Esperienze di applicazioni CFD nell'analisi del rischio di esplosioni derivante dal rilascio di sostanze infiammabili

Negli ultimi anni le metodologie di fluidodinamica computazionale (CFD) stanno assumendo un ruolo sempre più rilevante per l'analisi dei fenomeni connessi alla combustione di miscele gassose infiammabili in aria. L'utilizzo dei CFD è rimasto però confinato a studi teorici fondamentali o ad applicazioni su modelli di piccola scala (modelli di laboratorio, motori a combustione interna). I casi di applicazioni a modelli di grande scala, rilevanti per le applicazioni di sicurezza industriale, sono limitati a situazioni particolari in cui è possibile prefigurare con certezza lo scenario incidentale e il tipo di propagazione, ossia il regime fluidodinamico, dell'onda di combustione. L'impiego di un modello sofisticato e di grande onere computazionale, basato sulla soluzione delle equazioni della fluidodinamica reagente su di una griglia di calcolo che ricopre tutto il dominio fisico, trova piena giustificazione solo nella possibilità di predizione di fenomeni altrimenti non valutabili, o valutabili solo con grande approssimazione. In tal caso, i CFD costituiscono uno strumento di analisi di elevata accuratezza e forniscono un'occasione di risparmio sia in termini economici che di sicurezza, sostituendo i notevoli costi legati alla sperimentazione e consentendo di identificare i punti critici dell'impianto dal punto di vista delle esplosioni accidentali. In questo lavoro sono analizzati i risultati ottenuti mediante codici commerciali e codici accademici CFD. In particolare saranno evidenziati gli avanzamenti ottenuti nella comprensione dei particolari fenomeni esplosivi che avvengono all'interno di apparecchiature interconnesse (il "pressure piling"), all'interno di tubazioni di varia forma e geometria e contenenti ostacoli disposti con regolarità, all'interno di apparecchiature chiuse o munite di dispositivi di sfiato ("venting") e riempite con miscele stratificate di gas-aria e in ambienti inconfinati (VCE). Vengono infine indicate le possibili linee di sviluppo per l'immediato futuro.