Strategie per il miglioramento della sicurezza sismica negli ospedali

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1 Strategie per il miglioramento della sicurezza sismica negli ospedali Alessio Lupoi Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica 1

2 Passate esperienze in Italia Danni rilevanti per molti ospedali in eventi sismici: (1) interruzione del servizio (mancato soccorso ai feriti!); (2) ingenti risorse per il ripristino (economiche e temporali). 1976, Friuli Ospedale di Gemona 1980, Irpinia Ospedale di S.Angelo dei Lombardi M w = feriti $ 2.6 miliardi M w = feriti $ 10.0 miliardi 2

3 Passate esperienze nel mondo Danni a strutture ospedaliere per il terremoto Atene, Grecia, 1999 Kobe, Giappone, 1995

4 Passate esperienze: gli Stati Uniti Olive View Hospital California, 1971

5 Passate esperienze: gli Stati Uniti 1971, San Fernando 1994, Northridge Importante azione di mitigazione intrapresa su tutta la California Ingenti danni strutturali Limitati danni strutturali Fuori servizio Alti danni economici Fuori servizio, Alti danni economici

6 Conclusioni sulle passate esperienze COMPORTAMENTO NON SODDISFACENTE? COMPONENTE FISICA (EDIFICI) Strutture vulnerabili : Componenti architettonici, impianti e macchinari non progettati per resistere agli spostamenti e accelerazioni indotte dal sisma COMPONENTE ORGANIZZATIVA Mancanza di procedure efficaci per: Valutazione danni Decidere se evacuare Riorganizzazione dell ospedale per massiccio afflusso di feriti 6

7 Miglioramento del livello di sicurezza sismica Quali sono i principali fattori che concorrono al rischio sismico? RISCHIO SISMICO = PERICOLOSITÀ X VULNERABILITÀ lato azione (terremoto) NON E POSSIBILE INTERVENIRE lato sistema (l ospedale) E POSSIBILE INTERVENIRE mitigazione del rischio sismico

8 Lato Azione: la Pericolosità sismica in Italia MAPPA DI PERICOLOSITÀ SISMICA DI RIFERIMENTO (I.N.G.V.) Accelerazione di picco al suolo (PGA) associata ad una Probabilità di Superamento (P f ) del 10% in 50 anni Periodo di ritorno T R =475 anni

9 Lato sistema : Vulnerabilità dell Ospedale 9

10 Vulnerabilità: Definizione del livello di prestazione.. per un determinata intensità dell azione sismica OBIETTIVI di SICUREZZA SPECIFICI per gli OSPEDALI

11 Vulnerabilità: Componenti di un edificio (FEMA, 1994) strutturali non strutturali contenuto Valore relativo delle componenti [%] (Taghavi and Miranda, 2003)

12 Vulnerabilità: Componenti non-strutturali ed Impianti

13 Valutazione della vulnerabilità Fattori rilevanti Tipologia (muratura o c.a.); Indicazioni preliminari di massima Tipologia Condizioni Zona 1 Zona 2 Zona 3 Età di realizzazione; Storia del fabbricato (interventi) c.a. Pre L.64/74 Post L.64/74 Post 1996 Stato attuale di manutenzione/ Muratura Buona conservazione conservazione / limitati interventi Cattiva conser./ interventi pensati Metodi di valutazione della PERFORMANCE per l azione sismica I livello: statistica/esperenziale (schede); II livello: analisi numeriche di dettaglio; III livello: metodi probabilistici 1 Pr = 1 Raggiungimento Stato limite OPCM 3274/2003 0

14 Procedura per la valutazione del rischio sismico

15 Approccio probabilistico per il rischio sismico di ospedali Analisi di rischio Performance Index: Hospital Treatment Capacity Fault tree analysis Stato dell arte in materia

16 Valutazione della vulnerabilità: approccio probabilistico

17 Indicatori di vulnerabilità evoluti Indicatori classici risultanti delle analisi forze, spostamenti, etc. (grandezze fisiche) danni a cose e persone Periodo di interruzione del servizio Costi (diretti + indiretti) HTC posti letto residui PER LA SCELTA DELLA STRATEGIA DI INTERVENTO

18 Strategie di intervento Definizione Obiettivi di sicurezza (operatività) Analisi di Vulnerabilità e Mitigazione Indicatori:, PL, etc. Nessun Intervento Recupero Nessun costo Rischio elevato Intervento unico Elevati disagi Elevati costi Approccio incrementale Disagi ridotti Costi contenuti Riedificazione/ cambio di destinazione Massima riduzione rischio

19 Interventi sulle strutture

20 Interventi: elementi non-strutturali e contenuto

21 Strategia di Intervento: valutazione dei costi DIRETTI valutazione standard (materiale e manodopera) computi metrici estimativi INDIRETTI valutazione non-standard (elevata incertezza) Mancata somministrazione dei servizi medici Si possono calcolare a partire dalla spesa giornaliera del presidio Ipotesi a): funzione dei mq non utilizzabili = ( _giorno/mq) * durata_lavori * mq_occupati Ipotesi b): funzione dei posti letto non utilizzabili = ( _giorno/pl)*durata_lavori * posti_letto_persi

22 Esempio 1: ospedale in c.a. degli anni 70 Posti letto attivi: 350 Camere operatorie: 8 DEA 1 livello Volume edificato: mc Realizzazione anni 70 Strutture in c.a. Obiettivo di sicurezza Piastra: funzionalità (essenziale per protezione civile) Degenza: sicurezza per la vita

23 Esempio 1: Ipotesi di intervento di adeguamento Opt. 1) Controventi Dissipativi Opt. 2) Isolamento sismico alla base

24 Esempio 1: Valutazione Controventi Dissipativi Costi: Tempi: 27 mesi Interferenza: elevata Fase 1: adeguamento piastra corpo 1; Fase 2: adeguamento piastra corpo 2; Fase 3: adeguamento piastra, corpo 3; sgombero totale Tempi complessivamente di 27 mesi. Isolatori Costi: Tempi: 15 mesi occupazione totale solo piano interrato Occupazioni brevi e limitate altri piani. tempi di intervento: 15 mesi Interferenza: contenuta Costi diretti 300 / mq No costi indiretti

25 Esempio 2: vasto complesso ospedaliero nel centro città Corpi a 2 piani, fine anni 20 Corpi a 6 piani in c.a., fine anni mc 500 posti letto DEA 1 liv. 25 corpi ospedalieri 5 corpi impiantistici Obiettivo di sicurezza Edifici D.I.L.A.N.: funzionalità (essenziale per protezione civile) Altri edifici: sicurezza per la vita

26 Esempio 2: Costi diretti Interventi di adeguamento strutturale con controventi dissipativi Controsoffitti, infissi, tramezzi Impianti Ascensori e montacarichi Arredi Riorganizzazione funzionale Stime ricavate con prezzi relativi all anno 2003 Controventi Dissipativi Obiettivo di sicurezza NON raggiungibile opzioni di intervento opt. A: 30 mesi (alta interf.) opt. B: 51 mesi (bassa interf.)

27 Costi indiretti (parziali) N. posti letto = (d.h.) = 545 Costo giornaliero per posto letto = 760 /giorno Costo giornaliero totale = /giorno Superficie coperta = mq Costo per unità di superficie = 10 /(mq*giorno) Alternativa 30 mesi Costi ind.: Alternativa 51 mesi Costi ind.:

28 Esempi: Conclusioni CASO 1 OBIETTIVO DI SICUREZZA RAGGIUNGIBILE COSTO 300 /MQ STRATEGIA INTERVENTO: RECUPERO CASO 2 OBIETTIVO DI SICUREZZA NON RAGGIUNGIBILE COSTO (MIN.) /MQ STRATEGIA INTERVENTO: RIEDIFICAZIONE

29 Inquadramento nel contesto dell edilizia sanitaria RECUPERARE o RIEDIFICARE per adeguare le strutture ospedaliere agli standard sanitari e tecnologici?..qualche esempio. Adeguamento Standard sanitari Risparmio energetico Adeguamenti impiantistico, acustico, etc. Adeguamento sismico (OPCM 3274) la scelta dipende da vari fattori. Sanitari Tecnici Economici Sociali

30 Intervento: Pianificazione e Gestione Approccio condiviso Caratteristica peculiare degli interventi in ambiti complessi (struttura ospedaliera) particolare rilievo nel caso di evento sismico Costituzione di un team multi-displinare di esperti

31 Recuperare o Riedificare? L ospedale è una MACCHINA che assolve ad una funzione VITA UTILE Componente Immaginario Esperienza Realtà Fondazioni ETERNE ETERNE? Strutture ETERNE ETERNE? Costo % 10-15% Finiture ETERNE 30 anni? Impianti elettrici ETERNE 15 anni? Impianti meccanici ETERNE 15 anni? Attrezzature ETERNE 10 anni? 85-90% Analogia: le Fabbriche già abbandonate e riconvertite ad altro uso (università, )

32 Recuperare o Riedificare? 1954 costruito 1930, ristrutturato 1990 Analogia con le automobili + sicurezza - consumo + prestazioni 2004 costruito 2009

33 Attività di Assistenza Tecnica al Ministero della Salute Progetto Calabria ( ) Progetto Sicilia ( ) finanziamenti comunitari inseriti nel programma nazionale di assistenza tecnica a favore delle regioni Obiettivo 1

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35 Recuperare o Riedificare? Elementi Fondamentali per operare la scelta: Prestazione Conoscenza Performance superficie a posto letto 100mq in aumento % superficie delle cure 30% in aumento Consumo energetico da ridurre Isolamento acustico in aumento Operatività in caso di sisma 0-50 anni anni..

36 Contenuti del Progetto MINISTERO DELLA SALUTE Direzione generale della programmazione sanitaria, dei livelli essenziali di assistenza e dei principi etici di sistema Azione A: Valutazione dei livelli di conoscenza, campagne di indagine, rilievi di dettaglio Azione B: Effettuazione delle verifiche tecniche dei livelli di sicurezza nei complessi ospedalieri campione Azione C: Elaborazione di ipotesi di intervento strutturale e impiantistico Azione D: Elaborazione dei documenti di supporto Azione E: Azioni informative

37 Linee Guida per la sicurezza sismica degli Ospedali Programmazione e preparazione dei Poli di Emergenza RETE delle strutture ospedaliere Valutazione della sicurezza a livello regionale

38 Quadro Normativo: principali novità NTC08 Azione sismica Spettri caratteristici per ciascun sito (dagli studi dell INGV in accordo con OPCM 3274 e OPCM 3519/2006) Scompare la tradizionale classificazione del territorio in zone sismiche Funzione del Periodo di Riferimento dell opera Vr = 50 edifici ordinari Vr = 200 anni per ospedali (per acuti e poli emerg.) Programma per il calcolo dell azione sismica Disponibile sul sito del CSLP

39 Quadro Normativo Ordinanza P.C.M. 3274/2003 Nuova zonazione sismica Nuove norme tecniche (allegati) Edifici esistenti OBBLIGO DI VERIFICA PER EDIFICI STRATEGICI OSPEDALI Aggiornamento professionale Finanziamenti per verifiche ed interventi Linee Guida Regionali Documento di Supporto alle Autorità regionali per la redazione di Linee Guida

40 Quadro Normativo O.P.C.M. 3274/2003 D.M. 14/01/08 Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni Capitolo 8 Costruzioni esistenti Solo indicazioni generali Molto diverso dalla OPCM Circolare Applicativa NTC (in approvazione al CSLP) Piena compatibilità LA CIRCOLARE REINTRODUCE I METODI E LE PRESCRIZIONI DELL ORDINANZA

41 Quadro Normativo: principali novità NTC08 Livelli di Prestazione 4 Stati Limite Operatività (SLO) Danno (SLD) Salvaguardia Vita (SLV) Collasso (SLC) FEMA 396 Stato Limite Operatività a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, non deve subire danni ed interruzioni d'uso significativi

42 Quadro Normativo: principali novità NTC08 Definizione degli Obiettivi di sicurezza (Performance) Indicazioni nelle NTC08 qualora la protezione nei confronti degli stati limite di esercizio sia di prioritaria importanza, i valori di forniti in tabella devono essere ridotti in funzione del grado di protezione che si vuole raggiungere ( ) Per le costruzioni esistenti nel caso in cui si effettui la verifica anche nei confronti degli SLE i relativi livelli di prestazione possono essere stabiliti dal Progettista di concerto con il Committente ( 8.3.)

43 Quadro Normativo Livelli di protezione per i poli di emergenza sanitaria. Valori suggeriti nello studio Indicazioni Ministero della Salute Ospedali nuovi ed esistenti Casi speciali Ospedali Esistenti Stato limite T R T R min. T R. Esercizio SLO (operatività) Ultimi SLV (salv. Vita) casi speciali = ospedali esistenti per i quali non è possibile raggiungere i ivelli di protezione desiderati