صابر مرادی حنیفی، عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی ایران گروه مهندسی بهداشت حرفه ای. و معاون آموزشی دانشکده بهداشت، طرح ارائه روشی برای چیدمان ایمن مواد شیمیایی به کمک شبیه سازی عددی (CFD) در انبار مواد شیمیایی در یک مجتمع پالایشگاهی را ارائه داد.
وی ابراز کرد: زمینه تخصصی و پژوهشی بنده عمدتاً در حوزههای مهندسی ایمنی، تحلیل خطرات فرایندی ، ارزیابی دینامیکی ریسک، مدلسازی پیامد، و بهکارگیری روشهای CFD در ایمنی صنعتی متمرکز است. تاکنون در قالب پروژه پژوهشی و صنعتی در این زمینه ها فعالیت زیادی داشته ام.
دلیل اصلی انتخاب این طرح تحقیقاتی
این عضو هیئت علمی دانشگاه ابراز کرد: در حال حاضر، انبارهای مواد شیمیایی در بسیاری از صنایع کشور بر اساس ضوابط عمومی و تجربیات گذشته طراحی و چیدمان میشوند، در حالیکه رفتار مواد شیمیایی در مجاورت یکدیگر ، بهویژه در شرایط نشت، تبخیر، یا افزایش دما ، میتواند بسیار پیچیده و وابسته به شرایط جریان، تهویه و واکنشهای شیمیایی باشد. عدم توجه دقیق به این موضوع در سطح طراحی میتواند منجر به افزایش احتمال واکنشهای ناخواسته، انفجارهای ثانویه، آتشسوزی یا انتشار گازهای سمی شود. ازاینرو، انگیزه اصلی من در انتخاب این طرح، ایجاد یک رویکرد نوین مبتنی بر شبیهسازی عددی (Computational Fluid Dynamics - CFD) برای پیشبینی رفتار حریق در فضاهای انبار و استخراج الگوی بهینه چیدمان مواد ناسازگار و خطرناک بود. استفاده از CFD این امکان را فراهم میکند تا با در نظر گرفتن شرایط واقعی از قبیل جریان هوا، دما، چگالی گازها، تهویه و موانع فیزیکی، بتوان توزیع غلظت مواد خطرناک و مسیرهای احتمالی انتشار را با دقت بسیار بالا شبیهسازی کرد و بر اساس نتایج آن، الگوی چیدمان ایمن را پیشنهاد داد. این رویکرد، در واقع تلفیقی از علم ایمنی فرآیند، ترمودینامیک مواد شیمیایی و دینامیک سیالات محاسباتی است و میتواند مبنای طراحی پیشگیرانه برای انبارهای مواد خطرناک در صنایع پالایشگاهی و پتروشیمیایی کشور قرار گیرد. در این پژوهش تعدای از دانشجویان مقطع کارشناسی ارشد و دکتری در کنار ما بودند که از زحمات آن نیز کمال تشکر را دارم.
معرفی پژوهش و نوآوری
وی گفت: در این تحقیق، با مدلسازی حریق در فضاهای مختلف انبار و با در نظر گرفتن پارامترهایی همچون ، نرخ نشت، چگالی بخار، دمای محیط، تهویه و موقعیت موانع فیزیکی، سناریوهای مختلف انتشار و تجمع بخارات شیمیایی مورد تحلیل قرار گرفت. سپس با تحلیل نتایج عددی و تعیین نواحی دارای بیشترین تمرکز و خطر، الگویی برای بهینهترین جانمایی مواد ناسازگار و طراحی تهویه ایمن ارائه شد. همچنین، از نوآوری های این تحقیق می توان به این موارد اشاره کرد:
استفاده از روش CFD برای تحلیل ایمنی انبار مواد شیمیایی
توسعه رویکرد تصمیمگیری چیدمان ایمن بر اساس دادههای شبیهسازی
تلفیق علم ایمنی فرآیند با مدلسازی محاسباتی پیشرفته
کاربردپذیری صنعتی
امکان استفاده بهعنوان ابزار پیشبینی خطر
اجرا و بهره برداری
مرادی حنیفی ابراز کرد: مدل شبیهسازی عددی (CFD) طراحیشده در این طرح در یکی از انبارهای مواد شیمیایی یک مجتمع پالایشگاهی بهصورت آزمایشی اجرا شد و نتایج آن بسیار مثبت بود .بر اساس خروجیهای مدل، با اصلاح چیدمان مواد ناسازگار و بهبود مسیرهای تهویه، ریسک انتشار بخارات خطرناک تا حدود ۶۰ درصد کاهش یافت. این تجربه موفق باعث شد که مجموعه صنعتی مورد مطالعه، از این روش بهعنوان مبنای بازطراحی انبار خود استفاده کند. در حال حاضر نیز مذاکراتی در جریان است تا این مدل بهعنوان الگوی بومی طراحی ایمن انبار مواد شیمیایی در سایر واحدهای پالایشگاهی کشور مورد استفاده قرار گیرد.
ارتباط مستقیم طرح با مردم
وی در ظاهر، این پژوهش را بیشتر فنی و تخصصی دانست، اما در واقع ارتباط مستقیمی با ایمنی مردم، سلامت کارکنان و حفاظت از محیط زیست دارد. در بسیاری از صنایع کشور، انبارهای مواد شیمیایی در نزدیکی مناطق مسکونی قرار دارند و کوچکترین نشت یا واکنش ناخواسته میتواند پیامدهای خطرناکی برای انسان و محیط داشته باشد. مدلی که در این پژوهش توسعه داده شده، با استفاده از شبیهسازی عددی (CFD)، به ما کمک میکند چیدمان مواد شیمیایی را بهصورت علمی و ایمن طراحی کنیم تا احتمال نشت، انفجار یا انتشار بخارات سمی به حداقل برسد. در نتیجه، این طرح به طور مستقیم به کاهش حوادث صنعتی، حفظ سلامت جامعه و جلوگیری از آلودگیهای زیستمحیطی کمک میکند و گامی در جهت ایمنی پایدار و صنعتی سالمتر برای مردم کشور است.
انتظار از مسئولان پژوهشی
مرادی حنیفی در پاسخ به انتظار از مسئولان پژوهشی گفت که باید از طرحهایی که واقعاً قابلاجرا و اثرگذار در ایمنی جامعه هستند حمایت بیشتری شود. پژوهشهایی مثل این طرح، میتوانند مستقیماً باعث کاهش حوادث صنعتی و حفاظت از جان انسانها شوند، به شرطی که مسیر ارتباط دانشگاه و صنعت تقویت شود. اگر حمایت هدفمند از پژوهشهای کاربردی وجود داشته باشد، نتایج آن بهطور واقعی به ایمنی بیشتر، محیطی سالمتر و توسعه پایدار کشور منجر خواهد شد.
وی در ادامه تاکید کرد، در این مسیر، هدفم این است که نتایج پژوهش را به شکل مدل کاربردی و نرمافزاری برای طراحی ایمن انبارهای مواد شیمیایی در اختیار صنایع کشور قرار دهم. در حال حاضر در حال کار روی نسخهی پیشرفتهتری هستیم که بتواند با دادههای پایش آنلاین ترکیب شود و به شکل سامانهای هوشمند برای پیشبینی و کنترل نشت مواد خطرناک عمل کند.در آینده امیدوارم این نوع پژوهشها، پلی میان دانش دانشگاهی و نیاز واقعی صنعت باشند و بتوانند مستقیماً به افزایش ایمنی و سلامت جامعه کمک کنند.