Effectiviteit waterschermen beperkt en afhankelijk van veel factoren

Nieuws van het LEC Industriële Veiligheid, april 2024

De inzet van waterschermen of waterstralen om bij chemische incidenten gas- of dampwolken te beïnvloeden, heeft vaak maar een beperkt effect. Dat effect is afhankelijk van veel factoren, zoals het soort gas/damp, de uitstroomsnelheid, windrichting en de manier waarop een waterscherm wordt ingezet. Het geheel bestrijden van een gas- of dampwolk met een waterscherm is in over het algemeen geen realistische optie. Dat is de samenvattende conclusie van een literatuurstudie die het NIPV het uitvoerde in opdracht van het LEC Industriële Veiligheid (LEC IV).

Het LEC IV en het NIPV willen inzicht in de mate van effectiviteit van waterschermen en waterstralen om gaswolken te beïnvloeden. Deze incidentbeheersmiddelen worden namelijk regelmatig opgevoerd als ‘line of defense’ bij industriële scenario’s in bedrijfsbrandweertrajecten of vergunningprocedures. Dit terwijl er weinig kennis is over hun feitelijke effectiviteit. Daarnaast zullen de productie, opslag en transport van ammoniak de komende jaren een forse vlucht nemen, omdat de stof een belangrijke waterstofdrager is in het kader van de energietransitie. Dat maakt de behoefte aan een concreet handelingsperspectief en bestrijdingsmethodieken voor met name ammoniakincidenten groter.

Kennisopbouw waterschermen

“Van oudsher worden waterschermen door de brandweer ingezet om gas- en dampwolken te verdunnen, neer te slaan of op te lossen, maar een goede wetenschappelijke onderbouwing voor de effectiviteit van deze methodiek is er bij mijn weten tot dusver eigenlijk niet”, stelt NIPV-onderzoeker Ruud van Liempd, een van de auteurs van het onderzoeksrapport, vast. “Om nieuwe bestrijdingsmethodieken voor gas- en dampwolken te ontwikkelen, moeten we kennis opbouwen. We hebben in deze literatuurstudie geïnventariseerd welke kennis, op basis van eerdere gedocumenteerde praktijkonderzoeken en –experimenten, er al is.”

De onderzoekers nemen in het literatuuronderzoek een aantal praktijkonderzoeken en experimenten onder de loep, die zijn uitgevoerd in de periode 1996-2017. Het betreft zowel grootschalige als kleinschalige praktijkexperimenten en ook proeven op laboratoriumschaal. Eenduidige uitspraken doen over de effectiviteit van waterschermen als repressief instrument bij scenario’s met gas- of dampwolken, blijkt op basis van de verzamelde en onderzochte data lastig. Dat komt volgens Van Liempd deels door de test- en meetcondities tijdens de beschreven praktijkonderzoeken.

Luchtverplaatsing

“Onze conclusie is dat de effectiviteit van een waterscherm of waterstralen sterk afhankelijk is van de condities van de emissie, het type gas of damp en de wijze waarop het water wordt ingezet. Ook is van belang met welk doel het waterscherm wordt ingezet en op welke manier bij de testen metingen worden uitgevoerd. Zo worden bij de testen vrijwel uitsluitend metingen op korte afstand áchter het waterscherm uitgevoerd om het effect op de concentratie gas of damp vast te stellen. Slechts bij één test zagen we dat ook metingen boven en aan de zijflanken van het waterscherm werden uitgevoerd. In de praktijk blijkt dat bij de inzet van waterkanonnen of andere instrumenten om een waterscherm te creëren een grote luchtverplaatsing plaatsvindt, waardoor een deel van de gas- of dampwolk zijdelings wordt weggedrukt van de waterkolom en de vluchtige stof niet of nauwelijks met het water in contact komt. Als verdunnen, neerslaan of oplossen het doel is, zal het effect in zo’n geval dus relatief beperkt zijn.”

Van Liempd stelt op basis van de geanalyseerde praktijkexperimenten dat direct achter een waterscherm wel degelijk een flinke reductie in dampconcentratie gezien is in de literatuur. Verder achter het scherm neemt de reductie echter af, vermoedelijk omdat de dampwolk om het scherm heen gaat. De damp wordt dan als het ware door de stroming weggeduwd uit het waterscherm. Een waterscherm dat een dampwolk volledig reduceert en verspreiding voorkomt, lijkt in de meeste omstandigheden niet haalbaar in de praktijk.

Vervolg

Naar aanleiding van de uitkomsten van het onderzoek gaan de onderzoekers van het NIPV in overleg met het LEC IV, om te bekijken welke vervolgstappen kunnen worden genomen. Hierbij wordt ook afstemming gezocht met brancheorganisaties van industrie en brandweer. Het literatuuronderzoek vormt een mooie basis en aanleiding om op voort te bouwen.
Om bewustwording over dit onderwerp te creëren bij gebruikers en specialisten industriële veiligheid is een factsheet opgesteld met een samenvatting van de resultaten.