SEKTÖRMADEN DERGİSİ

MAKALE
Toz Patlamaları - 1
1. Giriş
Prof. Dr. Gündüz Ökten
İTÜ Maden Fakültesi emekli öğretim üyesi
Toz, genel anlamda çapı 1mm’den küçük, hava içinde
asılı durumda kalabilen ve şartlara bağlı olarak zamanla
çökebilen parçacıklardır. Toz oluşumuna neden olan
kaynaklar arasında; rüzgâr, sıcaklık değişimleri, donmaçözünme
gibi doğal olaylar ile kırma, öğütme, delme,
patlatma, yıkma, eleme, taşıma, yükleme - boşaltma, küreme,
süpürme gibi insanlar tarafından gerçekleştirilen
süreçler sayılabilir.
Tane boyutuna göre tozlar üç gruba ayrılmaktadır.
► Büyük (İri) Tozlar: 10 µm’den büyük tanecikler;
Newton’un Yerçekimi Kanununa göre artan bir hızla
havada serbest düşme hareketi yaparlar.
► Normal Tozlar: 0,1 – 10 µm arasındaki tanecikler;
Stokes Kanunu’na göre havada hesaplanan sabit bir
hızla aşağıya doğru hareket ederler.
► İnce Tozlar: 0,01 – 0,1 µm arasındaki tanecikler; sürekli
olarak havada asılı olarak kalabilen taneciklerdir.
Ortam havasının tozluluğu iki şekilde tanımlanmaktadır:
► Bir m 3 hava içindeki tozun mg olarak ağırlığı (mg/
m 3 ), (Gravimetrik Yöntem)
► Bir cm 3 hava içindeki tozun tane sayısı (tane/cm 3 ),
(Tane Sayımı Yöntemi) [1].
Şekil 1- CSB’nın araşbrmasına Şekil göre, 1- ABD’de CSB’nın araştırmasına toz patlaması göre, olaylarının ABD’de tozun türüne göre dağılımı
[3].
Havada asılı durumdaki tozlar;
► Solunması sonucu mesleki solunum sistemi hastalıklarına
(pnömokonyoz) neden olur,
► Görme netliğini azaltır ve gözlerde alerjik reaksiyonlar
meydana getirebilir,
► Makinelerdeki mil yataklarına ve elektronik devrelere
girerek zarar verir,
► Patlayıcı tozlar kapalı alanlarda Toz Patlamalarına neden
olabilirler.
Bunlar arasında, işyerlerinde tozun uzun süre solunumu
ile oluşan hastalıklar, meslek hastalıkları arasında
ilk sıralarda yer almaktadır. Toz Patlamaları ise ağır
yaralanmalara, can kayıplarına ve büyük maddi hasarlara
neden olduğu için ayrı bir önem taşımaktadır. Endüstriyel
süreçlerde kullanılan veya açığa çıkan tozların
%70’ten fazlasının patlayıcı özellik taşıdığı belirlenmiştir.
ABD’de CSB (Chemical Safety and Hazard Investigation
Board) tarafından 1980 – 2005 yılları arasında,
119 ölüm, 718 yaralanma ile sonuçlanan 281 toz patlaması
olayı araştırılmıştır. Olayların yanıcı tozun türüne
göre dağılımını değerlendirmiştir. En çok patlamaya neden
olan tozlar, sırasıyla ahşap, gıda (un, şeker, nişasta,
kakao, süt tozu, baharat tozları, hazır kahve, hazır çorba,
yem vb.), metal (alüminyum, magnezyum, çinko, demir,
titanyum vb.), plastik ve kömür (Taşkömürü, linyit, kok
kömürü) olarak belirlenmiştir (Şekil 1) [2,3].
Şekil 1’de görüldüğü gibi, kömür tozları da patlayıcı
özellik taşımaktadır. Kömürün üretimi, depolanması ve
taşınması sırasında meydana gelen toz patlamaları sonucu
oluşan can kayıpları, hasarlar diğer sektörlerdeki
olaylara oranla çok daha fazla ve yıkıcıdır. Eldeki verilere
göre, 19. yüzyılın ikinci yarısından günümüze kadar
kayıtlara geçen olaylar arasında yüzlerce madencinin
hayatını kaybettiği, ocakta uzunca bir süre üretime geçilemediği
olaylar bulunmaktadır. Çin’in Benxihu kömür
toz patlaması olaylarının tozun türüne göre
dağılımı [3].
Şekil 1’de görüldüğü gibi, kömür tozları da patlayıcı özellik taşımaktadır. Kömürün üre>mi,
depolanması ve taşınması sırasında meydana gelen toz patlamaları sonucu oluşan can
kayıpları, hasarlar diğer sektörlerdeki olaylara oranla çok daha fazla ve yıkıcıdır. Eldeki verilere
ocağında, 26 Nisan 1942 tarihinde meydana gelen grizu
patlaması ve onu izleyen kömür tozu patlamaları sonucu
1.549 madenci hayatını kaybetmiştir. Bu olay madencilik
tarihine geçen en ölümlü iş kazasıdır [4].
Bu çalışma iki bölümden oluşmaktadır. 1. Bölüm’de, toz
patlamalarının tarihçesi ve oluşumu incelenmiş, toz patlama
parametreleri tanıtılmıştır. 2. Bölüm’de tozların patlayabilirliğini
etkileyen faktörler incelenmiş ve olayların
önlenmesi için alınması gereken tedbirlere yer verilmiştir.
2. Olayların Tarihçesi
2.1. Dünyada
Kaydedilen ilk toz patlaması, 1785 yılında İtalya’nın
Torino kentindeki un değirmeninde meydana
gelmiştir. Olay, havada asılı durumdaki tozun bir
gaz lambasının alevine temas etmesi sonucu ortaya
çıkmış ve iki işçi yaralanmıştır.
Özellikle 1800’lü yılların ikinci yarısından itibaren
ABD ve Almanya’da, can kayıpları ve tesislerin
zarar görmesi ile sonuçlanan çok sayıda un tozu
patlaması olayı yaşanmıştır. Bu gelişmeler üzerine,
1896 yılında ABD’de NFPA (National Fire Protection
Association) kurulmuş ve endüstriyel tozun
patlama tehlikesini tanımak ve bu tehlikeyi güvenli
bir şekilde yönetebilmek için standartlar oluşturulmaya
başlanmıştır.
Bu dönemde yeraltı kömür madenlerinde de yaygın
olarak toz patlamaları yaşanmış olmakla birlikte,
patlama nedeninin yanıcı gaz olduğu varsayılmış
ve çalışma ortamı havasındaki kömür tozunun
olası etkileri düşünülmemiştir.
En yıkıcı toz patlaması 1921 yılında Almanya’nın
Ludwigshafen kentindeki Oppau’da bulunan
BASF Firması tesislerinde kaydedilmiştir. 4.500
ton amonyum sülfat ve amonyum nitrat gübresi
kombinasyonunun depolandığı bir kule silosunda
patlama meydana gelmiştir. Patlamanın 500 - 600
kişinin ölümüne ve yaklaşık 2.000 kişinin de yaralanmasına
yol açtığı sanılmaktadır. Tesis büyük
hasar görmüştür.
Yakın geçmişteki en önemli iki toz patlaması olayı,
2008’de ABD’de ve 2014’de Çin’de meydana
gelmiştir. ABD’deki olay, ülkenin en büyük şeker
fabrikalarından birisi olan Georgia eyaleti Port
Wentworth’daki Imperial Sugar’ın paketleme tesisi
ve silolarında kaydedilmiştir. Olayda 14 kişi hayatını
kaybetmiş, 36 kişi yaralanmıştır. Çin’in doğu
Jiangsu eyaletindeki olay, ABD otomobil üreticisi
General Motors firmasına parça sağlayan Kunshan
Zhongrong Metal Ürünleri Şirketi’nde meydana
gelmiştir. Tekerlek atölyesindeki patlama, kapalı
ortamda biriken alüminyum alaşımı metal parlatma
tozlarının alev alması sonucu ortaya çıkmıştır.
Patlamada 69 kişi hayatını kaybetmiş, 187 kişi yaralanmıştır
[5,6,7,8].
BIA (Berufsgenossenschaftliches Institut fur Arbeitssicherheit)
tarafından yapılan bir araştırmada,
ABD ve Almanya’da 1900-1956 yılları arasında
gerçekleşen 1.120 toz patlaması incelenmiş, olayların
% 48’inin (536) tahıl, yem ve un işleme tesislerinde
gerçekleştiği sonucuna ulaşılmıştır. Gerçekleşen
536 patlamada toplam 392 kişi hayatını
kaybetmiş, 1.015 kişi yaralanmış ve 75 milyon $’ın
üzerinde maddi kayıp meydana gelmiştir [2]. İngiltere’de
HSE (Health and Safety Executive) dokuz
yıllık periyod içinde 303 toz patlaması meydana
geldiğini rapor etmiştir [7].
Diğer taraftan yeraltı kömür madenciliğinde 19.
yüzyılın ikinci yarısından itibaren çok sayıda kömür
tozu patlaması meydana gelmiştir. Genellikle bir
grizu patlamasının tetiklediği bu olaylar; İngiltere,
ABD, Fransa, Almanya, Belçika, Çin, Hindistan, Japonya
gibi ülkelerde binlerce madencinin ölümüyle
sonuçlanmıştır [5].
2.2. Türkiye’de
Sosyal Güvenlik Kurumu tarafından yayımlanan
iş kazası istatistiklerinde, patlama kaynaklı kazalar
ile bilgiler (olay sayısı, iş kazası geçiren sigortalı
sayısı, iş kazası sonucu ölüm sayısı) 2013 yılından
itibaren “Elektrik sorunları, patlama ve yangın
nedeniyle sapma” başlığı altında verilmektedir.
Ancak, patlama türüne göre bir ayrım yapılmadığı
için toz patlaması olayları ile ilgili sayısal verilere
ulaşılamamaktadır [2].
Kısa bir süre önce, 07.08.2023 günü saat 14.45
sıralarında, Kocaeli’nin Derince İlçesi sahil kesiminde
bulunan Toprak Mahsulleri Ofisi’ne (TMO)
ait silolara gemiden buğday aktarımı yapılırken bir
toz patlaması olayı meydana gelmiştir. Olayda 3’ü
ağır, 12 kişi yaralanmış, 60 silodan 13’ü hasar görmüştür.
Ağır yaralı işçilerden birisi daha sonra vefat
etmiştir [9].
46 SEKTÖRMADEN SEKTÖRMADEN 47