วันศุกร์ที่ 11 พฤษภาคม พ.ศ. 2555

เสียงดัง-เสียงระเบิด MO Memoir : Friday 11 May 2555


ผมเคยพูดเรื่องเกี่ยวกับเสียงใน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๖๗ วันพฤหัสบดีที่ ๑๕ ตุลาคม ๒๕๕๒ เรื่อง "เสียงอะไรดัง" แต่คราวนั้นเป็นกรณีเครื่องมือมีปัญหา

มาคราวนี้ก็มีโอกาสได้เขียนเรื่องเกี่ยวกับเสียงอีก แต่คราวนี้เป็นเสียงดังที่มีคนบอกว่าเป็น "เสียงระเบิด"

มีคนให้คำนิยามว่า "การระเบิด - Explosion" คือการที่มีการเพิ่มปริมาตรขึ้นอย่างรวดเร็ว (มักเกี่ยวข้องกับการเพิ่มปริมาตรแก๊ส) และมีการปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากในเวลาอันสั้น บางรายก็จะแยกการระเบิดออกเป็นสองแบบก่อน คือ (๑) การระเบิดที่เกิดโดยธรรมชาติ เช่นภูเขาไฟระเบิด อุกาบาตพุ่งชนโลก และ (๒) การระเบิดที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์

ในหนังสือของ Bailey & Murry (รูปที่ ๑) ได้แบ่งการระเบิดที่เกิดจากการกระทำของมนุษย์นั้นยังแบ่งออกเป็น ๓ รูปแบบคือ 
 
(ก) การระเบิดของอาวุธนิวเคลียร์ (Nuclear explosion)
(ข) การระเบิดทางกายภาพ (Physical explosion) และ
(ค) การระเบิดทางเคมี (Chemical explosion)

แต่ที่เกี่ยวข้องกับอุบัติเหตุที่เกิดในโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไปจะมีเพียงสองอันหลังคือ (ข) การระเบิดทางกายภาพและ (ค) การระเบิดทางเคมี


การระเบิดทางกายภาพเกิดจากการที่ภาชนะที่กักเก็บสารภายใต้ความดันนั้นเกิดการพังทลายลงอย่างกระทันหัน ทำให้สารที่อยู่ภายใน (ซึ่งอาจเป็นแก๊สอัดความดัน หรือสารที่เป็นของเหลวภายใต้ความดันแต่จะกลายเป็นแก๊สที่ความดันบรรยากาศ) ขยายตัวและเพิ่มปริมาตรอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างของการระเบิดทางกายภาพได้แก่ การระเบิดของยางล้อรถยนต์ การระเบิดของหม้อไอน้ำ การระเบิดของถังแก๊ส เป็นต้น

การระเบิดทางเคมีเกิดจากการที่สารเคมีเกิดการสลายตัว (เช่นพวกวัตถุระเบิด ดินขับในกระสุนปืน) หรือทำปฏิกิริยากันอย่างรวดเร็ว กลายเป็นแก๊สร้อนในปริมาณมาก (เช่นการระเบิดของเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนที่ผสมกับอากาศ) และมีการคายความร้อนออกมาเป็นจำนวนมากในเวลาอันสั้น สิ่งที่มักเกิดควบคู่กับการระเบิดทางเคมีคือการเกิด "คลื่นกระแทก - Shock wave" คลื่นกระแทกคือคลื่นที่ตัวกลางที่คลื่นเคลื่อนที่นั้นมีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติอย่างรวดเร็ว (เช่นอุณหภูมิ ความดัน) ในทิศทางการเคลื่อนที่ การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนั้นถ้าพูดเป็นภาษาคณิตศาสตร์ก็คงต้องบอกว่าเป็นฟังก์ชันที่ไม่ต่อเนื่อง (รูปที่ ๒)

รูปที่ ๒ ตรงเส้นสีม่วงคือหน้าคลื่นกระแทกที่เคลื่อนจากซ้ายไปขวา ตรงบริเวณดังกล่าวมีการเปลี่ยนแปลงความดันกระทันหัน (หรือถ้าเป็นแก๊สร้อนก็จะมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิกระทันหัน) โดยทางด้านซ้ายของเส้นสีม่วงตรงจุดต่อกับเส้นสีแดงนั้น (ตำแหน่ง x) มีความดัน P2 ส่วนทางด้านขวาของเส้นสีม่วงตรงจุดต่อกับเส้นสีน้ำเงินนั้นมีความดัน P1 ถ้าพูดกันตามภาษาคณิตศาสตร์จุด x ก็เป็นจุดที่ความดันมีการเปลี่ยนแปลงแบบไม่ต่อเนื่อง

แต่ไม่ว่าจะเป็นการระเบิดทางกายภาพหรือการระเบิดทางเคมี สิ่งที่มีควบคู่เสมอคือ "เสียงดัง"
เสียงดังไม่จำเป็นต้องเป็นเสียงระเบิด แต่เสียงระเบิดมักเป็นเสียงดัง
เสียงฟ้าร้อง ฟ้าผ่า เสียงบานประตูโดนลมพัดปิดกระแทก เสียงสิ่งของขนาดใหญ่ตกจากที่สูงลงกระทบพื้น ก็เป็นเสียงดัง แต่ไม่ใช่เสียงระเบิด
เสียงกระสุนปืนลูกกรด (.22LR) ยิงจากปืนยาว ก็เป็นเสียงระเบิด แต่มันไม่ค่อยดังเท่าไร

ทีนี้เราลองมาพิจารณาเนื้อหาข่าวในรูปที่ ๓ ที่ยังคงเกี่ยวข้องกับการระเบิดของโรงงานบีเอสทีอิลาสโตเมอร์จำกัดเมื่อบ่ายวันเสาร์ที่ ๕ พฤษภาคมที่ผ่านมา ตรงที่มีพยานซึ่งเนื้อหาข่าวบอกว่าเป็นโฟร์แมนของโรงงานบอกเล่าว่า "... แต่ก็ได้ยินเสียงระเบิดดังขึ้น 3 ครั้ง โดยครั้งที่สองและสามดังมากขึ้นตามลำดับ ...." ซึ่งใน Memoir นี้เราจะลองเอาเนื้อข่าวดังกล่าวมาใช้เป็นโจทย์แบบฝึกหัดตั้งคำถาม โดยสมมุติว่าถ้าเราต้องการทราบสาเหตุของการระเบิด จากข้อมูลที่มีอยู่เพียงเท่านี้ เราควรต้องตั้งคำถามอะไรต่อไปอีก เพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติม

รูปที่ ๓ ข่าวจากหน้าเว็บโพสต์ทูเดย์ (http://m.posttoday.com/articlestory.php?id=152340) ผมเห็นว่ามีข้อมูลที่น่าสนใจอยู่ ๓ เรื่อง ตรงที่ขีดเส้นทึบเอาเอาไว้ ๔ เส้น ส่วนตรงที่เป็นเส้นประสีส้มนั้นเป็นเพียงแค่ "ความคิดเห็น" ของผู้ที่เล่าเหตุการณ์ ดังนั้นผู้อ่านจึงไม่ควรรีบด่วนสรุปว่าเกิดจากสาเหตุดังกล่าว

โดยปรกติในการสอบสวนนั้น พยานบุคคลจะมีน้ำหนักน้อยที่สุด พยานบุคคลจะน่าเชื่อถือก็ต่อเมื่อสามารถพิสูจน์ได้ว่าเขาอยู่ในเหตุการณ์นั้น และเขาไม่ได้เป็นผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในเหตุการณ์นั้น
สิ่งถัดมาที่เวลาผู้ที่ได้รับฟังข้อมูลต้องแยกแยะก็คือ ข้อมูลที่เขาบอกเล่านั้น ส่วนไหนได้มาจากประสบการณ์ตรงของเขาเอง ส่วนไหนที่เขาคิดไปเอง และส่วนไหนที่เป็นการได้ยินมาจากผู้อื่นเล่าให้ฟังแล้วนำมาบอกต่ออีกทอดหนึ่ง

เนื่องจากเราเองคงไม่สามารถไปพิสูจน์ได้ว่าพยานบุคคลดังกล่าวนั้นเห็นเหตุการณ์จริงหรือไม่ แต่ขอให้ถือว่าเนื้อหาข่าวนั้นรายงานในสิ่งที่พยานบุคคลดังกล่าวได้ให้ไว้ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงคำพูดใด ๆ

จะเริ่มจากเนื้อหาข่าวตรงที่ "... ไม่ได้อยู่ใกล้จุดเกิดเหตุ แต่ก็ได้ยินเสียงระเบิดดังขึ้น 3 ครั้ง..."

ในขณะที่เกิด "เสียงระเบิด" นั้น จะมีคนจำนวนมากที่ "เห็นเหตุการณ์" หรืออยู่ในบริเวณใกล้เคียงที่เกิดเหตุ แต่ไม่ได้เห็นว่าเหตุการณ์เกิดอย่างไรในขณะที่มันเกิด เห็นแต่สภาพหลังจากที่มันเกิดแล้ว แล้วก็สรุปเอาเองว่ามันเกิดจากอะไร การแยกแยะข้อเท็จจริงตรงนี้จะช่วยให้เราบอกได้ว่าข้อมูลไหนเป็นข้อมูลที่มาจากประสบการณ์ตรงของเขา (การเห็น การได้ยิน การรับรู้แรงกระแทก การรับรู้ถึงความร้อน/ความเย็นที่เกิด) และส่วนไหนเป็นข้อมูลที่เขาสรุปเอาจากสิ่งที่เขาได้รับจากประสบการณ์ตรงของเขา

แต่เราก็ต้องแยกออกมาก่อนว่าการที่เขาบอกว่าเขา "เห็น" นั้นเป็นการเห็นด้วยตา ว่ามันเกิดการระเบิดในขณะที่เขากำลังดูมันอยู่ หรือว่า

- กำลังหันหน้าไปทางอื่น พอได้ยิน "เสียงดัง" ก็เลยหันไปดู หรือ
- อยู่ในสถานที่ใกล้เคียงกัน พอได้ยิน "เสียงดัง" ก็เลยวิ่งไปดู หรือ
- เขาเพียงแต่ได้ยิน "เสียงดัง" แต่ไม่ได้เข้าไปดูว่าเสียงนั้นมาจากไหน แต่ก็สรุปด้วยตนเองว่าเสียงนั้นเป็น "เสียงระเบิด"

เวลาที่มีพวกคุณมีปัญหาอะไรเกี่ยวกับเครื่องมือที่พวกคณใช้การทดลองนั้น ผมมักจะบอกเสมอว่าให้ตั้งคำถามพื้น ๆ เอาไว้ก่อน คำถามพื้น ๆ นั้นจะต้องมีพื้นฐานอยู่บนข้อเท็จจริงของสิ่งที่เห็นจริง รู้สึกจริง หรือวัดจริง ซึ่งการตั้งคำถามดังกล่าวจะเปิดโอกาสให้เรามองเห็นสาเหตุความเป็นไปได้ทั้งหมดของต้นตอปัญหา (ดูตัวอย่างใน Memoir ปีที่ ๔ ฉบับที่ ๔๔๓ วันพุธที่ ๒ พฤษภาคม ๒๕๕๕ เรื่อง "เมื่อระดับตัวทำละลายใน polymerisation reactor เพิ่มสูงขึ้น)

ในกรณีนี้ก็เช่นเดียวกัน ผมเลยต้องแยกระหว่างคำว่า "เสียงระเบิด" กับคำว่า "เสียงดัง"

ถ้ามีพยานบุคคลบอกว่าเห็นอุปกรณ์หรือผนังอาคารแตกกระจายออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยต่อหน้าต่อตา ตามมาด้วยหรือพร้อมกับการเกิดเสียงดัง ก็น่าเชื่อถือได้ว่าเขาได้เห็นการระเบิดเกิดขึ้นจริง

แต่ถ้าเขาเพียงได้ยินเสียงดัง พอเข้าไปดูแหล่งที่มาของเสียง แล้วพบว่าอุปกรณ์หรือโครงสร้างอาคารมีการพังทะลาย ตรงนี้ก็ต้องระวัง เพราะการที่เห็นอุปกรณ์หรือโครงสร้างอาคารพังทลายนั้นอาจเกิดจากสาเหตุอื่นที่ไม่ใช่การระเบิดก็ได้ เช่น โครงสร้างรับน้ำหนักไม่ไหว พังลงมาเอง หรืออุปกรณ์ขนาดใหญ่ตกจากที่สูงลงมากระแทกพื้น (อาจเกิดได้ในระหว่างการยกขึ้นที่สูงด้วยการใช้รอกหรือเครน) ทำให้ตัวมันเองเสียหายและอุปกรณ์ที่อยู่ข้างล่างจุดตกนั้นเสียหายกระจัดกระจายไปด้วย

ซึ่งก่อนเกิดเหตุนั้นโรงงานอยู่ระหว่างการหยุดเดินเครื่องเพื่อทำการปรับปรุง/ซ่อมบำรุง (ที่เรียกว่า Shut down) ดังนั้นจึงควรต้องพิจารณาถึงการปฏิบัติงานที่โดยปรกติแล้วจะไม่มีการทำกันในระหว่างการเดินเครื่องปรกติ (เช่นเอารถเครนหรือใช้ปั้นจั่นยกของเพื่อติดตั้งอุปกรณ์)

ในกรณีของการระเบิดที่มีการลุกไหม้ตามมาด้วยนั้น เราก็ต้องแยกแยะว่า

(i) ไฟไหม้ที่เห็นนั้นเกิดจากการระเบิดโดยตรง เช่นมีเชื้อเพลิงรั่วไหล แล้วเชื้อเพลิงนั้นเกิดระเบิดขึ้น ทำให้เกิดไฟลุกไหม้ หรือ
(ii) ไฟไหม้นั้นไม่ได้เกิดจากการระเบิดโดยตรง แต่เป็นผลที่เกิดต่อเนื่องจากการระเบิด เช่นถังอากาศอัดความดันเกิดระเบิดขึ้น ชิ้นส่วนถังอากาศที่แตกกระจายนั้นไปทำให้ถังเชื้อเพลิงที่อยู่เคียงข้างกันได้รับความเสียหาย เชื้อเพลิงจึงรั่วไหลออกมาและเกิดการลุกติดไฟ

ซึ่งตรงนี้จะช่วยให้เราหาสาเหตุได้ว่าต้นตอที่แท้จริงของไฟไหม้อยู่ที่ไหน เพราะถ้าการรั่วไหลเกิดจากการที่ถังบรรจุเชื้อเพลิงนั้นรับความดันไม่ไหว หรือเกิดจากการเปิดวาล์วทิ้งไว้ ก็ต้องไปดูที่ระบบการปฏิบัติงานและการออกแบบระบบและอุปกรณ์

แต่ถ้าการรั่วไหลเกิดจากมีชิ้นส่วนโลหะขนาดใหญ่พุ่งเข้าชนจนถังเป็นรู อันนี้ก็ไม่รู้ว่าจะว่ายังไงเหมือนกัน เพราะมันไม่อยู่ในข้อกำหนดใด ๆ ของการออกแบบถังบรรจุ มันเหมือนกับการสร้างตึกที่มันมีข้อกำหนดให้ต้องพิจารณาเรื่องการรับแรงจากแผ่นดินไหว แต่ไม่มีข้อกำหนดให้ต้องพิจารณาเรื่องการรับผลกระทบจากเครื่องบินโดยสารขนาดใหญ่พุ่งเข้าชน

ข้อมูลต่อไปที่จะนำมาพิจารณากันก็คือ "...แต่ก็ได้ยินเสียงระเบิดดังขึ้น 3 ครั้ง โดยครั้งที่สองและสามดังมากขึ้นตามลำดับ..."

โดยปรกติแล้วการระเบิดจากอุบัติเหตุในโรงงาน คงยากที่จะเกิดจากเหตุการณ์ที่ไม่เกี่ยวข้องกันแต่บังเอิญมาเกิดในเวลาเดียวกันหรือใกล้เคียงกันมากจนเหมือนเป็นการระเบิดต่อเนื่องกัน ในกรณีที่ได้ยินการระเบิดติดต่อกันหลายครั้งนั้นมักจะเกิดจากการระเบิดจากครั้งแรก ทำให้เกิดความเสียหายในส่วนอื่นจนทำให้เกิดการระเบิดครั้งที่สอง ซึ่งอาจส่งผลทำให้ความเสียหายเกิดขึ้นเป็นวงกว้างอีกจนเกิดการระเบิดครั้งที่สาม

ถ้าการระเบิดครั้งที่สามเป็นการระเบิดครั้งที่ส่งเสียงดังมากที่สุด ดังนั้นเสียงของการระเบิดที่ผู้ที่อยู่นอกโรงงานได้ยินนั้นน่าจะเป็นเสียงของการระเบิดครั้งที่สามนี้

แต่ตรงนี้ต้องเข้าใจเรื่องการเดินทางของคลื่นเสียงนิดนึง เนื่องจากคลื่นเสียงสามารถเลี้ยวเบนและสะท้อนได้ ดังนั้นในบางครั้งจึงพบว่าผู้ที่อยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิดเสียงและผู้ที่อยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงไปไกลได้ยินเสียงนั้น แต่ผู้ที่อยู่ระหว่างกลางกลับไม่ได้ยินเสียง ซึ่งตรงนี้ต้องดูลักษณะภูมิประเทศประกอบด้วย และการเดินทางของเสียงยังขึ้นกับทิศทางลม (เสียงเดินทางในอากาศ) เสียงจะเดินทางไปในทิศทางใต้ลมได้ไกลกว่าทิศทางเหนือลม

ผมสงสัยว่าการระเบิดครั้งที่ส่งเสียงดังที่สุด เป็นการระเบิดของเชื้อเพลิงจำนวนมากที่รั่วออกมาผสมกับอากาศในบริเวณเปิด แล้วจึงเกิดการจุดระเบิด เกิดการระเบิดแบบที่เรียกว่า "Unconfined vapour cloud explosion" ถ้าเป็นเช่นนี้ก็ต้องไปดูว่าเชื้อเพลิงเกิดการรั่วไหลเป็นจำนวนมากได้อย่างไร (แต่จากภาพความเสียหายที่เห็น ผมคิดว่าคงจะรั่วออกมาไม่มากเท่าไรก็ระเบิดแล้ว เรื่องนี้จะเอามาเล่าในตอนต่อ ๆ ไปซึ่งไม่รู้เหมือนกันว่าจะมีกี่ตอน) ซึ่งการรั่วไหลนี้อาจเกิดจากการระเบิดก่อนหน้าสองครั้ง (ถ้ามีการระเบิด ๓ ครั้งจริงอย่างที่พยานผู้อยู่ใกล้ที่เกิดเหตุกล่าวอ้าง)

ข้อมูลสุดท้ายที่จะกล่าวถึงคือ "...ความแรงของการระเบิดทำให้รถกระบะคันหนึ่งถึงกับลอยขึ้นไปบนท้องฟ้าสูง..."

ถ้ามีรถจอดอยู่ (ต้องติดเครื่องยนต์ด้วยนะ) แล้วมีแก๊สรั่วไหลไปถึงรถแล้วแก๊สนั้นเกิดการลุกติดไฟ เปลวไฟก็จะวิ่งจากรถคันนั้นและทวีความเร็วสูงขึ้นจนเกิดการระเบิด ในกรณีเช่นนี้ผมว่ารถคันนั้นอาจจะยังคงอยู่ที่เดิมถ้าการระเบิดไม่แรง หรือไม่ก็กระเด็นไปทางด้านข้างเพราะแรงระเบิดมาทางด้านข้าง แต่รถจะลอยขึ้นได้ก็ต่อเมื่อแรงระเบิดเกิดขึ้นใต้ท้องรถ (แบบเดียวกับการวางระเบิดในสามจังหวัดชายแดนใต้) ถ้าการระเบิดเกิดขึ้นภายในตัวรถ รถก็จะแตกกระจายเป็นชิ้น ๆ ไปทั่วทุกทิศทาง

คำถามตรงนี้ก็คือที่บอกว่ารถลอยขึ้น เป็นการลอยขึ้นในลักษณะที่แรงระเบิดกระทำจากด้านใต้ท้องรถโดยตรง หรือกระทำทางด้านข้างทำให้รถปลิวกระเด็นออกไป ถ้าเป็นการกระทำทางด้านข้างให้รถปลิวกระเด็นออกไปก็จะทำให้บ่งบอกได้ว่าทิศทางของแรงระเบิดมาจากทางด้านไหน ซึ่งต้องเป็นด้านตรงข้ามกับทิศทางที่รถกระเด็น

ในข้อความดังกล่าวยังมีคำที่อาจทำให้คนอ่านเข้าใจแตกต่างกันคือคำว่า "สูง" ผมคิดว่าคงมีคนที่คิดว่าประโยคที่ว่า "...รถลอยขึ้นไปบนท้องฟ้าสูง..." หมายถึงสูงขนาดต้องแหงนคอมองดู ทั้ง ๆ ที่ความเป็นจริงมันอาจกระเด็นสูงขึ้นจากพื้น 1-2 เมตรเท่านั้นเอง ดังนั้นการจะนำเอาข้อมูลตรงนี้ไปใช้จึงควรต้องพิจารณาให้รอบคอบ

สำหรับเรื่องนี้คงพอแค่นี้ก่อน ฉบับหน้าเราค่อยมาคุยเรื่องอื่นกันต่อ แต่ยังเกี่ยวข้องกับการระเบิดอยู่ดี