[ca] Amb el desenvolupament industrial i tecnològic de la societat actual, la presència de productes tòxics i inflamables s'ha vist incrementada àmpliament en diferents sectors. La dispersió de fuites de substàncies perilloses que poden tenir lloc durant el transport o emmagatzematge d'aquestes, pot representar un risc important per a les persones i pel medi ambient. Per això, poder predir el comportament d'un núvol tòxic o inflamable representa un dels reptes més importants de l'anàlisi quantitativa del risc. El principal objectiu d'aquesta tesi és el d'aportar nous coneixements que siguin d'interès pels analistes de risc tecnològic a l'hora d'enfrontar-se a problemes de modelització dispersió de certa complexitat, com ara aquells que ocorren en escenaris semi-confinats o amb presència de barreres. La revisió bibliogràfica ha permès detectar que, tradicionalment, els models que més s'han emprat per analitzar la dispersió de fuites han estat els de naturalesa empírica i integral, ja que aquests poden donar bones prediccions i de manera més àgil en escenaris senzills sense obstruccions i en terreny pla. Tanmateix, en els darrers anys, l'ús d'eines CFD (Computational Fluid Dynamics) per a simular la dispersió accidental s'ha vist incrementat, ja que aquests programaris permeten modelitzar escenaris més complexos, pel que fa a la topografia o a la presència d'elements que puguin obstruir el flux de material. D'entre totes les eines CFD disponibles, el programari FLACS® és el que mostra més potencial a l'hora de simular aquesta tipologia d'escenaris, però, com altres eines de la seva tipologia, encara requereix estudis complerts de validació. Aquesta tesi contribueix a la validació de FLACS per a realitzar anàlisis de dispersió. Després de revisar amb cura els estudis experimentals de la bibliografia, alguns d'ells han estat seleccionats per a dur a terme una avaluació inicial de les prestacions de FLACS, en la que s'han investigat totes les possibles fonts d'incertesa que poden aparèixer en les simulacions. Se n'ha estudiat la reproductibilitat, la dependència del domini i mida de cel·les i la sensibilitat de la concentració a variacions en les variables d'entrada i en els paràmetres de simulació. Els principals resultats d'aquesta anàlisi preliminar s'han presentat en forma de ―principis guia‖ que podran ser utilitzats per analistes de risc per tal que puguin simular de manera acurada escenaris complexes de dispersió amb l'eina FLACS o amb d'altres programaris similars. Tot i que a la bibliografia hi ha algunes dades experimentals disponibles, cap dels treballs inclou exercicis de validació suficientment complets. Tampoc s'hi inclou informació sobre com cal plantejar adequadament els escenaris de simulació ni tampoc s'hi troben valoracions quantitatives de la fiabilitat de FLACS. Per aquest motiu, en el marc d'aquesta tesi, s'ha dut a terme experiments per tal de tenir noves dades que permetin realitzar estudis de validació complets. Les proves han consistit en fuites de propà (lliures i amb obstruccions) i s'han dut a terme al centre de seguretat Can Padró (Sant Vicenç de Castellet, Barcelona). Amb aquests experiments s'ha pogut obtenir una gran quantitat de dades de concentració dels núvols experimentals. S'han dut a terme un total de 4 proves, amb cabals de 0.5 kg/s en una àrea de descàrrega de 700 m2. Les prestacions de FLACS ha estat provades tot simulant les proves experimentals. A nivell general, el programari ha tingut un bon rendiment a l'hora de simular la concentració dels núvols de propà. A més, ha pogut reproduir de manera adequada la presència d'una obstrucció i els seus efectes en la dispersió, donant resultats de descens de concentració realistes. Tanmateix, els núvols simulats no han representat en la seva totalitat la dinàmica d'acumulació dels experiments reals degut a la gran variabilitat del vent i han mostrat temps de dilució inferiors als reals.

[en] With the industrial and technological development of the present-day society, the presence of flammable and toxic substances has increased in a growing number of activities. Dispersion of hazardous gas releases occurring in transportation or storage installations represent a major threat to health and environment. Therefore, forecasting the behaviour of a flammable or toxic cloud is a critical challenge in quantitative risk analysis. The main aim of this dissertation has been to provide new insights that can help technological risks analysts when dealing with complex dispersion modelling problems, particularly those problems involving dispersion scenarios with barriers or semi-confined. A literature survey has shown that, traditionally, empirical and integral models have been used to analyse dispersion of toxic/flammable substances, providing fast estimations and usually reliable results when describing simple scenarios (e.g. unobstructed gas flows over flat terrain). In recent years, however, the use of CFD tools for simulating dispersion accidents has significantly increased, as they allow modelling more complicated gas dispersion scenarios, like those occurring in complex topographies, semi-confined spaces or with the presence of physical barriers. Among all the available CFD tools, FLACS® software is envisaged to have high performance when simulating dispersion scenarios, but, as other codes alike, still needs to be fully validated. This work contributes to the validation of FLACS software for dispersion analysis. After a literature review on historical field tests, some of them have been selected to undertake a preliminary FLACS performance examination, inspecting all possible sources of uncertainties in terms of reproducibility capacity, grid dependence and sensitivity analysis of input variables and simulation parameters. The main outcomes of preliminary FLACS investigations have been shaped as practical guiding principles to be used by risk analysts when performing dispersion analysis with the presence of barriers using FLACS software or tools alike. Although the literature survey has shown some experimental data available, none of the works include detailed exercises giving new insights of how to perform accurate CFD simulations nor giving precise rates of FLACS performance. Therefore, new experiments have been performed in order to offer new sets of cloud dispersion data for comprehensive validation studies. Propane cloud dispersion field tests (unobstructed and with the presence of a fence obstructing the flow) have been designed and undertaken at Can Padró Security and Safety training site (Barcelona) by which intensive data on concentration has been acquired. Four tests were performed, consisting on releases up to 0.5 kg/s of propane during 40 seconds in a discharge area of 700 m2. FLACS software has been challenged against the experimental data collected during the field tests. In general terms, the CFD-based simulator has shown good performance when simulating cloud concentration. FLACS reproduces successfully the presence of complex geometry and its effects on cloud dispersion, showing realistic concentration decreases due to cloud dispersion obstruction by the existence of a fence. However, simulated clouds have not represented the whole complex accumulation dynamics due to wind variation, since they have diluted faster than experimental clouds.