεια. Σπινθήρες θερµίτη (thermite sparks), οι οποίοι παράγονται από την επαφή µεταξύ αλουµινίου και οξειδίων του σιδήρου (σκουριά). Το φαινόµενο ονοµάζεται αντίδραση θερµίτη. Σκόρπια µεταλλικά τεµάχια ή εξαρτήµατα (tramp metal), όπως βίδες και κοµµάτια λαµαρίνας, µπορούν εύκολα να φτυαριστούν από απροσεξία µαζί µε ποσότητες µιας πρώτης ύλης σε σκόνη κατά τη τροφοδοσία µιας διάταξης. Οι σπινθήρες που ενδεχοµένως θα δηµιουργηθούν από τη τριβή µεταξύ των µεταλλικών τεµαχίων και µηχανικών µερών της διάταξης, είναι ικανοί να προκαλέσουν την έκρηξη της σκόνης. Θερµική αστάθεια (thermal instability): Όταν εκρηκτικές σκόνες ξηραίνονται, µεταφέρονται, συµµετέχουν σε διεργασίες (π.χ. άλεση), ή αποθηκεύονται, υπάρχει πάντα η πιθανότητα της θερµικής αποσύνθεσής τους. Η µονωτική επίδραση της µάζας της σκόνης δεν επιτρέπει την αποµάκρυνση της θερµότητας, η οποία µπορεί να προκαλέσει αυθόρµητη ανάφλεξη. Όταν µπορεί να ελαττωθεί η συγκέντρωση του οξυγόνου σε ένα σύστηµα (ή αλλιώς µια ατµόσφαιρα), τότε ελαττώνεται και η πιθανότητα να συµβεί µια έκρηξη. Αυτό συνήθως επιτυγχάνεται µε τον εκτοπισµό του αέρα δια

33 τροφοδοσίας αδρανούς αερίου (κατά κύριο λόγο αζώτου), το οποίο µειώνει σηµαντικά τη συγκέντρωση του οξυγόνου δηµιουργώντας µια αδρανή ατµόσφαιρα (inert atmosphere). Στις περιπτώσεις που εφαρµόζεται τέτοιο µέτρο, πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη βαρύτητα στο ενδεχόµενο ασφυξίας που ανακύπτει αναφορικά µε το περιβάλλον του χώρου. Είναι σηµαντικό να υπάρχει ειδική σήµανση που να προειδοποιεί το προσωπικό για τη χρήση αυτόνοµης αναπνευστικής συσκευής πριν την είσοδό τους σε τέτοιους χώρους. Στη θεωρία, θα µπορούσε κάποιος να καταστήσει µια εγκατάσταση απόλυτα ασφαλή, διατηρώντας πάντα τη συγκέντρωση σε επίπεδα χαµηλότερα από τα όρια αναφλεξιµότητας. Στην πράξη όµως, κάτι τέτοιο είναι δύσκολο έως και ακατόρθωτο, αφού σκόνες σχηµατίζουν συχνά νέφη (αιωρήµατα) σε διατάξεις όπως οι ξηραντήρες και τα σιλό, ή ακόµα και στα ίδια τα κτίρια (Εικ. 2.7). Όταν γίνει αποδεκτό σε µια µονάδα, ότι υπάρχει η πιθανότητα να προκληθεί έκρηξη σκόνης, χρειάζεται να εγκατασταθεί ειδικός προστατευτικός εξοπλισµός (explosion proof equipment). Ο εξοπλισµός προστατεύει από την υπερπίεση που αναπτύσσεται κατά την έκρηξη, έτσι ώστε να µην καταφέρει να επιδράσει σε ανθρώπους και κατασκευές. Υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι προστατευτικού εξοπλισµού έναντι εκρήξεων: Εικόνα 2.7: Φλόγες από έκρηξη σκόνης σε εσωτερικό κτιριακό χώρο.

34 1. Ελεγχόµενη εκτόνωση (venting) 2. Καταστολή της έκρηξης (suppression) 3. Περιορισµός µε ανθεκτικό κέλυφος (containment) 1. Ανακουφιστικές δικλίδες Είναι µια κοινή µέθοδος προστασίας έναντι εκρήξεων. Ο εξοπλισµός σχεδιάζεται έτσι, ώστε να ενσωµατώνει ένα αδύνατο τµήµα (Εικ. 2.8), το οποίο σπάζει ή ανοίγει όταν η πίεση στο εσωτερικό ξεπεράσει µια ορισµένη τιµή (ελεγχόµενη εκτόνωση). Το µέγεθος αυτού του τµήµατος είναι ιδιαίτερα κρίσιµο για το επίπεδο προστασίας που τελικά επιτυγχάνεται. Εάν είναι πολύ µεγάλο, τότε το ασφαλιστικό τµήµα θα υποχωρήσει πρόωρα σε πιέσεις χαµηλότερες από την επιθυµητή, ενώ εάν είναι µικρότερο, τότε θα σπάσει σε πίεση υψηλότερη από την επιθυµητή, οδηγώντας πιθανότατα σε εκτεταµένες ζηµιές του εξοπλισµού. Οι υπολογισµοί για τη σωστή διαστασιολόγηση της δικλίδας, βασίζονται στις ακόλουθες παραµέτρους (Σχ. 2.13): Εικόνα 2.8: Ανακουφιστική δικλείδα (δίσκος θραύσης) ενσωµατωµένη στο υπόλοιπο σώµα της διάταξης.

35 Σχήµα 2.13: Οι βασικές παράµετροι στην διαστασιολόγηση της ασφαλιστικής δικλείδας. α) Όγκος του εξοπλισµού (π.χ. ο όγκος ενός αντιδραστήρα) β) Σφοδρότητα της έκρηξης, δηλαδή τιµή K st ή τάξη ST, που βρίσκονται από δοκιµές ή πίνακες της βιβλιογραφίας. γ) Αντοχή του εξοπλισµού σε αυξηµένες πιέσεις. δ) Πίεση διάρρηξης της ανακουφιστικής δικλίδας. Το µέγεθος λοιπόν της ανακουφιστικής δικλίδας που ενσωµατώνεται στο υπόλοιπο σώµα ενός µηχανολογικού στοιχείου, έχει µεγάλη σχέση µε το εάν οι µεγάλες πιέσεις που θα προκύψουν σε ενδεχόµενη έκρηξη, θα µπορέσουν τελικά να εκτονωθούν µέσω αυτού. Η διαδικασία διαστασιολόγησης µπορεί να είναι αρκετά πολύπλοκη χρησιµοποιώντας µεθόδους στηριζόµενες σε πειραµατικά δεδοµένα ή και νοµογραφήµατα. Υπάρχουν επίσης στο εµπόριο, ειδικά υπολογιστικά προγράµµατα που χρησιµοποιούν τα νοµογραφήµατα αυτά για να υπολογίσουν το µέγεθος τέτοιων δικλίδων. Μπορούν

36 επιπροσθέτως να βοηθήσουν στην επιλογή του κατάλληλου µέτρου προστασίας. 2. Καταστολή Υπάρχουν περιπτώσεις, στις οποίες η ανωτέρω µέθοδος είναι ακατάλληλη για εφαρµογή, όπως όταν η σκόνη µπορεί να δώσει ισχυρές εκρήξεις, όταν η σκόνη είναι διαβρωτική ή τοξική, όταν πρόκειται για δοχείο όγκου µεγαλύτερου των 10 m 3, όταν δεν υπάρχει χώρος όπου να µπορεί να γίνει η εκτόνωση µε ασφάλεια, ή όταν υπάρχει κίνδυνος να προκληθούν επιπτώσεις στο άµεσο περιβάλλον. Τότε, χρησιµοποιείται εξοπλισµός ο οποίος καταστέλλει ένα καιγόµενο νέφος σκόνης, πριν αυτό καταφέρει να αναπτύξει µεγάλες πιέσεις. Ο εξοπλισµός που χρησιµοποιείται για τη καταστολή, αποτελείται από δύο στοιχεία: Έναν αισθητήρα πίεσης, ο οποίος ανιχνεύει πιέσεις υψηλότερες από τη κανονική, και άρα την έναρξη µιας έκρηξης. Ένα πυροσβεστικό σύστηµα, το οποίο διοχετεύει αδρανές υλικό στην επεκτεινόµενη πυρόσφαιρα. Σε περιπτώσεις όπου, τόσο οι ασφαλιστικές δικλίδες, όσο και η χρήση εξοπλισµού καταστολής δεν ενδείκνυνται, µπορεί να εφαρµοστεί η λύση του ανθεκτικού κελύφους. 3. Ανθεκτικό κέλυφος Στη περίπτωση αυτή, το τοίχωµα του εξοπλισµού σχεδιάζεται, έτσι ώστε να µπορεί να αντέξει στη πίεση που θα αναπτυχθεί από οποιαδήποτε αναµενόµενη έκρηξη συµβεί στο εσωτερικό του. Το κόστος για την εφαρµογή της είναι το πλέον υψηλό και εφαρµόζεται µόνο όταν έχουν απορριφθεί τα ενδεχόµενα εφαρµογής των δύο προηγούµενων µεθόδων.

37 2.5.2 Πόσο ασφαλή είναι τα χρησιµοποιούµενα υλικά Προκειµένου να εκτιµηθεί ο κίνδυνος πρόκλησης έκρηξης σκόνης, χρειάζονται ορισµένες πληροφορίες για τα υλικά που επεµβαίνουν στις διάφορες διαδικασίες (Εικ. 2.9). Οι πληροφορίες αυτές αφορούν τις: Εκρηκτικές ιδιότητες των υλικών. Ελάχιστη ενέργεια ανάφλεξης. Ισχύ της έκρηξης. Μετρήσεις που λαµβάνονται από πειράµατα σε οβίδες 20 lt, εκτιµούν το µέγιστο ρυθµό αύξησης της πίεσης ενός δείγµατος σκόνης που εκρήγνυται (Εικ. 2.10). Από τα πειράµατα αυτά µπορεί να εκτιµηθεί η τιµή της K st για τη συγκεκριµένη σκόνη, που αποτελεί µια σηµαντική παράµετρο στη διαστασιολόγηση ανακουφιστικών δικλίδων, όσο και στην εφαρµογή άλλων προστατευτικών µέτρων. Σε τελική φάση, η σκόνη µπορεί να καταταχθεί ανάλογα µε τη τιµή της K st σε µια από τις κατηγορίες St (Σχ. 2.14). Εικόνα 2.9: Απεικόνιση πειραµατικών δοκιµών µε στόχο τον προσδιορισµό των φυσικοχηµικών ιδιοτήτων της σκόνης ενός υλικού.

38 Η κατανοµή µεγέθους κόκκων και η περιεκτικότητα σε υγρασία, επηρεάζουν πολύ την εκρηκτικότητα, και έτσι οι κατηγοριοποιήσεις βάσει του Σχήµατος 2.14 πρέπει να γίνονται µε προσοχή. Εάν υπάρχει αµφιβολία για τη κατηγορία της ουσίας, τότε είναι απαραίτητο να υποβληθεί η ουσία σε δοκιµή. Εικόνα 2.10: Εξωτερική όψη πειραµατικής οβίδας για το προσδιορισµό του µέγιστου ρυθµού αύξησης της πίεσης κατά την έκρηξη δείγµατος της σκόνης. Σχήµα 2.14: Ταξινόµηση κόνεων από άποψη εκρηκτικότητας µε βάση την τιµή της σταθεράς Κ st.

39

40 3. Επαγγελµατική Υγιεινή 3.1 Εισαγωγή Στο Κεφάλαιο 2, περιγράφτηκε ο τρόπος µε τον οποίο µπορούν να εκδηλωθούν φωτιές και εκρήξεις µε αρνητικές επιπτώσεις στην εγκατάσταση, το προσωπικό ή ακόµα και το περιβάλλον. Το προσωπικό πέρα από τους κινδύνους αυτούς, είναι δυνατόν να αντιµετωπίζει και άλλες µορφές απειλής για την υγεία του (Εικ. 3.1), όπως είναι η έκθεση σε ένα πλήθος χηµικών, φυσικών και βιολογικών παραγόντων, οι οποίοι απαντώνται σχεδόν σε όλους τους εργασιακούς χώρους και µπορούν να αποβούν επιβλαβείς άµεσα ή µακροχρόνια σε µικρό ή µεγάλο βαθµό. 3.1.α 3.1.β Εικόνα 3.1: Έκθεση σε ατµόσφαιρα επιβαρηµένη µε επικίνδυνους διαλύτες (3.1.α) και σκόνη λεπτόκοκκου στερεού υλικού (3.1.β).

41 3.2 Τρόποι εισόδου επιβλαβών ουσιών στον ανθρώπινο οργανισµό Οι κίνδυνοι για την υγεία του προσωπικού σε εργασιακούς χώρους, µπορεί να σχετίζονται µε (Σχ. 3.1): ιάφορες ουσίες, όπως ίνες, υγρά, σκόνες, καυσαέρια, ατµούς και αέρια. Φυσικούς παράγοντες, όπως θόρυβος, ακτινοβολία, θερµοκρασία, φωτισµός και πίεση. Βιολογικούς παράγοντες, όπως βακτήρια, µύκητες, έντοµα και παράσιτα. Για µπορέσει να δράσει µια τοξική ένωση, πρέπει πρώτα να εισέλθει στο ανθρώπινο σώµα. Οι τρόποι µε τους οποίους µπορεί να προσβληθεί ο ανθρώπινος οργανισµός από τοξικές ουσίες (Σχήµα 3.2), είναι: 1. Επαφή και απορρόφηση από το δέρµα (skin contact / absorption): Το δέρµα µπορεί να αποτελέσει δίοδο εισόδου στον οργανισµό για ενώσεις όπως οι οργανικοί διαλύτες. Η προσλαµβανόµενη δόση τοξικής ουσίας είναι συνάρτηση του ρυθµού και της διάρκειας εισόδου, καθώς και της επιφάνειας επαφής. Η φυσική κατάσταση της ουσίας παίζει εξίσου σηµαντικό ρόλο, αφού αιωρούµενα σταγονίδια αερολυµάτων και διασκορπισµένων υγρών στον αέρα απορροφούνται ευκολότερα. 3.1.α 3.1.β 3.1.γ Σχήµα 3.1: Ειδική σήµανση που προειδοποιεί για το κίνδυνο προσβολής από διαβρωτικές ουσίες (3.1.α), ακτινοβολία (3.1.β) και µικροοργανισµούς (3.1.γ).

42 Σχήµα 3.2: Οι κυριότεροι δρόµοι εισόδου µιας τοξικής ένωσης στον ανθρώπινο οργανισµό. 2. Εισπνοή (inhalation): Η εισπνοή είναι ο πιο συχνός τρόπος εισόδου τοξικών ουσιών και παράλληλα ο πιο δύσκολος να ελεγχθεί. Ένας ενήλικας αναπνέει περίπου 10 m 3 αέρα, από τα οποία το µεγαλύτερο ποσοστό περνάει από τους πνεύµονες, οι οποίοι µε τη σειρά τους έχουν επιφάνεια επαφής µεγαλύτερη και από αυτή της επιδερµίδας. 3. Κατάποση (ingestion): Οι πιο συνηθισµένες περιπτώσεις δηλητηρίασης από κατάποση προέρχονται από κατανάλωση φαγητού και ποτού, ή κάπνισµα τσιγάρων κατά της διάρκεια µιας επικίνδυνης εργασίας. Το προσωπικό πρέπει πάντα να ξεπλένει καλά τα χέρια του, έπειτα από εργασίες στις οποίες χειρίστηκε επικίνδυνες ουσίες. Επιπλέον πρέπει οι χώροι σίτισης, εργασίας και καπνίσµατος να διαχωρίζονται µεταξύ τους. Η συχνότητα εµφάνισης συµπτωµάτων από κατάποση, είναι λιγότερο συχνή από τις άλλες δύο.

43 Το είδος της επίδρασης µπορεί να πάρει διάφορες µορφές (π.χ. οξεία δηλητηρίαση, άµεση πρόκληση θανάτου, δερµατικά εγκαύµατα και εµφάνιση καρκίνου κατόπιν µακροχρόνιας έκθεσης σε καρκινογόνα χηµικά. Χαρακτηριστική βλάβη που µπορεί να υποστεί ο οργανισµός είναι το άσθµα, το οποίο αποτελεί µία διαρκώς αυξανόµενη πάθηση. Εµφανίζεται σε ανθρώπους, οι οποίοι εισπνέουν ορισµένες χηµικές ενώσεις σε τακτά χρονικά διαστήµατα και για σηµαντικό χρονικό διάστηµα, συνήθως στον εργασιακό τους χώρο, ή αλλιώς στο εργασιακό τους περιβάλλον. Φαινοµενικά αβλαβή υλικά, όπως η σκόνη από το ξύλο ή το αλεύρι, µπορούν να προκαλέσουν άσθµα σε κάποιον που εκτίθεται επανειληµµένως σε αυτά. Με την περιβαλλοντική παρακολούθηση (environmental monitoring) εκτιµάται ποσοτικά η έκθεση των εργαζοµένων σε µια τοξική ουσία. Η εκτίµηση αυτή αφορά τη µέτρηση της συγκέντρωσης του αερίου, των ατµών ή της σκόνης σε έναν εργασιακό χώρο, στο περιβάλλον δηλαδή των εργαζοµένων. Τα όρια συγκεντρώσεων στον αέρα επικίνδυνων χηµικών ενώσεων έχουν θεσµοθετηθεί και καθοριστεί για κάθε ένωση ξεχωριστά. Η βιολογική παρακολούθηση (biological monitoring) συµπληρώνει τον έλεγχο του εργασιακού περιβάλλοντος, όταν υπάρχει η δυνατότητα έκθεσης των εργαζοµένων σε µικροβιολογικούς παράγοντες και αφορά αναλύσεις βιολογικών υγρών (π.χ. αίµα). 3.3 Επιβλαβείς επιδράσεις Από τη στιγµή που µια επικίνδυνη ουσία εισέλθει στο ανθρώπινο σώµα (Σχ. 3.3) µπορεί να προκαλέσει µια σειρά από ανεπιθύµητες καταστάσεις: 1. Οξεία δηλητηρίαση (acute poisoning): Στην περίπτωση αυτή σταµατούν οι κρίσιµες λειτουργίες του οργανισµού και επέρχεται ο θάνατος. Για παράδειγµα, ενώσεις που περιέχουν την οµάδα κυανίου στο µόριό τους παρεµποδίζουν τη δράση ορισµένων ενζύµων και προκαλούν ασφυξία σε κυτταρικό επίπεδο.

44 Σχήµα 3.3: Το ανθρώπινο σώµα. Ζωτικής σηµασίας όργανα µπορεί να προσβληθούν ανεπανόρθωτα από τη δράση επικίνδυνων χηµικών ενώσεων. 2. Ερεθισµός (irritation): Συνήθως εµφανίζεται στα µάτια ή στο ανώτερο αναπνευστικό σύστηµα. Σε περίπτωση που ο ερεθισµός φτάσει µέχρι τους πνεύµονες, η κατάσταση µπορεί να είναι ιδιαίτερα σοβαρή και να προκαλέσει ακόµα και το θάνατο (π.χ. από υπερβολική έκθεση σε διοξείδιο του αζώτου). 3. ερµατίτιδα (dermatitis): Το δέρµα είναι το µεγαλύτερο σε έκταση όργανο του ανθρώπινου οργανισµού. Συγκρατεί τα υγρά του σώµατος στο εσωτερικό και τα επικίνδυνα ξένα σώµατα στον εξωτερικό χώρο. Μπορεί όµως να καταστραφεί από φυσικούς τραυµατισµούς, από διάβρωση λόγω της δράσης πυκνών οξέων ή βάσεων, ή από δερµατοπάθειες.

45 4. Νευροπάθειες (neuropathy): Πολλά χηµικά προσβάλλουν τµήµατα του νευρικού συστήµατος. Πτητικές οργανικές ενώσεις µπορούν να επηρεάσουν το κεντρικό νευρικό σύστηµα οδηγώντας σε κατάσταση µέθης ή και νάρκωση. Οι περισσότερες από τις καταστάσεις αυτές είναι πάντως αναστρέψιµες. 5. Καρκίνος (cancer): Το κάπνισµα εξακολουθεί να είναι η βασική αιτία ανάπτυξης ορισµένων µορφών καρκίνου. Υπάρχουν όµως και αρκετές χηµικές ουσίες, οι επονοµαζόµενες καρκινογόνες, η παρατεταµένη έκθεση στα οποίες µπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη καρκίνου (π.χ. αµίαντος, βενζόλιο, χρώµιο και ναφθυλαµίνη). 6. Άσθµα (asthma): Αποτελεί µια ασθένεια που διαρκώς εξαπλώνεται. Κάποιος που αναπνέει ορισµένες ενώσεις έχει τον κίνδυνο να εµφανίσει άσθµα. Ακόµα και ενώσεις που δεν είναι τοξικές (και άρα ενδέχεται να αγνοηθούν ευκολότερα σε διαδικασίες εκτίµησης κινδύνου) µπορούν να προκαλέσουν άσθµα, εάν ο δέκτης εκτίθεται σε τακτά χρονικά διαστήµατα σε αυτή. Όλες οι ουσίες αυτές ονοµάζονται ασθµατογόνα. Όλο και νέες ουσίες αποδεικνύεται ότι είναι ασθµατογόνες. Η έκθεση σε αυτές πρέπει να περιοριστεί κατά το δυνατόν ή να εξαλειφθεί. 7. Γονιµότητα (reproductive effects): Πρόσφατες έρευνες απέδειξαν, ότι συγκεκριµένες οµάδες στοιχείων συµβάλλουν στην ελάττωση της γονιµότητας στο αρσενικό φύλλο. Άλλα χηµικά, µπορούν να επιδράσουν στο θηλυκό φύλλο και να παρεµποδίσουν τη σύλληψη ή να προκαλέσουν αποβολή. 3.4 Παρακολούθηση Με τον όρο παρακολούθηση (monitoring) εννοούµε το διαρκή έλεγχο και την ποσοτική καταγραφή της επικίνδυνης ουσίας στους χώρους όπου υπάρχουν εργαζόµενοι. Αυτό αφορά συνήθως τη µέτρηση της συγκέντρωσης της τοξικής ένωσης η οποία βρίσκεται στο περιβάλλον εργασιακών χώρων υπό µορφή ατµών, σκόνης ή αερίου. Μερικές φορές εφαρµόζεται

46 συµπληρωµατικά και βιολογική παρακολούθηση, η οποία περιλαµβάνει ανάλυση βιολογικών υγρών του προσωπικού που εκτίθεται στη τοξική ουσία. Εικόνα 3.2: Κίνδυνος εισπνοής βλαβερών ατµών σε εργασίες ρουτίνας κατά το χειρισµό οργανικών διαλυτών. 3.5 Όρια επαγγελµατικής έκθεσης Το είδος και το µέγεθος της επίδρασης που προέρχεται από την έκθεση σε µια επιβλαβή ουσία εξαρτώνται κυρίως από δύο παράγοντες, τη συγκέντρωση της ουσίας και τη χρονική διάρκεια της έκθεσης. Παρόλο που η κατάποση και η απορρόφηση από το δέρµα είναι σηµαντικές δίοδοι εισόδου επικίνδυνων ουσιών στον οργανισµό, η αναπνοή είναι συγκριτικά σπουδαιότερη (Εικ. 3.2). Για τη σύγκριση των επιδράσεων µεταξύ χηµικών ενώσεων διαφορετικής συγκέντρωσης και τοξικότητας, χρησιµοποιείται ο όρος µέση χρονικά σταθµισµένη έκθεση (Time Weighted Average ή TWA). 3.5.1 Μέση χρονικά σταθµισµένη έκθεση Μέση χρονικά σταθµισµένη έκθεση σηµαίνει ότι οποιαδήποτε επαγγελµατική έκθεση σε οποιαδήποτε περίοδο του 24ώρου θεωρείται ισοδύναµη µε µια έκθεση διάρκειας 8 ωρών (Πιν. 3.1). Συγκρίνοντας τα όρια αυτά µε τα όρια που

47 Πίνακας 3.1: Παραδείγµατα οριακών τιµών µέσης χρονικά σταθµισµένης (8 hr) και βραχείας (15 min) έκθεσης. καθορίζονται από τη νοµοθεσία, µπορεί κάποιος να διαπιστώσει, εάν οι εργαζόµενοι εκτίθενται σε αποδεκτό επίπεδο κινδύνου. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, κάποια άτοµα είναι δυνατό να έρχονται σε επαφή µε περισσότερες από µια επικίνδυνες ουσίες ή και διαφορετικές συγκεντρώσεις της ίδιας ουσίας. Για παράδειγµα, στο Σχήµα 3.4 φαίνεται η µεταβολή της συγκέντρωσης µιας ουσίας στην οποία εκτίθεται ένας εργαζόµενος µε το χρόνο. Κατά τη διάρκεια του 8ώρου, ο εργάτης εκτίθεται σε διαφορετικές συγκεντρώσεις C n της ίδιας ουσίας και για διαφορετικές χρονικές περιόδους. Η µέση χρονικά σταθµισµένη έκθεση δίνεται τότε από τη σχέση: TWA= C T1 + C2T2 + C3T3 + C 4T4 + 8 1. Στο παράδειγµα του Σχήµατος 3.5, η µέση χρονικά σταθµισµένη έκθεση είναι: TWA (8 hr) = (C 1 T 1 + C 2 T 2 ) / 8 = (0.12*7.333 + 0.24*0.667) / 8 TWA (8 hr) = 0.13 (mg/m 3 ).

48 Σχήµα 3.4: Μορφή ενός διαγράµµατος υπολογισµού της Μέσης χρονικά σταθµισµένης έκθεσης (TWA) επί οκταώρου βάσεως. Σχήµα 3.5: Παράδειγµα υπολογισµού της TWA.

49 3.6 Μέθοδοι ελέγχου Όπως προαναφέρθηκε, όταν τα χηµικά εισέλθουν στο ανθρώπινο σώµα, έχουν αρνητικά αποτελέσµατα στον οργανισµό του θύµατος. Ο έλεγχος συνίσταται σε όλα εκείνα τα µέτρα µε τα οποία µειώνεται η έκθεση σε µια επικίνδυνη ουσία σε ένα αποδεκτό επίπεδο. Υπάρχουν έξι βασικοί τρόποι µε τους οποίους µπορεί να ελεγχθεί η έκθεση σε επιβλαβείς ενώσεις και οι οποίοι κατά σειρά σπουδαιότητας είναι: 1. Εξάλειψη (elimination): Πρωταρχικό µέληµα πρέπει να είναι η εξάλειψη της επικίνδυνης για την υγεία έκθεσης µέσω της κατάλληλης επιλογής της διεργασίας, του εξοπλισµού και των χρησιµοποιούµενων υλικών στη φάση του σχεδιασµού της εγκατάστασης. 2. Υποκατάσταση (substitution): Αυτό το µέτρο ελέγχου εννοεί την αντικατάσταση της βλαβερής ουσίας µε µια άλλη λιγότερο επικίνδυνη ή την αλλαγή της φυσικής της κατάστασης ή µορφής. 3. Τροποποίηση της διεργασίας (modification): Η τροποποίηση της διεργασίας στην οποία πραγµατοποιείται η επεξεργασία του επικίνδυνου υλικού µπορεί να βελτιωθεί σηµαντικά από πλευράς ασφάλειας µε τις κατάλληλες επεµβάσεις και τροποποιήσεις. Για παράδειγµα, ο χειρισµός ενός υλικού υπό µορφή αιωρήµατος ή διαλύµατος θα µπορούσε να είναι ασφαλέστερη παρά υπό µορφή ξηρής σκόνης. 4. Καλό νοικοκύρεµα (housekeeping): Υπάρχουν αρκετές ενέργειες που συνεισφέρουν στη σωστή προφύλαξη και οι οποίες πρέπει να εκτελούνται αµέσως από το προσωπικό, όταν χρειαστεί κατά τη διάρκεια της εργασίας, όπως ο καθαρισµός του δαπέδου στο οποίο χύθηκε ένα υγρό ή η άµεση αντικατάσταση ραγισµένων ή σπασµένων υαλοπινάκων απαγωγών. 5. Τοπικός αερισµός (local exhaust ventilation): Ο επαρκής αερισµός θεωρείται ο καλύτερος τρόπος για να αντιµετωπιστούν αέριοι ρύποι, οι οποίοι υποβαθµίζουν την ποιότητα του αέρα των εσωτερικών χώρων. Τοξικοί ή εύφλεκτοι ατµοί, αέρια, σκόνες και καυσαέρια

50 αραιώνονται σε πολύ χαµηλές συγκεντρώσεις ή αποµακρύνονται από το χώρο των εργαζοµένων µε κατάλληλες διατάξεις ανεµιστήρων και αεραγωγών. 6. Μέσα Ατοµικής Προστασίας (ΜΑΠ) (PPE: Personal Protective Equipment) : Όταν δεν είναι δυνατόν να αντικατασταθεί η επικίνδυνη ουσία ή να ελαττωθεί η συγκέντρωσή της στους χώρους της εγκατάστασης, τότε επιβάλλεται η χρήση του κατάλληλου προστατευτικού εξοπλισµού (γάντια από κατάλληλο υλικό, αναπνευστική µάσκα, γυαλιά, κατάλληλη ένδυση και υπόδηση). Η επιλογή (choice) της σωστής µεθόδου ελέγχου θα πρέπει να είναι βασισµένη στην εκτίµηση κινδύνου που έχει προηγηθεί, µε γνώµονα τη σύγκριση µεταξύ υπολογιζόµενης και νοµοθετηµένης µέσης χρονικά σταθµισµένης τιµής έκθεσης. Η προτεραιότητα πρέπει να δίνεται πάντα στους τρόπους εκείνους, µε τους οποίους µπορεί να παρεµποδιστεί εντελώς η έκθεση, αφού πρώτα έχει διενεργηθεί η αναγνώριση και η εκτίµηση κινδύνου. 3.7 Μέθοδοι ελέγχου Ιεράρχηση µεθόδων ελέγχου Οι µέθοδοι που µπορούν να εφαρµοστούν για τον έλεγχο της έκθεσης σε επιβλαβείς ενώσεις χωρίζονται σε δύο κύριες κατηγορίες, οι οποίες παρουσιάζονται κατά σειρά προτεραιότητας: 1. Πρόληψη της έκθεσης (exposure prevention): Εδώ νοείται, ότι όπου είναι δυνατόν πρέπει ο σχεδιασµός της εργασίας να είναι τέτοιος, ή να τροποποιηθεί έτσι, ώστε να προλαµβάνεται η έκθεση του προσωπικού σε τοξικές ουσίες. Έτσι, θα µπορούσε να σχεδιαστεί η µονάδα κατάλληλα, να αντικατασταθεί µια χηµική ένωση µε µια άλλη λιγότερο επικίνδυνη, να τροποποιηθεί µια διεργασία, ή να µεταβληθεί ο τρόπος διεξαγωγής της εργασίας ώστε να αποφεύγεται η επαφή µε τους εργαζόµενους. 2. Μετριασµός της έκθεσης (exposure mitigation): Τα µέτρα πρόληψης συµβάλλουν στην ελαχιστοποίηση της έκθεσης του προσωπικού σε τοξικές ουσίες, υπάρχουν όµως και περιπτώσεις στις οποίες η έκθεση

51 είναι αναπόφευκτη (Εικ. 3.3). Κατάλληλα σχεδιασµένες εγκαταστάσεις εξαερισµού πρέπει τότε να αποµακρύνουν επιβλαβείς ενώσεις, έτσι ώστε να µην καταφέρνουν να φτάσουν σε εργασιακές ζώνες εισπνεύσιµου αέρα. Όταν τα επίπεδα έκθεσης δεν µπορούν να ελαττωθούν σε ασφαλή επίπεδα, χρησιµοποιούνται απαραιτήτως µέσα ατοµικής προστασίας (όπως αναπνευστικές συσκευές και κατάλληλη ένδυση). Ανακεφαλαιώνοντας, είναι δυνατόν να χρειαστεί κάποιος να συνεκτιµήσει τα µέτρα που πρέπει να πάρει για να ελαχιστοποιήσει την έκθεση σε τοξικές ουσίες. Αυτό, συχνά σηµαίνει το συνδυασµό (combination) διαφόρων µέτρων στη βάση της ακόλουθης σειράς προτεραιότητας: α) Εξάλειψη του κινδύνου µέσω κατάλληλου σχεδιασµού / τροποποίηση µιας εγκατάστασης ή και διεργασίας, ώστε να προληφθεί η έκθεση. β) Υποκατάσταση του υλικού µε ένα άλλο λιγότερο επικίνδυνο ή αλλαγή της φυσικής του κατάστασης. γ) Αποµόνωση του υλικού, έτσι ώστε να µη µπορεί να συµβεί έκλυση. δ) Περιστολή ή αποµάκρυνση της ένωσης που εκλύεται σε κλειστούς χώρους της εγκατάστασης χρησιµοποιώντας τοπικά συστήµατα εξαερισµού. Εικόνα 3.3: Παράδειγµα αναπόφευκτης έκθεσης σε επικίνδυνη σκόνη.