いかに情報を集めるか

情報には「生の情報」と「加工された情報」の二種類がある。

「生の情報」は自ら現場に出かけ、そこで見聞きした情報である。「加工された情報」とは人から聞いた情報や、新聞やテレビなどから入手した情報である。

勿論、新鮮で活きの良い情報は「生の情報」であるが、この情報溢れる現代においては生の情報量の比率は低下せざるを得ない。また、敢えて「生の情報」を集めようとすると、その間に見逃す情報量は膨大なものになり、いつの間にか今浦島になってしまう。

そうなると「加工された情報」から「生の情報」に極めて近い”似非生の情報”を作成する手段や技術が必要となる。そのためには良質の加工された情報を収集することが必要であり、その一助となるのが”Google アラート”だ。

このGoogle アラートは、

Google アラートは、お客様が指定したトピックに一致するニュース記事がオンラインで配信されたときに、メールで送信されます。Google アラートは、次のようにご利用いただけます。

* 気になるニュースをモニター
* 業界の最新情報を入手
* 最新芸能ニュースやイベント情報をチェック
* スポーツの動向を把握

このGoogle アラートを使えば、何もせずに最新ニュースがメールで知らされる。後はその中から価値のある情報をどう選択するかである。

NYの蒸気管破裂

ニューヨークに限らず、米国内ではセントラルヒーティングが常識だ。

確か、エンゼル・ワシントンとアンジェリーナ・ジョリーが主演したボーンコレクターの一場面では、ニューヨークらしい大都会の地下が殺人事件の舞台になっていた。そこには水蒸気配管や上下道配管などが所狭しと走っており、片隅には女性（？）が一人縛られてうずくまって死んでいる。死因は、高温水蒸気による火傷と苦しみによるショックで、むごい死に方だった。犯人は配管先端の盲（めくら）フランジを緩めて、その隙間から水蒸気を放出したようだ。この水蒸気もニューヨークと同じくセントラルヒーティング用として使用されていたものである。

なぜ、水蒸気が漏れたのかはわからないが、1924年に敷設された配管だということから、水蒸気による配管の減肉（エロージョン）か、フランジ部のガスケットの劣化などにより、配管の一部から水蒸気が漏れたのかもしれない。

それより気になったのは、

（１）現場付近で採取した破片を分析した結果、発がん性が指摘されるアスベスト（石綿）が検出されたこと。

そして、あまり注目されていないのが、

（２）地中の蒸気管が破裂した結果、近くの変圧器が爆発したとみられる事故があった。

この変圧器の絶縁油には過去ＰＣＢが使用されていたので、もし、旧型の変圧器であれば爆発したことでＰＣＢも飛散したことになる。大丈夫かな？

温泉施設爆発、あれから一ヶ月

「ガス排気構造を変更」という見出しで、昨日の朝日新聞朝刊に渋谷の温泉爆発事故の続報が絵入りで載っていた。

これによれば、ポンプから排気管を伝わってポンプの騒音が外部に伝わり、近隣の住民から苦情を受けたので、排気管の行き先を外気ではなく機械室に変えたようだ。そのために外気に放出される天然ガスが機械室に溜まり、爆発を起こしたとの見解が有力となってきた。

ここで注目したいのは「騒音の原因は何か」、そして、「騒音が大きくなったのは何故か」ということである。ポンプの騒音源は回転部品（軸や羽根車など）と固定部品間の摩擦や摺動、あるいは羽根車により回転する液体である。しかし、適切な保守点検が行われ、軸受けガスケットなどの部品が必要に応じて交換されているのであれば、それほどの騒音にはならないはずである。
それなのに、何故、騒音が大きくなったのか、考えられる原因は、

（１）適切な保守点検が行われず、軸受けガスケットなどが必要に応じて交換されなかったために、摺動傷によりノイズを発した。
（２）ポンプの回転がもたらす周波数が配管などの固有振動数と同期し、共鳴により大きなノイズを発した。
（３）流体（温泉）中に溶解していた天然ガスが、ポンプの羽根車の中で気化し、キャビテーションを起こしたためにノイズを発した。

いずれが正しいかは、これからの捜査結果を待たなければならないが、（１）と（３）がもっともあり得る原因ではないかと考えている。それにしても、騒音を低減する方法は、他にも色々あったのに・・・。

セパレータとは？

渋谷の事故で、耳慣れた言葉になったのが「セパレータ」である。

何故、ガスが漏れたのかはっきりしないが、このセパレータが重要な機能や役割を果たしていたことを、新聞やテレビで理解された方も多いと思う。そこで、セパレータの機能や構造について、一般的な事柄を説明したい。

セパレータは分離槽とも呼ばれ、化学プラントなどで使用されている重要機器の一つである。ただし、分離といっても、ガスと液体を分離するだけではなく、二種類の液体から片方を分離することもあるので、特に前者を気液分離槽と称する。
化学プラントの気液分離槽で扱う流体は多くは二相流と呼ばれ、ガスと液体がそれぞれ相をなし、物理的に分離した状態となっている。この二相流を気液分離槽に導入し、ガスと液体の比重差からガス中に同伴される液体粒子を分離すること、つまり、クオリティの高いガスを分離して回収するのが気液分離槽の目的である。

渋谷スパでくみ上げられた温水にどれだけの天然ガスが含まれていたのか不明であるが、様相としては温水とガスが二相になっていたのではなく、温水中に天然ガスが物理的に溶解していたと思われる。ガスの液体への溶解度は圧力が高いほど大きく、温度が低いほど大きい。つまり、地下深く存在した温水の圧力は極めて高いために、通常の状態ではありえないほど天然ガスが溶解していたものと思われる。
このような熔解したガスや沸点以上の液体を低圧で運転される気液分離槽に導入すると、ガスや蒸気は瞬時に膨張するので、機器などを過圧から保護するために適切な圧力制御を必要とする。このような気液分離槽を専門用語でフラッシュドラムという。

手持ちのデータブック（Chemical Properties Handbook）によれば、25℃の水に対するメタン（天然ガスの主成分）の溶解度は大気圧下で24.4wt.ppmであるから（意外と大きい！）、報道によれば地下1500mからくみ上げているので温水の圧力を単純に150気圧とすると、メタンの温水に対する溶解度は3660wt.ppm（= 24.4ppm×150）、つまり、0.366wt.%になる。（実際には温水の温度が高いこと、温水周辺に十分に溶解するだけの天然ガスが存在したかどうかわからないので、これほど多くないと思うが・・・）

この0.366wt.%は大した量でないと思うだろうが、地下からくみ上げた温水が地上に達したときには、圧力は大気圧まで低下するのでメタンガスは膨張する。例えば、温水量を毎時１０トンと仮定し、メタンガスの容量は量を計算してみると、

（１）　温水量　　　　毎時 10トン             = 毎時 10m3
（２）　メタンガス量　毎時 36.6キログラム = 毎時 51m3

つまり、体積比から見ると、全体の80%以上がメタンガスで占められることになる。もし、適切な圧力制御がなければ、あるいは圧力上昇を加味した設計でなければ、このようなガス膨張はセパレータやタンクなどの機器・配管に致命的なダメージを与える。

渋谷スパの場合、爆発が起きた際に、このように多量の天然ガスを含んだ温水がくみ上げられたかどうかわからないので、セパレータなどでガス膨張が起きたとは言えないが、ガスがリークして引火爆発するだけが建物や設備にダメージを与えるのではないということを理解してもらいたい。

あえて、爆発が起こった有様を想像すると、温水中に含まれていたメタンガス量が急激に増加し、そのために何らかの原因で緩んでいた機器と配管の接続部（フランジ）からガスがリークし、引火爆発したのではないだろうか。これから真相を究明すると思うが、既存設備の安全管理も含めて適切な報告が提出されるように希望している。

このような視点から渋谷の設備を考察すると、色々おかしなことに気がつくのである。これについては、機会があれば説明したい。

渋谷爆発事故の責任はだれ？

渋谷の爆発事故の責任はだれが負うべきか？

まずこのような設備の安全に関する責任を問う場合、時間的な流れから説明すると理解しやすい。つまり、設備が建設され稼動する直前までと、営業を開始してからの二段階に分けて考えてみよう。
この考えのベースには、設備に関する帰属あるいは管理責任が、建物の建設完了を境にして建設を担当した会社から、営業活動を行なう会社（この事故ではシェスパ）に移行したと考えるべきである。つまり、建設時期に何らかの事故を起こした場合には、その責任は建設を請け負った会社にあるが、建設完了後から現在に至るまでの管理責任はシェスパにある。

そうなると今回の事故の全責任はシェスパということになるが、実は技術的な責任を考慮するとそうとはならない。今回の事故の原因は天然ガスが漏洩して爆発したと考えられているが、なぜ漏洩したのかについてはまだはっきりしない。ガス検知器が設置されていなかったと多くのテレビ局や新聞などで騒いでいるが、このガス検知器の設置により事故が完全に防げたとは考えられない。また換気扇が壊れていたのが原因と書いている記事もあるが、これなんかは技術的には全くナンセンス（今は余り使われない？）である。

ここで言いたいのは、何故、このような事故が起こらないように設計し、建設しなかったのか。

設計や建設を担当したエンジニアあるいは会社が、もう少し注意深く行なっていればこのような事故は起こらなかったのである。設備が安全管理上不適切かどうかは管理会社にはわからないし、もとから設置されていなかった設備（ここではガス検知器）について管理会社に責任を問うのはおかしなことである。勿論、この建物を所有あるいは建物を借りて営業しているシェスパの責任は逃れられないし、設備を監督する行政側の責任も大きいといえる。

参考のために、このような設備について安全設計を行なう場合には、以下の項目を考慮して設計する必要がある。（以下は、安全工学協会編　新安全工学便覧から抜粋）

（１）　異常防止対策：設備の適切な設計を行なうこと。例えば、汲み上げた温泉中に天然ガスが大量に同伴しないように制御する、あるいはガス漏れを監視するシステムの構築など。

（２）　異常時対策：異常を感知して適切な処置を行なう。例えば、ガスが漏れて濃度が上昇した場合には、ポンプを停止して天然ガスの新たな供給を止める、あるいは濃度監視システムを設置するなど。

（３）　緊急時対策：ガスが漏れても屋内に滞留しないように、天然ガスを屋外に排出したり、逆に屋内に不燃性ガスを放出して可燃性爆発範囲を避ける。

これ以外に、着火防止対策や爆発対策などがあるが、このような事故を防ぐ基本的な対策は「本質安全対策」である。つまり、爆発が起こらない、もしくは爆発が起こっても被害を最小限に留める対策が最良の対策である。具体的には、

（A)　万が一、天然ガスが漏れても滞留しないように、設備（ポンプ、分離槽あるいはセパレータ、お湯貯槽）は屋外に設置する。

（B)　設備の周りにはある程度の空間を設けて、もし爆発しても被害が大きくならないようにする。もしくは、防御壁を設置する。ただし、天井は決してふさがない。

（C)　湯量が多い場合には天然ガスの漏洩量も多くなるので、設備を分割して被害を抑える。

以上の対策を取る事が本質的な安全対策と言える。ただし、これを守った場合、都市部特に繁華街での設備の設置は非常に困難となる。さて、どうする？

渋谷の蒸気雲爆発

渋谷の繁華街にある温泉施設の一部が爆発した。

詳しい原因や設備管理の適正さについてはこれから究明されると思うが、これと類似した爆発事故は蒸気雲爆発と呼ばれ、大規模な爆発がアメリカなどで過去発生している。調べる場合には「蒸気雲爆発」で検索すれば、より詳しいことがわかる。

この蒸気雲爆発とは、「可燃性物質が大量に気化し蒸気雲を形成し、これが何らかの原因で引火し、その結果起こった爆発」と定義される。もともとは可燃性液体が漏れて気化し、それが閉じられた空間や大気中に滞留して出来たものが蒸気雲と言われたのだが、今回の渋谷の爆発で疑われている天然ガスなどの可燃性気体も滞留すれば蒸気雲を形成する可能性がある。

この蒸気雲爆発が発生するためには、可燃性物質の存在と、気化するために十分な温度、そして爆発を誘引する火花などの外的衝撃が必要となる。さらに可燃性物質が存在するだけではダメで、爆発限界以上の濃度が必要となる。

さきほどの渋谷の爆発事故を見てみると、

①　可燃性物質の存在　→　天然ガス
②　気化するために十分な温度　→　天然ガス中のメタンは常温で気化
③　爆発を誘引する火花などの外的衝撃　→　不明であるが、電気機器か？

最後の爆発限界以上の濃度であるが、メタン（分子量約16）は空気（分子量約29）より軽く、十分な換気がしてあれば拡散し滞留しないはずである。事故の映像や写真を見る限り、１階の床が抜け落ちて屋根が吹き飛んでいるので、爆発中心は２階部分に相当する屋根裏部分ではないかと思われる。

ここから先はあくまでも想像であるが、この建物の屋根は三角構造をしているので、両サイドの屋根で囲まれた部分が密閉された空間となり、もし天然ガスが漏れたとすれば拡散せずにこの部分に溜まっていったのではないだろうか。

また、漏れの状況として、開店以後に何らかの原因（多分腐食か）で天然ガスが地下設備の機器や配管から少しずつ漏れて上部に上昇し、次第に屋根裏部分に溜まって爆発限界以上の濃度に到達したのかもしれない。もしくは、地下の天然ガスを分離する設備に亀裂が入り、上部の空間に溜まって一気に蒸気雲を形成したのかもしれない。

今回の渋谷の事故同様に、この蒸気雲爆発による爆風は、場合によっては建物を倒壊させたり人体を損傷したりするので、化学プラントなどの設備設計では考慮すべき重要事項である。特に海外では、配管や機器の接続部分からどれだけの量の可燃性物質が漏れ、それが爆発した際の威力をTNT火薬何トン相当と計算し、そこから得られた爆風圧をもとに建物の強度計算を行なう事が法律上決められている国もある。

今回の事故をきっかけにして、国内でも温泉設備に対する規制が強化され、関連する法律や政令などが出来ると思うが、それまでに同様の事故が起きないとは限らないので、そのための予防策を参考に示しておきたい。

①　温泉をくみ出す設備を点検し、お湯と天然ガスを分離する槽がなければ新たにを設置する。この場合、出来るだけ常圧下で分離する事が望ましい。

②　天然ガス中には硫黄化合物が含まれている恐れがあるので、設備の機器や配管が腐食していないか確認する。もし腐食している場合には、新品と交換する。その際、通常の炭素鋼ではなくステンレス鋼などの耐食材料を採用できればなおベターである。

③　天然ガスが漏れることを想定し、ガス検知器や建物内の換気状態を確認する。この換気には強制換気と自然換気があるが、爆発を誘引する電気機器を設置したくないので、出来れば自然換気が望ましい。

燃料電池とメカノケミカル反応

水とアルミニウムを反応させて水素を作り、この水素を使った燃料電池を開発。

このニュースは先月24日に日立マクセルが発表した記事の内容である。内容を詳しく見てみると、メカノケミカル反応により作ったアルミ合金微粒子と水と反応させて水素を発生するシステムに、固体高分子形燃料電池（PEFC）を組み合わせた燃料電池システムであった。

寡聞にもメカノケミカル反応について知らなかったので調べたところ（以下、産総研資料より一部引用）、

メカノケミカル反応とは粉砕と言われる機械的な操作で、単純に粒子を小さくするだけでなく同時に粒子の物質としての性質を変えています。すなわち、固体の結晶構造を変化させたり、化学反応を誘起します。それ故に粉砕をメカノケミカル反応と呼んでいます。

この技術により室温で1グラムのアルミニウムから1.3リットルの水素発生ができるということである。具体的には、アルミニウム1モル（27g）と水1.5モル（27g）を反応させて水素1.5モル（3g）と副生成物であるアルミナ0.5モル（Al2O3 51g）が生成する。生成した水素は気体なので重量（3g）の代わりに体積で表現すると33.6リットルとなる。ただし、反応の途中で水酸化アルミニウムAl(OH)3が生成する。今後は、この燃料電池を10-100W級の電源、つまりノートPC用の電源として検討を進めるそうだ。

このようにアルミニウムなどの金属はある条件で水を反応して水素を生成する。良く知られているのはナトリウムで、このナトリウムを水に投じると激しく反応して水素を発生させる。また、鉄も常温では水を分解しないが、約800℃まで赤熱して水蒸気を通すと反応性して四三化鉄（Fe3O4）と水素が出来る（昔はこの方法で水素を得ていた）。

巨大隕石の衝突

3日土曜日の夕刊トップに「南極の氷床下に巨大クレーター」という見出しがあった。

この記事によれば、米国とロシア、韓国の共同研究グループが、南極の氷床下に直径500kmに及ぶ巨大クレーター突き止めたと発表した。この巨大クレーターの原因となった隕石の衝突が古生代と中生代の境目にあたる２億５０００万年前の海洋生物の絶滅ではないかと書かれてあった。

この２億５０００万年前の出来事においては、海全体が無酸素環境に激変し、その状況は何と1000万年以上も続いたと推定されている。巨大クレーターを発見したのは、米オハイオ州立大のＲ・フォンフリーズ教授を中心とするグループ。上空からレーダーで測定した地形と、衛星による重力データを重ね合わせた結果、重力が周囲より強い区域が直径約３００キロにわたって広がり、それを同約５００キロの円形の尾根が囲んでいることが分かったという。

一人のエンジニアとして

人からケミカルエンジニアあるいはプロセスエンジニアとして呼ばれ、昨年節目の30年を過ぎました。普通のサラリーマンであれば後2年で定年ですが、エンジニアリング会社を立ち上げて仕事をしているので幸か不幸か定年がありません。後20年も経つと、医療技術も格段に進歩すると思うので、今まで生きてきた年数と同じぐらい仕事をしたいと思っています。

このプログでは少々専門的な分野に限って色々お話をしたいと思っています。どのような内容にするか、まだはっきり決めていませんが、仕事の上で何か役に立つことがあればと思っています。

会社のホームページも作ってありますので会社の業務内容はそちらを見てください。