Επιρροή της λειτουργικής κατάστασης στη σεισμική διακινδύνευση πετρελαϊκών εγκαταστάσεων

1 Επιρροή της λειτουργικής κατάστασης στη σεισμική διακινδύνευση πετρελαϊκών εγκαταστάσεων Μελισσιανός ΒΕ 1 , Καραφέρης ΝΔ 2 , Μπακάλης Κ 3 , Καζαντζή ΑΚ 4 , Βαμβάτσικος Δ 5 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η λειτουργική κατάσταση ενός διυλιστηρίου αργού πετρελαίου καθορίζει πρωτίστως την ποσότητα υγρών και αέριων υδρογονανθράκων που παράγονται, διακινούνται και αποθηκεύονται εντός της εγκατάστασης. Η λειτουργική κατάσταση επηρεάζεται από την εποχικότητα, το ύψος της αγοραστικής ζήτησης και τις περιόδους συντήρησης. Πρόκειται για μια πτυχή που συνήθως αμελείται κατά την εκτίμηση της σεισμικής διακινδύνευσης των εν λόγω κρίσιμων υποδομών, αν και επηρεάζει καθοριστικά τη σεισμική απόκριση μέρους των κατασκευών τους, όπως για παράδειγμα των δεξαμενών αποθήκευσης. Στην παρούσα εργασία γίνεται εκτίμηση επιρροής της λειτουργικής κατάστασης στη σεισμική διακινδύνευση πετρελαϊκών εγκαταστάσεων χρησιμοποιώντας ως μελέτη περίπτωσης ένα δοκιμαστικό διυλιστήριο. Συγκεκριμένα, αναπτύσσονται εναλλακτικά ρεαλιστικά σενάρια της λειτουργικής κατάστασης του διυλιστηρίου που εκτείνονται χρονικά μεταξύ δύο περιόδων εκτεταμένης συντήρησης. Τα εξεταζόμενα σενάρια περιλαμβάνουν περιόδους χαμηλής και υψηλής ζήτησης σε συνάρτηση με την εποχικότητα. Εν συνεχεία, η πιο πιθανή στάθμη βλάβης επιλέγεται για κάθε τύπο κατασκευής προκειμένου να αναδειχθούν οι περισσότερο τρωτές εξ αυτών. Λαμβάνοντας υπόψη τον τύπο και τη σπουδαιότητα των βλαφθέντων κατασκευών μετά από ένα σεισμικό γεγονός, προσδιορίζονται εν τέλει οι λειτουργικές συνέπειες (περίοδος και έκταση διακοπής λειτουργίας, απαίτηση επισκευών) σε επίπεδο εγκατάστασης. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν τη σημαντική επιρροή της λειτουργικής κατάστασης στη σεισμική απόκριση των πετρελαϊκών εγκαταστάσεων ανάλογα με τη χρονική περίοδο. Το πλαίσιο που αναπτύχθηκε μπορεί να αξιοποιηθεί για την ανάπτυξη σχεδίων δράσης έκτακτης ανάγκης και προσαρμοσμένων επιχειρηματικών διαδικασιών για την ολιστική αναβάθμιση της σεισμικής ανθεκτικότητας πετρελαϊκών και συναφών κρίσιμων βιομηχανικών υποδομών. Λέξεις Κλειδιά: Διυλιστήριο, Σεισμός, Εκτίμηση διακινδύνευσης, Λειτουργική κατάσταση 1 Επιστημονικός Συνεργάτης, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Ελλάδα, [email protected]a.gr 2 Επιστημονικός Συνεργάτης, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Ελλάδα, nkarafer[email protected].gr 3 Επιστημονικός Συνεργάτης, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Ελλάδα, [email protected]tua.gr 4 Επίκουρη Καθηγήτρια, Διεθνές Πανεπιστήμιο της Ελλάδος, Ελλάδα, [email protected] 5 Καθηγητής, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Ελλάδα, d[email protected]tua.gr 2 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα διυλιστήρια αργού πετρελαίου είναι κρίσιμες ενεργειακές υποδομές που διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην οικονομία, τόσο σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα, όσο και σε εθνικό επίπεδο. Αποτελούν, όμως, εγκαταστάσεις μείζονος κινδύνου (Seveso-III [1]) διότι μεγάλες ποσότητες εύφλεκτων, τοξικών και πιθανά εκρηκτικών υλών παράγονται, διακινούνται και αποθηκεύονται εντός αυτών. Σε περίπτωση σεισμικά προκληθείσας βλάβης, οι συνέπειες μπορεί να είναι καταστροφικές, εκτεινόμενες από τραυματισμό προσωπικού έως ρύπανση του περιβάλλοντος, άμεσες και μακροπρόθεσμες οικονομικές απώλειες, καθώς και διακοπή λειτουργίας ([2–5]). Η τυπική προσέγγιση που υιοθετείται συνήθως από τους μελετητές για την εκτίμηση της διακινδύνευσης είναι κυρίως ποιοτική ([6–8]) χωρίς να προσφέρει επαρκή εργαλεία ποσοτικοποίησης των σεισμικών απωλειών και υπολογισμού της επανατακτικότητας. Η ποσοτικοποίηση της σεισμικής διακινδύνευσης απαιτεί την εφαρμογή της μεθοδολογίας αποτίμησης με βάση την επιτελεστικότητα [9]. Η προσέγγιση αυτή υιοθετείται συστηματικά για μεμονωμένες κατασκευές διυλιστηρίων, όπως οι δεξαμενές αποθήκευσης καυσίμων [10,11], καμινάδες και πύργοι διύλισης [12,13], κτήρια υποστήριξης εξοπλισμού [14,15] και φορείς σωληνώσεων (pipe racks) [16,17]. Σε επίπεδο εγκατάστασης, οι ερευνητικές προσπάθειες περιλαμβάνουν συνήθως την ποσοτική ανάλυση διακινδύνευσης (quantitative risk assessment – QRA [8,18]), τη μεθοδολογία εκτίμησης της σεισμικής ανθεκτικότητας βιομηχανικών εγκαταστάσεων με έμφαση στις οικονομικές απώλειες και την επανατακτικότητα [19], τη βελτίωση των υφιστάμενων QRAs [20] και την ανάπτυξη ενός πλαισίου πιθανοτικής ανάλυσης της σεισμικής ανθεκτικότητας βιομηχανικών εγκαταστάσεων [19,21]. Παρά τη σχετική ερευνητική πρόοδο, μπορούν να εντοπιστούν τα ακόλουθα κενά στη βιβλιογραφία: (α) έλλειψη αξιόπιστης μεθοδολογίας για την εξέταση του αντίκτυπου που θα μπορούσε να έχει η αστοχία μιας συγκεκριμένης κατασκευής στη λειτουργία ολόκληρης της εγκατάστασης και (2) έλλειψη πλαισίου αξιολόγησης της επιρροής της λειτουργικής κατάστασης του διυλιστηρίου. Η παρούσα εργασία εστιάζει στη λειτουργική κατάσταση του διυλιστηρίου για να καταδείξει την επίδρασή του στην εκτίμηση της σεισμικής διακινδύνευσης. Αναπτύσσεται μια σειρά από ρεαλιστικά εναλλακτικά σενάρια λειτουργίας σύμφωνα με την τυπική πρακτική της βιομηχανίας, τα οποία αναλύονται για να αναδειχθεί η επίδραση της λειτουργικής κατάστασης και να εντοπισθεί η πιο ευάλωτη κατασκευή. Η στόχευση συνίσταται στην προαγωγή της σεισμικής επανατακτικότητας των διυλιστηρίων μέσω ενός οδικού χάρτη για το σχεδιασμό εξατομικευμένων επιχειρηματικών διαδικασιών για τις απαιτούμενες δράσεις σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, καθώς και για τη λήψη προληπτικών μέτρων που λαμβάνουν υπόψη την πραγματική λειτουργική κατάσταση του διυλιστηρίου. 2 ΔΟΚΙΜΑΣΤΙΚΟ ΔΙΥΛΙΣΤΗΡΙΟ Το δοκιμαστικό (testbed) διυλιστήριο που αναπτύχθηκε από τους συγγραφείς [22,23] χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της λειτουργικής κατάστασης. Το υπό εξέταση διυλιστήριο αντιπροσωπεύει μια τυπική εγκατάσταση διύλισης αργού πετρελαίου μεσαίου μεγέθους (Σχήμα 1), όπου στον πυρήνα βρίσκονται οι μονάδες διύλισης και επεξεργασίας, ενώ στον υπόλοιπο χώρο είναι εγκατεστημένες οι δεξαμενές αποθήκευσης υγρών και αέριων καυσίμων, καθώς και 3 ο πυρσός. Το σύνολο των στοιχείων της εγκατάστασης είναι διαθέσιμα σε αποθετήριο ανοικτής πρόσβασης [23], όπου περιλαμβάνονται τα στοιχεία των κατασκευών, τα δεδομένα των αριθμητικών μοντέλων που αναπτύχθηκαν, τα αποτελέσματα των αναλύσεων χρονοϊστορίας, οι στάθμες βλάβης και οι καμπύλες τρωτότητας. Το διυλιστήριο θεωρείται ότι βρίσκεται δυτικά της Αθήνας σε μια μεγάλη βιομηχανική περιοχή που χαρακτηρίζεται από υψηλή σεισμικότητα λόγω των πολλών ενεργών ρηγμάτων στον Κορινθιακό Κόλπο [25]. Η χωρική μεταβλητότητα της εδαφικής κίνησης αγνοείται για τους σκοπούς της εργασίας με θεώρηση ομοιόμορφων εδαφικών συνθηκών. Το σύνολο των σεισμολογικών δεδομένων της περιοχής και οι φυσικές καταγραφές που επιλέχθηκαν για την ανάλυση των κατασκευών παρέχονται στο αποθετήριο [23]. Σχήμα 1: Κάτοψη του δοκιμαστικού διυλιστηρίου [24] (Δ/Ξ: δεξαμενές υγρών προϊόντων). Ο αντίκτυπος της αστοχίας μιας κατασκευής σε επίπεδο εγκατάστασης (λειτουργική ακεραιότητα και απαίτηση επισκευών) εξαρτάται από τη θέση και τη σπουδαιότητα της κατασκευής και την έκταση της βλάβης. Έτσι, υιοθετείται ένα σχήμα ομογενοποίησης των σταθμών βλάβης με αντιστοίχιση των σταθμών βλάβης των επιμέρους κατασκευών σε καθολικές στάθμες βλάβης σε επίπεδο εγκατάστασης (Πίνακα 1, [22]). Πίνακας 1: Στάθμες βλάβης στο επίπεδο του διυλιστηρίου. Στάθμη Βλάβης DS0 DS1 DS2 DS3 DS4 Επίπεδο διαταραχής λειτουργίας Κανένα Περιορισμένο Μεσαίο Σημαντικό Εκτεταμένο Στάθμη λειτουργίας 100% Σχεδόν 100% Τμήματα με περιορισμένη λειτουργία Μειωμένη λειτουργία Μειωμένη λειτουργία ή πλήρης διακοπή λειτουργίας Απαίτηση επισκευών Όχι Περιορισμένες Μερικώς άμεσες Εκτεταμένες και άμεσες Εκτεταμένες και άμεσες και αντικατάσταση 4 3 ΣΕΝΑΡΙΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Η ποσότητα καυσίμων που διακινείται, υπόκειται επεξεργασία και αποθηκεύεται εντός του διυλιστηρίου σχετίζεται με τη λειτουργική του κατάσταση. Επίσης, καθορίζει τη συμπεριφορά των κατασκευών, χωρίζοντάς αυτές σε δύο διακριτές κατηγορίες: (1) κατασκευές αποθήκευσης και (2) κατασκευές επεξεργασίας. Ειδικότερα, οι κατασκευές αποθήκευσης περιλαμβάνουν τις κυλινδρικές δεξαμενές αποθήκευσης υγρών προϊόντων και τις σφαιρικές δεξαμενές αποθήκευσης αερίων προϊόντων, των οποίων η δομική απόκριση εξαρτάται πρωτίστως από το ποσοστό πλήρωσής τους [26,27] που κυμαίνεται μεταξύ 0 (άδεια δεξαμενή) και 1 (πλήρης δεξαμενή). Αντιθέτως, οι κατασκευές επεξεργασίας χαρακτηρίζονται από μια δυαδική μεταβλητή που περιγράφει εάν είναι σε λειτουργία ή όχι. Τα σενάρια λειτουργίας που εξετάζονται παρατίθενται στον Πίνακα 2 μαζί με τα βασικά στοιχεία για τη στάθμη πλήρωσης των δεξαμενών. Πίνακας 2: Σενάρια λειτουργίας διυλιστηρίου. Αρ. σεναρίου Περιγραφή Ανάλυση σεναρίου 1 Τυπική ημέρα του έτους Το διυλιστήριο λειτουργεί υπό κανονική δυναμικότητα σε μια τυπική ημέρα έτους – Υπάρχουν λίγες άδειες ή γεμάτες δεξαμενές 2 Περίοδος συντήρησης Το διυλιστήριο είναι κλειστό για γενική συντήρηση – Η μεγάλη πλειοψηφία των δεξαμενών είναι γεμάτες 3.1 Χειμερινή περίοδος Το διυλιστήριο λειτουργεί υπό κανονική δυναμικότητα επηρεαζόμενο από την εποχικότητα – Λόγω χειμερινής περιόδου η ζήτηση για ντίζελ και αέρια καύσιμα είναι αυξημένη με μεγάλη μεταβλητότητα στις δεξαμενές 3.2 Καλοκαιρινή περίοδος Το διυλιστήριο λειτουργεί υπό κανονική δυναμικότητα επηρεαζόμενο από την εποχικότητα – Λόγω καλοκαιρινής τουριστικής περιόδου η ζήτηση για ντίζελ, βενζίνη, Jet A-1 και ναυτιλιακό καύσιμο είναι αυξημένη με μεγάλη μεταβλητότητα στις δεξαμενές 4 Πολύ χαμηλή ζήτηση Το διυλιστήριο λειτουργεί υπό πολύ χαμηλή δυναμικότητα λόγω υπερβολικά χαμηλής ζήτησης – Η πλειοψηφία των δεξαμενών είναι γεμάτες 5 Πολύ υψηλή ζήτηση Το διυλιστήριο λειτουργεί υπό πολύ αυξημένη δυναμικότητα – Η πλειοψηφία των δεξαμενών παρουσιάζει έντονη μεταβλητότητα Το εξεταζόμενο δοκιμαστικό διυλιστήριο βρίσκεται στην Ελλάδα, μια τυπική Μεσογειακή χώρα, όπου οι καιρικές συνθήκες και η τοπική οικονομία επηρεάζουν τη χρονική διάρκεια των σεναρίων του Πίνακα 2. Το τυπικό ετήσιο χρονοδιάγραμμα λειτουργίας του διυλιστηρίου παρουσιάζεται στο Σχήμα 2 και εκτείνεται σε ένα χρονικό πλαίσιο 5 ετών προκειμένου να καλυφθεί το διάστημα μεταξύ των δύο περιόδων γενικής συντήρησης (Σενάριο 2) που λαμβάνει χώρα τυπικά κάθε 4 έτη. Θα πρέπει να σημειωθεί πως για λειτουργικούς λόγους, η εκτεταμένη συντήρηση διαρκεί 2 μήνες και λαμβάνει χώρα το διάστημα Οκτωβρίου-Νοεμβρίου. Οι περίοδοι υψηλής ζήτησης του χειμώνα και του καλοκαιριού θεωρείται πως διαρκούν 3 μήνες. Τέλος, τα ακραία (έκτακτα) σενάρια 4 και 5 δεν εντάσσονται στο τυπικό χρονοδιάγραμμα. 5 Σχήμα 2: Τυπικό χρονοδιάγραμμα λειτουργίας διυλιστηρίου [24]. Η εξέταση της λειτουργικής κατάστασης του διυλιστηρίου παρέχει μια λεπτομερή εκτίμηση της αναμενόμενης απόκρισης των κατασκευών μετά από ένα σεισμό. Ωστόσο, οι διαχειριστές ενός διυλιστηρίου ενδιαφέρονται επίσης για εκτιμήσεις διακινδύνευσης που είναι χρονικά ανεξάρτητες υπό την έννοια ότι δε σχετίζονται με συγκεκριμένη περίοδο του έτους και το αντίστοιχο σενάριο λειτουργίας. Επιπλέον, αυτή η χονδρική προσέγγιση αποτελεί αντικείμενο ενδιαφέροντος και για ασφαλιστικούς σκοπούς [28]. Υπό αυτή την έννοια, τα επιμέρους σενάρια «αθροίζονται» σε ένα «μέσο» έτος χρησιμοποιώντας κατάλληλους συντελεστές στάθμισης (Πίνακας 3), οι οποίοι υπολογίζονται βάσει του τυπικού χρονοδιαγράμματος λειτουργίας (Σχήμα 2). Αυτοί οι συντελεστές στάθμισης αντιπροσωπεύουν την ετήσια πιθανότητα εμφάνισης του σεναρίου και δεν είναι βάρη λογικού δένδρου ή υποκειμενικές πιθανότητες ή πιθανότητες τύπου Bayesian (Πίνακας 3). Πίνακας 3: Συντελεστής στάθμισης σεναρίων. Σενάριο Τύπος υπολογισμού Κανονικοποίηση Συντελεστής στάθμισης 1 Τυπική ημέρα του έτους [(6 × 4)− 2]− 0.46/2 = 21.77 21.77/48 0.4535 2 Περίοδος συντήρησης 2.00 2/48 0.0417 3.1 Χειμερινή περίοδος (3 × 4 − 1.20/2 − 0.46 × 3/12)=11.285 11.285/48 0.2351 3.2 Καλοκαιρινή περίοδος (3 × 4 − 1.20/2 − 0.46 × 3/12)=11.285 11.285/48 0.2351 4 Πολύ υψηλή ζήτηση 0.01 ×(48 −46)= 0.46 0.46/48 0.0096 5 Πολύ χαμηλή ζήτηση 0.05 × 6 × 4 = 1.20 1.20/48 0.0250 Σύνολο 1.0000 Σημειώνεται πως το Σενάριο 4 πολύ χαμηλής ζήτησης θεωρείται πως έχει πιθανότητα εμφάνισης 1% στη διάρκεια των 46 από τους 48 μήνες του χρονοδιαγράμματος, ενώ το Σενάριο 5 της πολύ υψηλής ζήτησης έχει πιθανότητα εμφάνισης 5% στη διάρκεια των 6 μηνών της χειμερινής και καλοκαιρινής περιόδου. 4 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ Η επιρροή της λειτουργικής κατάστασης εξετάζεται χρησιμοποιώντας τις καμπύλες τρωτότητας των επιμέρους κατασκευών που παρατίθενται στο αποθετήριο [23]. Στο πλαίσιο της εργασίας υιοθετείται ως μέτρο έντασης (intensity measure) η μέγιστη επιτάχυνση εδάφους (peak ground acceleration) PGA με την οποία είναι πιο εξοικειωμένοι οι διαχειριστές των κρίσιμων εγκαταστάσεων. Η κατάσταση του διυλιστηρίου αξιολογείται σε τέσσερις διαφορετικές στάθμες PGA και συγκεκριμένα 0.08g, 0.16g, 0.24g και 0.36g. Τα τρία τελευταία επίπεδα αντιστοιχούν 6 στις τιμές σχεδιασμού του Ευρωκώδικα 8 για στάθμη Σημαντικής Βλάβης με πιθανότητα υπέρβασης 10% στα 50 έτη για τις ζώνες σεισμικής επικινδυνότητας της Ελλάδας, ενώ η πιο χαμηλή στάθμη 0.08g αντιστοιχεί στο ήμισυ της χαμηλότερης τιμής του Ευρωκώδικα 8. Αρχικά, πραγματοποιείται αξιολόγηση της σεισμικής τρωτότητας των επιμέρους κατασκευών, δηλαδή υπολογίζεται η πιθανότητα βλάβης (πιθανότητα επίτευξης στάθμης βλάβης) για τις δεδομένες τιμές της εδαφικής επιτάχυνσης. Στο πλαίσιο αυτό, εφαρμόζεται η προσέγγιση της πιο πιθανής στάθμης βλάβης (most probable damage state) και η δομική κατάσταση της κατασκευής χαρακτηρίζεται από τη στάθμη βλάβης με τη μεγαλύτερη πιθανότητα. Σημειώνεται πως στην περίπτωση των δεξαμενών με μεταβλητή στάθμη πλήρωσης, υιοθετείται η προσέγγιση της συνδυασμένης καμπύλης τρωτότητας [27]. 5 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Υιοθετείται μια συγκεντρωτική προσέγγιση για την αξιολόγηση της δομικής και λειτουργικής κατάστασης του διυλιστηρίου. Για κάθε σενάριο λειτουργίας (Πίνακας 2) και στάθμη σεισμικής έντασης, η πιο πιθανή στάθμη βλάβης κάθε κατασκευής υπολογίζεται από τις καμπύλες τρωτότητας και ακολούθως όλες οι κατασκευές στην ίδια στάθμη βλάβης αθροίζονται. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στο Σχήμα 3, όπου το ποσοστό των κατασκευών σε κάθε στάθμη βλάβης παρουσιάζεται στον οριζόντιο άξονα για τα τέσσερα εξεταζόμενα επίπεδα σεισμικής έντασης, τα οποία παρουσιάζονται στον κατακόρυφο άξονα. Όπως αναμένονταν, η αύξηση του επιπέδου της σεισμικής ένταξης έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση του ποσοστού των κατασκευών που βρίσκονται σε υψηλότερη (δυσμενέστερη) στάθμη βλάβης. Συνολικά, διαπιστώνεται πως το Σενάριο 4 (χαμηλή ζήτηση) είναι το δυσμενέστερο διότι η πλειοψηφία των δεξαμενών είναι σχεδόν γεμάτες και κατά συνέπεια πιο ευάλωτες σε σεισμικές βλάβες. Με το ίδιο σκεπτικό, το Σενάριο 2 (περίοδος συντήρησης), το Σενάριο 3.1 (χειμερινή περίοδος) και το Σενάριο 4 (χαμηλή ζήτηση) χαρακτηρίζονται από αυξημένο ποσοστό κατασκευών στη στάθμη βλάβης DS4 (εκτεταμένο επίπεδο διαταραχής λειτουργίας), γεγονός που αποδίδεται πρωτίστως στο πλήθος των γεμάτων δεξαμενών. Έπειτα, το πλήθος των κατασκευών στη στάθμη βλάβης DS1 (περιορισμένο επίπεδο διαταραχή λειτουργίας) και DS2 (μεσαίο επίπεδο διαταραχής λειτουργίας) είναι περιορισμένο. Το στοιχείο αυτό είναι ενδεικτικό του στενού εύρους σεισμικών εντάσεων για τις οποίες μπορούν να προκληθεί αυτό το επίπεδο διαταραχής λειτουργίας, καθώς οι περισσότερες κατασκευές τείνουν να προκαλούν μη αμελητέες συνέπειες αν υποστούν βλάβη. Λαμβάνοντας υπόψη τη μη γραμμική φύση των συνεπειών που έχουν οι σεισμικές βλάβες στο επίπεδο του διυλιστηρίου, προκύπτει πως η εξέταση των μεμονωμένων σεναρίων είναι η κατάλληλη προσέγγιση για την αξιόπιστη αποτίμηση της σεισμικής διακινδύνευσης της εγκατάστασης. 7 Σχήμα 3: Ποσοστό κατασκευών σε κάθε στάθμη βλάβης για αυξανόμενη στάθμη σεισμικής έντασης σε όρους μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (PGA). Παρ’ όλα αυτά, για πρακτικούς λόγους εξακολουθεί να είναι χρήσιμη η παρουσίαση ενός «μέσου» συνδυαστικού σεναρίου, όπως αυτό προκύπτει με χρήση των συντελεστών στάθμισης του Πίνακα 3. Σκοπός είναι η παροχή «μέσων» εκτιμήσεων που είναι ανεξάρτητες από το χρόνο και τα επιμέρους σενάρια. Τα αθροιστικά και συνοπτικά αποτελέσματα αυτού του είδους, όπως απεικονίζονται στο Σχήμα 4, μπορούν να βοηθήσουν τους διαχειριστές της κρίσιμης υποδομής στο σχεδιασμό σχεδίων έκτακτης ανάγκης και στην προτεραιοποίηση δράσεων αποκατάστασης. Συγκρίνοντας το «αθροιστικό» Σχήμα 4 με το «αναλυτικό» Σχήμα 3 διαπιστώνεται πως τα Σενάρια 1 και 3.1/3.2 κυριαρχούν στα αποτελέσματα επειδή η χρονική τους διάρκεια είναι η μεγαλύτερη κατ’ έτος (Σχήμα 2). Σημειώνεται πως δεν πρέπει να εστιάζουμε μόνο στη «μεγάλη εικόνα» που παρουσιάζει το γράφημα του Σχήματος 4, διότι σημαντικό ρόλο διαδραματίζει και 8 η θέση και ο τύπος των βλαφθέντων κατασκευών εντός της εγκατάστασης. Έτσι, παρά την ομογενοποίηση των σταθμών βλάβης, η αστοχία ορισμένων κατασκευών μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική χρονικά διακοπή λειτουργίας και χρηματικές απώλειες όταν λαμβάνονται υπόψη και οι αλυσιδωτές επιπτώσεις [29]. Σχήμα 4: Σταθμισμένο μέσο ποσοστό κατασκευών σε κάθε στάθμη βλάβη για όλα τα σενάρια και αυξανόμενη στάθμη σεισμικής έντασης. 6 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η αξιόπιστη εκτίμηση της σεισμικής διακινδύνευσης και της ανθεκτικότητας των πετρελαϊκών εγκαταστάσεων είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση της δομικής και λειτουργικής ακεραιότητάς τους μετά από ένα σεισμικό γεγονός, για τον καθορισμό των ασφαλίστρων και για την ανάπτυξη, αναβάθμιση και ενημέρωση των σχεδίων αντιμετώπισης έκτακτης ανάγκης. Προς αυτήν την κατεύθυνση, υιοθετήθηκε το δοκιμαστικό διυλιστήριο ανοιχτών δεδομένων που αναπτύχθηκε από τους συγγραφείς για τη διερεύνηση της επιρροής της λειτουργικής κατάστασης στην αξιοπιστία της εκτίμησης σεισμικής διακινδύνευσης. Αναπτύχθηκαν εναλλακτικά σενάρια λειτουργίας λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση της εποχικότητας, περιόδους υψηλής και χαμηλής ζήτησης, καθώς και περιόδους συντήρησης. Αυτά επηρεάζουν τη συμπεριφορά των κατασκευών και κυρίως την ποσότητα των καυσίμων που αποθηκεύονται στις δεξαμενές. Αν και οι αλυσιδωτές αντιδράσεις δε λαμβάνονται υπόψη, τα πρωτογενή γεγονότα που σχετίζονται με την αστοχία μεμονωμένων κατασκευών μελετήθηκαν λεπτομερώς. Συνολικά, η επίδραση της λειτουργικής κατάστασης είναι σημαντική, καθώς καθορίζει σε μεγάλο βαθμό το πλήθος, τη θέση και τον τύπο των κατασκευών που αναμένεται να υποστούν σεισμικές βλάβες. Αυτό συμβάλει στην ανάπτυξη προσαρμοσμένων σχεδίων και επιχειρηματικών διαδικασιών για την αντιμετώπιση καταστάσεων έκτακτης ανάγκης και για τη λήψη προληπτικών μέτρων. Ο στόχος και η καινοτομία της εργασίας είναι η εισαγωγή της έννοιας της λειτουργικής κατάστασης του διυλιστηρίου, η οποία δεν πρέπει να αμελείται κατά την εκτέλεση μιας ολοκληρωμένης μελέτης σεισμικής διακινδύνευσης και αξιολόγησης της ανθεκτικότητας. 7 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα έρευνα χρηματοδοτήθηκε μερικώς από το Πρόγραμμα HORIZON EUROPE της Ευρωπαϊκής Επιτροπής μέσω του έργου “PLOTO–Deployment and Assessment of Predictive modelling, environmentally sustainable and emerging digital technologies and tools for 9 improving the resilience of IWW against Climate change and other extremes” under Grant Agreement No. 101069941. 8 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. European Union. DIRECTIVE 2012/18/EU OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 4 July 2012 on the control of major-accident hazards involving dangerous substances, amending and subsequently repealing Council Directive 96/82/EC. vol. L197. Brussels: European Parliament; 2012. 2. Hatayama K. Damage to oil storage tanks from the 2011 Mw 9.0 Tohoku-Oki tsunami. Earthquake Spectra 2015;31:1103–24. https://doi.org/10.1193/050713EQS120M. 3. Naito C, Cox D, Yu Q-S “Kent”, Brooker H. Fuel storage container performance during the 2011 Tohoku, Japan, Tsunami. Journal of Performance of Constructed Facilities 2013;27:373–80. https://doi.org/10.1061/(asce)cf.1943-5509.0000339. 4. Eshghi S, Razzaghi MS. Performance of industrial facilities in the 2003 Bam, Iran, earthquake. Earthquake Spectra 2005;21:395–410. https://doi.org/10.1193/1.2098810. 5. Cruz AM, Steinberg LJ. Industry preparedness for earthquakes and earthquake-triggered hazmat accidents in the 1999 Kocaeli earthquake. Earthquake Spectra 2005;21:285–303. https://doi.org/10.1193/1.1889442. 6. Krausmann E, Girgin S, Necci A. Natural hazard impacts on industry and critical infrastructure: Natech risk drivers and risk management performance indicators. International Journal of Disaster Risk Reduction 2019;40:101163. https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2019.101163. 7. Theocharidou M, Giannopoulos G. Risk assessment methodologies for critical infrastructure protection . Part II : A new approach. Luxembourg: Publications of the European Union; 2015. https://doi.org/10.2788/621843. 8. Fabbrocino G, Iervolino I, Orlando F, Salzano E. Quantitative risk analysis of oil storage facilities in seismic areas. J Hazard Mater 2005;123:61–9. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2005.04.015. 9. Cornell CA, Krawinkler H. Progress and challenges in seismic performance assessment. PEER Center News 2000;3:1–4. 10. Bakalis K, Vamvatsikos D, Fragiadakis M. Seismic risk assessment of liquid storage tanks via a nonlinear surrogate model. Earthq Eng Struct Dyn 2017;46:2851–68. https://doi.org/https://doi.org/10.1002/eqe.2939. 11. Zuluaga Mayorga S, Sánchez-Silva M, Ramírez Olivar OJ, Muñoz Giraldo F. Development of parametric fragility curves for storage tanks: A Natech approach. Reliab Eng Syst Saf 2019;189:1– 10. https://doi.org/10.1016/j.ress.2019.04.008. 12. Karaferis ND, Kazantzi AK, Melissianos VE, Bakalis K, Vamvatsikos D. Seismic fragility assessment of high-rise stacks in oil refineries. Bulletin of Earthquake Engineering 2022;20:6877– 900. https://doi.org/10.1007/s10518-022-01472-2. 13. Moharrami H, Amini MA. Seismic vulnerability assessment of process towers using fragility curves. The Structural Design of Tall and Special Buildings 2014;23:593–603. https://doi.org/10.1002/tal.1067. 14. Kazantzi AK, Karaferis ND, Melissianos VE, Bakalis K, Vamvatsikos D. Seismic fragility assessment of building-type structures in oil refineries. Bulletin of Earthquake Engineering 2022;20:6853–76. https://doi.org/10.1007/s10518-022-01476-y. 15. Butenweg C, Bursi OS, Paolacci F, Marinković M, Lanese I, Nardin C, et al. Seismic performance of an industrial multi-storey frame structure with process equipment subjected to shake table testing. Eng Struct 2021;243:112681. http://dx.doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112681. 16. Di Sarno L, Karagiannakis G. Seismic performance-based assessment of a RC pipe rack accounting for dynamic interaction. Structures 2021;33:4604–15. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.07.031. 17. Karagiannakis G, Di Sarno L, Necci A, Krausmann E. Seismic risk assessment of supporting structures and process piping for accident prevention in chemical facilities. International Journal of Disaster Risk Reduction 2022;69. https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2021.102748. 18. Campedel M, Cozzani V, Garcia-Agreda A, Salzano E. Extending the quantitative assessment of industrial risks to earthquake effects. Risk Analysis 2008;28:1231–46. https://doi.org/10.1111/j.1539-6924.2008.01092.x.