Il metodo di analisi del rischio per le opere in sotterraneo L'esperienza italiana Ing. Alessandro Focaracci, CEO, Prometeoengineering.it Srl, Roma
ABSTRACT: The development of risk analysis in tunnel safety design has supplied an innovative answer to the methods required for a substantial improvement of tunnels safety, a need that was strongly felt by public opinion after the serious accidents occurred in Europe since the ’90 (Mont Blanc tunnel, France-Italy 1999; Tauren tunnel Austria 1999; Saint Gotthard tunnel, Switzerland 2001). For these reasons, the recent trend on infrastructure safety is to operate in advance of the adoption of appropriate security measures resulting from risk analysis adequate. The infrastructure safety project must be designed, realized and managed with reference to proficient risk models that allow to optimize investments and phase them timewise depending on real demands. In this context works the European Risk Analysis Method (EURAM), which consists in identifying risks as possible causes of catastrophic events such as fires, derailments and collisions whose consequences are amplified in a confined tunnel space. Based on those risks with worst consequences, the method allows to identify the proper actions to undertake in terms of structure design solutions, mechanical and electrical equipment as well as use management in order to improve the accident prevention and guarantee the user protection. The risk analysis can quantify the infrastructure risk by means of the risk curves as drawn on the fatality/probability plot. Finally, comparing the risk curves associated to different design solutions and implementing the ALARP criterion, it is possible to optimize the required interventions in terms of cost and safety advantage. The Method ends reporting the maintenance and monitoring plans for all safety equipments chosen by the designer as well as the emergency management plan that identifies the involved subjects and the time and action for rescue in case of a relevant accident. The article will illustrate the experience acquired within the last 10 years on road, railway and metro tunnel across Europe and, in particular, it will explain the safety design method; moreover the paper will illustrate the scientific bases of risk analysis developed through EURAM methodology and its key steps.
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Introduzione
Nel settore dei trasporti terrestri l’aumento del traffico merci e passeggeri, da una parte, e la vetusta delle infrastrutture, dall’altra, possono oggi portare ad avere infrastrutture inadeguate per la sicurezza degli utenti, per cui possono verificarsi eventi incidentali di tipo catastrofico. Nel caso ciò si verifichi, non solo l’impatto emotivo, ma anche i costi per la perdita di vite umane, i costi diretti per la ricostruzione dell’infrastruttura e i costi indiretti per l’interruzione dell’esercizio possono essere estremamente elevati. La recente tendenza nel campo della sicurezza delle infrastrutture, specie a seguito degli incidenti occorsi in Europa dalla fine degli anni ’90 (Tunnel del Monte Bianco Francia – Italia, 1999, 39 morti, Tauren Tunnel Austria, 1999, 12 morti, nel Sant Gottard Tunnel Svizzera,2001, 11 morti) è quella di intervenire preventivamente adottando misure di sicurezza adeguate dettate da specifiche analisi di rischio. La Comunità internazionale approccia quindi il problema della sicurezza in termini di prevenzione e protezione degli utenti. La sicurezza dell’infrastruttura deve essere progettata, realizzata e gestita con riferimento a modelli di rischio efficaci, che permettano di ottimizzare gli investimenti e graduarli nel tempo in funzione delle effettive esigenze. Il metodo proposto consiste nel progetto della sicurezza dell’infrastruttura attraverso il quale è, oggi, possibile associare il rischio degli utenti di una infrastruttura al tipo, intensità e affidabilità degli interventi messi in atto per mantenere i livelli di rischio entro valori accettabili. Il metodo proposto permette di avere una quantificazione oggettiva della pericolosità dell’infrastruttura consentendo di intervenire in maniera preventiva fino ad ottenere un livello di sicurezza accettabile. Conseguentemente l’adozione di tale approccio consente di avere per una data infrastruttura costi decisamente inferiori rispetto a quelli che la Comunità dovrebbe sostenere a seguito di un evento catastrofico, specie per quanto attiene ai costi sociali conseguenti all’interruzione dell’esercizio dell’infrastruttura. A livello europeo dopo i catastrofici incidenti del Monte Bianco, del Tauren Tunnel, del Sant Gottard Tunnel ed del Channel Tunnel, la Comunità Europea ha emanato una serie di Direttive per la sicurezza delle infrastrutture sia stradali che ferroviarie, tutte basate su regole prestazionali, in cui vengono definiti i principali interventi per la sicurezza, i criteri di
verifica della loro sufficienza in termini di valutazione dei rischi, le azioni di mantenimento e di monitoraggio di detti interventi, nonché i piani per la gestione delle emergenze che i Gestori delle infrastrutture devono attuare di concerto con le squadre di soccorso. Questo approccio normativo, già in avanzato stato di attuazione in Europa, da circa dieci anni ha dato i suoi evidenti frutti con una sensibile riduzione delle conseguenze degli incidenti a fronte di investimenti decisamente contenuti rispetto ai costi che si debbono sostenere a seguito di un evento catastrofico. Ad esempio basti pensare che i costi sostenuti dalla Comunità a seguito dell’incidente del Monte Bianco sono stati valutati nell’ordine di circa 600 milioni di euro mentre gli investimenti per la messa in sicurezza delle gallerie sono dell’ordine di 4 – 6 milioni di euro per chilometro di galleria.
. Figura 1 - Mont Blanc tunnel, Francia-Italia 1999
Figura 2 - Channel tunnel, Francia –UK 2008
Il metodo europeo di analisi di rischio (EURAM) consiste nell’individuare i pericoli, intesi come possibili cause di incidenti catastrofici quali per esempio gli incendi, i deragliamenti e le collisioni, le cui conseguenze sono amplificate dall’ambiente confinato delle gallerie. Sulla base dei pericoli che possono avere le maggiori conseguenze vengono individuati gli interventi ritenuti più adeguati, in termini di soluzioni progettuali relativi alla struttura, agli impianti e alla gestione dell’esercizio, in grado di migliorare la prevenzione degli incidenti e garantire la protezione degli utenti in caso di incidenti. Il metodo prevede inoltre la verifica della sufficienza degli interventi con l’analisi di rischio che, attraverso le curve di rischio riportate sul piano fatalità/probabilità, consente di quantificare il rischio dell’infrastruttura. Infine, attraverso il confronto delle curve associate a diverse soluzioni progettuali, adottando il criterio ALARP, è possibile ottimizzare gli interventi dal punto di vista dei costi e dei relativi benefici in termini di sicurezza. Il metodo si completa con la redazione dei piani di manutenzione e monitoraggio di tutte le dotazioni di sicurezza scelte dal progettista e dal piano di gestione dell’emergenza in cui vengono individuati i soggetti coinvolti e i tempi di intervento in caso di incidente rilevante
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Case History
Il metodo di analisi di rischio, denominato EURAM, è l’unico metodo utilizzato in Italia per la progettazione della sicurezza ed è stato applicato per più di 300 km di gallerie sia stradali che ferroviarie. Di seguito si riportano i principali casi di casi di applicazione del metodo:
SS 117 Centrale Sicula. Gallerie Paravola e Rocca San Basile. Progettazione definitiva impianti e della sicurezza in esercizio delle gallerie stradali tramite l’analisi di rischio. Anno: 2013
Autostrada Pedemontana Lombarda. Progetto della sicurezza e prevenzione incendi per la messa in servizio delle gallerie stradali della Tratta A (Solbiate Olona, Gorla e Cislago), della tangenziale di Como (Grandate) e della tangenziale di Varese (Morazzone). Anno: 2013
Variante alla SS n. 1 Aurelia (Aurelia bis) - Interconnessione tra i caselli della A-12 ed il Porto di La Spezia. Progetto della sicurezza per 3 galleria aventi lunghezza superiore a 500m : galleria “Pellizzarda”, “Filettino I”, “Fornaci”. Analisi di rischio e progetto delle vie di fuga e percorsi di esodo. Anno: 2013
Autostrada A3 Salerno-Reggio Calabria. Macrolotto 5. N°12 gallerie stradali dallo Svincolo di Gioia Tauro allo Svincolo di Scilla. Progetto della sicurezza per la messa in esercizio e prevenzione incendi. Studio finalizzato all'individuazione degli interventi necessari per garantire adeguati livelli di qualità di esercizio mediante l’analisi di rischio EURAM; progetto esecutivo degli impianti tecnologici e delle dotazioni di sicurezza previsti dal D.Lgs. 264/2006
- Attuazione della direttiva 2004/54/CE in materia di sicurezza per le gallerie della rete stradale transeuropea. Anno: 2012
Autostrada A3 Salerno-Reggio Calabria. Macrolotto 1 - CMC. Gallerie con lunghezza superiore a 500m: galleria “Castelluccio”, “Costa Incoronata”, “Tanagro”. Progetto della sicurezza ed analisi di rischio finalizzato all'individuazione degli interventi necessari per garantire adeguati livelli di sicurezza in esercizio; progetto esecutivo degli impianti tecnologici e delle dotazioni di sicurezza previsti dal D.Lgs. 264/2006 - Anno: 2012
Autostrada A14 tratto Ancona Nord – Ancona Sud. Galleria stradale Montedomini (397 m). Studio della sicurezza con l’analisi di rischio. Progetto del sistema di ventilazione durante l’ampliamento della galleria effettuato tramite una struttura a scudo che consente di effettuare le lavorazioni senza interruzione del traffico. Anno: 2012
SS 106 Jonica. Gallerie Vittoria, Cardona e Montegiordano. Progetto della sicurezza prevista ai sensi del D.Lgs. 264/2006 per le gallerie ricadenti nel 3° lotto e 1° e 2° stralcio del tratto tra il km 402+400 e il km 405+950. Attuazione della direttiva 2004/54/CE in materia di sicurezza per le gallerie della rete stradale transeuropea. Anno: 2010
SS 106 Jonica. Maxilotto DG 21/04. Gallerie S. Maria, Tiriolello e Bellino. "Realizzazione della E90, tratto S.S. 106, dallo svincolo di Squillace (Km 178+350) allo svincolo di Simeri Crichi (Km 191+500) e prolungamento della S.S. 280 dei Due Mari dallo svincolo di S. Sinato allo svincolo di Germaneto“ . Progetto della sicurezza prevista ai sensi del D.Lgs. 264/2006 - Attuazione della direttiva 2004/54/CE in materia di sicurezza per le gallerie della rete stradale transeuropea. Anno: 2010
SS 145 Sorrentina. "Costruzione di una variante alla SS 145 Sorrentina tra i Km 11+800 e 14+000”. Progetto generale della sicurezza in esercizio mediante l’analisi di rischio mediante metodo EURAM. Caso particolare di innesco tra una galleria esistente ed una di nuova realizzazione: presenza di un camerone di innesto tra la Galleria Pozzano, Galleria Seiano e Galleria Scrajo. Studio delle procedure di emergenza sulla base delle caratteristiche dei diversi cunicoli di emergenza e degli accessi intermedi per le squadre di soccorso. Studio del sistema di ventilazione misto: semitrasversale e longitudinale. Anno: 2010
Gallerie gestite da Autostrade per l’Italia SpA –Verifica e validazione delle varianti progettuali apportate ai progetti di adeguamento di 116 gallerie gestite da Autostrade per l’Italia: tratte autostradali A1, A14, A23, A26, A27. Applicazione del D.Lgs n.264/2006 - Attuazione della Direttiva 2004/54/CE in materia di sicurezza per le gallerie della rete stradale transeuropea. Analisi di rischio per la verifica degli interventi di adeguamento. Anno: 2008
Autostrada A1. Gallerie stradali “Poggio Secco” e “del Colle”. Progetto della sicurezza, mediante l’analisi di rischio, per le gallerie bidirezionali nell’ambito dell’ampliamento della terza corsia tratta Barberino del Mugello - Incisa Valdarno. Sub tratta Firenze Nord – Firenze Sud. Lotto 6 tratta B. Anno : 2008
Gallerie ricadenti nel compartimento ANAS per la viabilità della Lombardia. Progetto della sicurezza, con analisi di rischio, finalizzato ad individuare gli interventi di adeguamento e messa a norma delle dotazioni impiantistiche di sicurezza nell’ambito della finanza di progetto. Anno : 2007
Autostrada A1 – Variante di Valico. Progetto della sicurezza per le gallerie stradali della Variante di Valico - tratta Sasso Marconi La Quercia. (adempimenti D.Lgs 264/2006 attuazione della Direttiva Europea 54/2004/CE sui requisiti minimi per le gallerie stradali appartenenti alla rete TERN). Analisi di rischio mediante metodo EURAM. Anno : 2007
Ponte sullo Stretto di Messina. Progettazione definitiva ed esecutiva dell'attraversamento stabile dello Stretto di Messina e dei collegamenti stradali e ferroviari sui versanti Calabria e Sicilia. Analisi di rischio mediante metodo EURAM per la progettazione della sicurezza di tutte le gallerie stradali, ferroviarie e stazione. Simulazioni termofluidodinamiche e di esodo per la verifica dell’efficienza del sistema di estrazione fumi nelle stazioni ferroviarie. Verifica progettuale per la valutazione del rischio tecnico e costruttivo delle gallerie di accesso al Ponte. Anno: 2005
Figura 3 - Le gallerie a cui è stata applicata l’analisi di rischio
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Criteri di progettazione per la sicurezza nelle gallerie
Lo sviluppo dell’analisi di rischio nella progettazione della sicurezza nelle gallerie, ha fornito una risposta metodologica innovativa all’esigenza di un miglioramento sostanziale della sicurezza nei tunnel. Le nuove normative, sia a livello europeo che nazionale, hanno dato risposta a questa esigenza e hanno fatto propria questa nuova impostazione progettuale, che permette un valutazione quantitativa del rischio: si sono così creati i necessari presupposti per avviare un’imponente programma di interventi di messa in sicurezza dei tunnel stradali, ferroviari e metropolitani. Queste misure contribuiranno a collocare ancora una volta il nostro Paese, che da solo detiene oltre il 60% delle gallerie in Europa, all’avanguardia nel mondo del tunnelling. La necessità di utilizzare criteri di valutazione di tipo quantitativo e di adottare un approccio di tipo sistemico, nasce dal fatto che la percezione del pericolo, ovvero la percezione psichica del rischio, è soggettiva in quanto è legata alla confidenza che il soggetto ha con il sistema (mezzo, impianto, struttura, ecc.) utilizzato. Pertanto non si può ricorrere ad una semplicistica elencazione dei provvedimenti da adottare per la sicurezza di una infrastruttura, se prima non si sono definiti esattamente i rischi più probabili ed i livelli di sicurezza ammessi. Un tale metodo ha il pregio di evitare che eventi tragici, che investono la sfera emotiva, portino a sovradimensionare gli interventi destinati alla sicurezza, con aggravi economici tali da mettere in crisi le capacità d’investimento di un paese, sottraendo risorse che potrebbero essere destinate ad opere di maggiore priorità. Un approccio corretto e coerente con le reali necessità di una determinata infrastruttura consente, invece, un’ottimizzazione degli investimenti, che rende più realizzabile il perseguimento degli obiettivi di sicurezza su larga scala. Un’ulteriore vantaggio che si consegue adattando interventi mirati ad uno specifico sistema galleria è che, in tal modo, si evita di riproporre soluzioni standard, altrimenti applicate passivamente in tutti i casi, e allo stesso tempo si incentiva la ricerca di soluzioni tecnologiche innovative. La Direttiva 2004/54/CE, in particolare, individua gli obiettivi di sicurezza da perseguire, identifica un insieme di parametri di sicurezza da considerare, fissa gruppi di requisiti minimi di sicurezza da soddisfare ed individua l’analisi di rischio come lo strumento analitico da utilizzare per determinare il livello di sicurezza di una galleria. È il caso di ricordare che per rischio si intende la conversione di un pericolo potenziale in conseguenze fattive. Per salvaguardia si intende il complesso delle azioni di condizionamento esercitate sul rischio dal comportamento della popolazione, dalle soluzioni strutturali, dai sistemi tecnologici, dalle procedure di gestione e controllo. Tra le i due concetti sussiste la seguente relazione: Rischio = Pericolo x ( Salvaguardia ) – 1 La relazione introdotta consente di comprendere come sia impossibile avere un rischio nullo. Il rischio non è una grandezza fisica e quindi misurabile: è però possibile definirlo matematicamente utilizzando la teoria degli insiemi. Secondo tale approccio, il rischio è definito come un’applicazione tra l’insieme degli eventi pericolosi e l’insieme delle conseguenze. Entrambi questi insiemi sono di tipo probabilistico. L’insieme delle conseguenze definisce il potenziale anno associabile ad un sistema sede di eventi pericolosi. Il processo di progettazione della sicurezza nelle gallerie stradali e ferroviarie segue le seguenti fasi come schematizzato in figura 4.
Figura 4 - Rischio come applicazione attraverso gruppi probabilistici
3.1
Acquisizione dati sulle caratteristiche del tunnel
Come in ogni processo progettuale anche per il progetto della sicurezza non si può prescindere all’acquisizione dei dati di base, questi riguardano principalmente:
le caratteristiche geometriche e strutturali dell’opera, con particolare riferimento alla lunghezza, alla conformazione della sezione trasversale (numero, larghezza e direzionalità delle corsie, altezza o gabarit, marciapiedi, ecc.), alle caratteristiche geometriche del tracciato e, per le opere esistenti, tipologia e anno di costruzione. Se si tratta di opera in progetto questi parametri rappresenteranno le ipotesi di base, suscettibili di modifica a seguito delle verifiche sulla sicurezza dell’opera;
le caratteristiche ambientali in cui è inserita l’opera, che riguardano le condizioni meteoclimatiche prevalenti agli imbocchi, l’accessibilità alla galleria, la possibile localizzazione delle squadre di soccorso;
le caratteristiche del traffico in termini di volumi e di composizione del traffico, regime di traffico (es. curve di velocità) e livelli di servizio attesi.
Figura 5 – Diagramma di flusso relativo alla progettazione nella sicurezza delle gallerie
3.2
Analisi di vulnerabilità dell’infrastruttura
Raccolti i dati di base, si passa ad una prima fase di elaborazione che consiste nell’analisi di vulnerabilità del sistema galleria, nella quale vengono identificati i potenziali pericoli connessi al sistema galleria e vengono identificati i possibili scenari di pericolo. L’Analisi di Vulnerabilità consente di identificare anomalie nei parametri di sicurezza e deficit nei requisiti minimi fissati dalle norme, permette l’individuazione della procedura di analisi di rischio da utilizzare nella fase successiva di verifica e permette di avere un quadro qualitativo della pericolosità del sistema galleria per poter quindi passare all’individuazione delle soluzioni progettuali più adeguate.
3.3
Individuazione e progettazione dei requisiti di sicurezza in termini strutturali ed impiantistici
Dall’analisi di vulnerabilità il progettista della sicurezza può comprendere quali strumenti di sicurezza adottare tra le misure con funzione di prevenzione, di protezione o di mitigazione (ovvero di facilitazione all’esodo), le misure di tipo geometrico e strutturale e le misure di tipo impiantistico, che le normative annoverano come minime inderogabili o derogabili sotto determinate condizioni.
In questo contesto, le direttive normative europee raccomandano di ridurre quanto possibile gli interventi infrastrutturali, sempre molto costosi ed impattanti sull’esercizio, per privilegiare sistemi impiantistici e nuove tecnologie quali per esempio i sistemi di estinzione del fuoco in grado di contrastare l’insorgere dell’incendio. Al progetto della sicurezza e all’analisi del rischio è demandato il compito di individuare soluzioni alternative che garantiscano un livello di sicurezza equivalente o accresciuto, quando tali requisiti non sono realizzabili o lo sono soltanto ad un costo non proporzionato. La progettazione della sicurezza, quindi, sia per le gallerie ferroviarie che per le gallerie stradali prevede l’individuazione di soluzioni strutturali, dispositivi impiantistici, misure gestionali, anche di tipo innovativo, che permettano di conseguire gli obiettivi di sicurezza prefissati dalla norma e la successiva verifica delle scelte operate tramite un’analisi di rischio quantitativa.
Figura 6 – Dotazioni di sicurezza
La metodologia “EURAM” (European Risk Analysis Method)
3.4
La legge italiana (il D.Lgs 264/06) ha definito una metodologia di analisi di rischio analitica e ben definita ed in particolare: •
il campo di applicazione dell'analisi di rischio, che esclude l'incidentalità stradale senza ulteriori conseguenze, limitato ad incendi, collisioni con incendio e rilasci di sostanze tossiche e nocive;
•
l'adozione dell'analisi di rischio di tipo quantitativo basata sul calcolo delle frequenze di accadimento degli eventi e delle relative conseguenze e della loro combinazione, mediante la tecnica albero degli eventi, in ben determinati indicatori di rischio;
•
la scelta di calcolare le conseguenze di eventi di tipo incendio adottando modelli matematici per il flusso degli agenti pericolosi (temperatura, gas tossici e nocivi), per l'esodo e per la sopravvivenza degli utenti finalizzati ad ottenere risultati statisticamente significativi considerando le incertezze connesse alle casualità ed allo stato dell'arte sulle conoscenze;
•
l'adozione come indicatori di rischio delle curve FN (cumulate complementari) e del Valore Atteso del Danno;
•
l'adozione di un criterio di accettazione del rischio basato sul rischio sociale e sul principio ALARP mediante il piano FN sul quale sono stati definiti un limite di accettabilità ed un limite di tollerabilità da rispettare per legge.
I valori limite del D.Lgs 264/06 sono stati ottenuti calcolando, con modelli conformi al metodo EURAM, le curve cumulate complementari per una serie di gallerie di riferimento, caratterizzate dalla presenza dei requisiti minimi di sicurezza e da parametri di sicurezza in linea con gli standard nazionali rendendoli di fatto necessari e sufficienti per le gallerie non speciali. Il confronto di tali limiti con i limiti forniti da altre attività antropiche analoghe e con i limiti fissati dal altri stati ha infine consentito di verificare la coerenza dei risultati ottenuti. Le linee guida ANAS, successivamente pubblicate nel 2009, riprendono i capisaldi del metodo introdotto dal Decreto e ne definiscono nel dettaglio gli aspetti applicativi ovvero forniscono le basi per il calcolo del rischio vero e proprio.
In particolare sono forniti dati di riferimento per:
3.5
•
la definizione dei tassi di accadimento degli eventi pericolosi;
•
la caratterizzazione dal punto di vista fisico dei focolai di incendio tipici delle gallerie stradali e la loro ripartizione in termini di probabilità d accadimento;
•
la caratterizzazione dei fattori che influenzano il processo di esodo degli utenti;
•
l'indicazione delle metodologie di calcolo possibili per il flusso del pericolo;
•
l'adozione di un approccio di tipo bayesiano con lo scopo di migliorare continuamente l'affidabilità dei risultati, che tiene conto delle incertezze per la definizione dei parametri soggetti a variabilità mediante l'impiego di funzioni di distribuzione;
•
l'adozione di metodi statistici per il trattamento dei dati di incidentalità finalizzati all'ottenimento delle funzioni di distribuzione;
•
l'adozione di metodi statistici per la simulazione degli eventi pericolosi, dell'esodo degli utenti e della letalità per ottenere le funzioni di distribuzione;
•
l'adozione di curve pseudo-continue derivate dall'albero degli eventi finalizzate a ridurre le incertezze nella fase di confronto con le rette limite di tollerabilità e accettabilità, e nella determinazione del valore atteso del danno.
L’approccio adottato e le principali caratteristiche
Il metodo di analisi di rischio EURAM si basa su una metodologia quantitativa sviluppata su basi probabilistiche, che fornisce come risultati una curva cumulata complementare ed un valore atteso del rischio sociale ed individuale che devono essere confrontati con dei valori limite. Si prevede la riduzione del rischio secondo il criterio ALARP che può essere completato con un’analisi costi benefici o con un’analisi multicriterio. La verifica del raggiungimento degli obiettivi di sicurezza, nell’ambito del processo progettuale, avviene con lo studio, su basi probabilistiche, degli eventi pericolosi e con l’individuazione e la caratterizzazione, in termini di probabilità di accadimento e danno, degli scenari di emergenza. Il metodo EURAM, concettualmente, può essere semplificato dallo schema riportato in figura 8. L’evoluzione degli eventi critici viene seguita lungo i rami dell’albero degli eventi, che sono condizionati dai diversi sistemi di sicurezza caratterizzati in termini probabilistici di affidabilità ed efficienza. L’albero degli eventi è utilizzato unicamente come tecnica di rappresentazione e non come uno strumento semplificato per eseguire i calcoli di rischio. Alla base di tale metodo, si sviluppano dei modelli termo-fluidodinamici e di simulazioni dell’esodo per un vastissimo numero di scenari.
Figura 7 - Procedure di ventilazione in emergenza
Gli scenari esaminati vengono combinati casualmente con il Metodo di Monte Carlo, per avere un numero probabilisticamente rappresentativo di fatalità. Gli scenari analizzati tengono conto della molteplicità dei fattori che possano produrre conseguenze letali sugli utenti ed anch’essi vengono combinati tra loro a seconda del tipo, intensità, evoluzione del focolaio e dello sversamento, posizione dell’evento pericoloso rispetto alle galleria, presenza di sistemi di sicurezza, oltre che al comportamento degli utenti, il loro numero e tipologia. Per tale scopo si fa riferimento a modelli di formazione delle code, a modelli termo-fluidodinamici ed a modelli di esodo per ricavare la funzione di distribuzione della fatalità da associare, per mezzi di calcoli matematici, alla curva delle frequenze degli eventi incidentali in cui può verificarsi l’evento iniziatore.
Si valuta così l’effettiva sicurezza degli utenti nei possibili scenari di evacuazione e di pericolo e si quantifica il rischio relativo a ciascuna galleria per un determinato periodo di tempo. L’analisi di rischio con questo metodo permette di dimostrare l'efficacia dell’insieme di misure di prevenzione, protezione, mitigazione e gestione nel rispetto degli obiettivi di sicurezza fissati dalla direttiva europea, assicurando così che il rischio legato al tunnel, rappresentato in termini di Curve Cumulate Complementari (indicatori di rischio sociale), si trovi al di sotto del limite di rischio tollerabile. Secondo il criterio ALARP deve essere dimostrato che il rischio relativo alla galleria non può essere ulteriormente ridotto se non a costi sproporzionati (analisi costi-sicurezza).
Figura 8 – Schema concettuale di sintesi dell’EURAM (European Risk Analysis Method)
3.5.1
La misura del rischio
Le misure del rischio possono essere classificate in funzione delle conseguenze in: Variable
Misura Rischio Individuale
Numero di vittime (N) Rischio Sociale Costi Diretti Danni economici (DE) Costi Indiretti
La variabile assunta come rappresentativa nella definizione delle misure di rischio è il numero di vittime conseguente all’accadimento di un evento incidentale critico. La misura di rischio adottata nella normativa vigente è una misura di Rischio Sociale. Le misure di rischio sociale proposte in letteratura sono suscettibili di essere rappresentate in forma grafica ovvero formulate in termini analitici. Il rischio sociale è normalmente calcolato stimando la frequenza dell’evento per anno ”f” ed il numero di vittime associato “N” per ciascun evento individuale identificato e le possibili conseguenze. Ciascuna coppia “f-N” può essere rappresentata con un punto su di un grafico, generando degli istogrammi noti come “f-N-curve”.
La zona compresa tra la curva di Rischio Tollerabile e la curva di Rischio Accettabile definisce la zona di applicazione del principio “ALARP” (As Low As Reasonably Practicable): tale principio, assunto come criterio guida nell’analisi costisicurezza, stabilisce che la riduzione del livello di rischio di una determinata galleria debba risultare compatibile con i vincoli tecnici e economici propri del progetto della struttura. La soluzione progettuale ottima risulta dalla combinazione condotta su basi rigorose ed in modo giustificato delle misure di sicurezza preventive e protettive ritenute necessari ad assicurare un livello di rischio accettabile per la galleria analizzata. Il dominio delle misure compensative è il dominio di applicazione del principio ALARP in accordo alla metodologia dell’analisi di rischio adottata nelle norme. Il livello di rischio proprio di una generica galleria è determinato tracciando la curva cumulata complementare ad essa corrispondente (CCC). La curva cumulata complementare, contenendo tutte le informazioni disponibili rispetto alle frequenze di accadimento di un insieme di eventi incidentali rilevanti ed alle probabilità delle conseguenze ad essi associate, consente una rappresentazione del rischio nella forma di una completa distribuzione delle potenziali perdite evidenziando gli effetti delle incertezze connesse al malfunzionamento ovvero all’inadeguatezza dei sistemi di sicurezza adottati. L’area sottesa da una curva cumulata complementare definisce un indicatore di rischio globale idoneo a determinare le condizioni di equivalenza fra soluzioni progettuali diverse per un sistema galleria avendo preventivamente definito idonei criteri di confronto che tengano conto delle incertezze connesse al sistema. Una curva Cumulata Complementare, essendo riconducibile ad una funzione di distribuzione cumulata, non può essere caratterizzata in termini di un unico momento (valore atteso del danno). La retta rappresentativa del livello di Rischio Tollerabile è compatibile con l’inviluppo tangente retto alle curve cumulate complementari corrispondenti a gallerie reali dotate di tutti i requisiti minimi di sicurezza e sistemi di sicurezza caratterizzati da affidabilità ed efficienza desumibili dalle raccomandazioni della buona pratica corrente.
3.5.2
Campo e limiti di applicazione
Conforme al D.Lgs 264/06, l’IRAM è applicabile sia sui tunnel esistenti che di nuova costruzione. Tale metodo permette di selezionare gli adeguati dispositivi addizionali di cui necessita il tunnel, oppure le misure di sicurezza alternative da adottare quando non sia possibile implementare i requisiti minimi correlati al tunnel esaminato. Più precisamente l’IRAM è conforme alle prescrizioni ADR e permette la valutazione del rischio sociale di un tunnel in cui sia autorizzato il trasporto di merci pericolose. In tale ambito, è opportuno osservare che, per come è strutturato il D.Lgs 264/06, ogni approccio basato sull’analisi di uno scenario deterministico, o qualunque valutazione del rischio basata su un numero limitato di eventi critici, non è conforme con la normativa italiana, poiché quest’ultima richiede che il rischio sociale di un tunnel sia determinato sulla base di un quadro probabilistico di scenari di evacuazione, ottenuto mediante l’analisi probabilistica degli eventi critici.
4
Piani di emergenza in ottemperanza alle prescrizioni legislative di recente emanazione
Il progetto della sicurezza descrive le misure preventive ed i sistemi e dispositivi di protezione necessari per garantire la sicurezza degli utenti e del personale addetto ai servizi di pronto intervento e sarà completato sia per le gallerie stradali che ferroviarie, con i documenti relativi alla gestione della sicurezza per la messa in esercizio del tunnel e per l’effettuazione delle esercitazioni periodiche. In particolare il progetto della sicurezza sarà integrato: -
dalle modalità organizzative definite per garantire il funzionamento e la manutenzione della galleria;
-
da un piano di gestione dell'emergenza, elaborato in collaborazione con i servizi di pronto intervento che tiene conto degli utenti e del personale addetto ai servizi di pronto intervento;
-
da un sistema di acquisizione ed aggiornamento del quadro conoscitivo sugli eventi, incidenti e malfunzionamenti significativi, compresa la loro analisi;
-
dal piano delle esercitazioni di sicurezza svolte;
-
dal programma di formazione del personale.
Per le nuove gallerie il progetto della sicurezza dovrà precedere qualsiasi altra progettazione geotecnicastrutturale ed impiantistica, in quanto da questa fase progettuale propedeutica scaturiranno i lay-out su cui riferire le caratteristiche dell’opera. Tali caratteristiche spesso sono state definite sulla base di soluzioni precostituite, fondate più sulla consuetudine che su una attenta progettazione che garantisca la reale sicurezza dell’opera, ottimizzando le risorse economiche a disposizione del paese.
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Conclusioni
La procedura di progettazione della sicurezza sviluppata sostituisce i concetti scenario incidentale ed evento dimensionante (analisi deterministico delle conseguenze) con i concetti insieme probabilistico di scenario di esodo e distribuzioni attese del danno (approccio probabilistico) correlate attraverso la simulazione del flusso del pericolo e del processo di esodo in una determinata struttura. Tale procedura adotta l’analisi di rischio EURAM (European Risk Analysis Method), analitica e ben definita, identificata come idonea per determinare il livello di rischio proprio delle gallerie presenti sulla rete stradale e ferroviaria italiana. Il metodo di analisi di rischio previsto rappresenta anche il riferimento della nuova normativa per la sicurezza delle gallerie. Grazie all’approccio sistemico introdotto, è possibile la determinazione della salvabilità degli utenti per scenari di esodo possibili conseguenti agli eventi incidentali considerati critici e la quantificazione del rischio associato alla singola galleria su un fissato lasso temporale. Un simile metodo permette di affrontare il tema della sicurezza in termini ingegneristici, attraverso una sequenza logica di analisi e valutazioni, di tipo numerico e quantitativo: in tal modo si evita che, sull’onda emotiva generata a seguito di un grave incidente, si sovradimensionino gli interventi, con aggravi economici tali da mettere in crisi le capacità d’investimento di un paese: è così possibile progettare la sicurezza all’esercizio delle infrastrutture così come si progetta la sicurezza statica dell’opera.
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