Proposta di approccio metodologico per la valutazione e accettazione del rischio nelle metropolitane

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1 Proposta di approccio metodologico per la valutazione e accettazione del rischio nelle metropolitane Elena MOLINARO Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti

2 MINISTERO DELLE INFRASTRUTTURE E DEI TRASPORTI Comitato Tecnico Permanente per la sicurezza dei sistemi di trasporto ad impianti fissi Gruppo di lavoro composto da: - Rappresentanti del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti - Università - Esperti del settore

3 PROGETTARE LA SICUREZZA per sistemi di trasporto complessi.. Non è possibile analizzare singolarmente i singoli sottosistemi senza tener conto delle reciproche interazioni Occorre individuare una metodologia di verifica della sicurezza che consenta un approccio sistematico cercando di individuare gli eventi indesiderati, le loro cause, gli scenari di evoluzione, determinando in tal modo una più profonda comprensione del sistema e della interrelazione tra le varie parti 3

4 PROGETTARE LA SICUREZZA per sistemi di trasporto complessi.. 4

5 .. ANALISI DI VALUTAZIONE E ACCETTAZIONE DEL RISCHIO INIZIO Definizione del sistema Identificazione dei pericoli Analisi delle frequenze, F Analisi delle conseguenze, N Stima dei rischi R= FN Criterio di accettabilità del rischio Valutazione dei rischi Riduzione del rischio NO Rischio accettabile? SI STOP 5

6 Tutto questo ci ha portato a riflettere su: Il livello di sicurezza ritenuto accettabile è espresso in termini di rischio residuo ammissibile e quindi in termini probabilistici Diventa prioritario definire il rischio residuo ammissibile per un sistema di trasporto a via guidata per poter fornire ai progettisti l obiettivo di sicurezza cui tendere nella progettazione dei sistemi La verifica delle analisi condotte da parte delle autorità di sicurezza risulta problematica qualora non venga individuato un processo metodologico che dia indirizzi comuni per sviluppare le analisi dei rischi nel settore 6

7 .. ANALISI DI VALUTAZIONE E ACCETTAZIONE DEL RISCHIO INIZIO Definizione del sistema Identificazione dei pericoli Analisi delle frequenze, F Analisi delle conseguenze, N Stima dei rischi R= FN Criterio di accettabilità del rischio Valutazione dei rischi Riduzione del rischio NO Rischio accettabile? SI STOP 7

8 CRITERI DI ACCETTABILITA DEL RISCHIO 1. Codici di buona pratica (Norme e standard tecnici) 2. Sistemi di riferimento (Analisi delle similitudini con sistemi in esercizio) 3. Stima esplicita del rischio (Analisi completa) 8

9 INDICATORI DI RISCHIO RISCHIO INDIVIDUALE RISCHIO SOCIALE 9

10 RISCHIO INDIVIDUALE..dati di letteratura Criterio del DM (Decreto Gallerie Ferroviarie) 4.2 Livelli di accettabilità del rischio individuale «Secondo i dati di letteratura per i rischi liberamente assunti viene registrato statisticamente un rischio individuale per anno compreso tra 10-1 e 10-5, mentre per quelli involontari si va da 10-6 a 10-8». Ipotizzando in modo cautelativo, che ciascun utente percorra in media 1000km/anno sul sistema ferroviario, il rischio individuale in galleria viene fissato in 10-9 fatalità/(passeggero*km*anno)...il rischio individuale definisce il valore atteso di rischio annuo per passeggero per km; la soglia di attenzione è fissata a e la soglia di inaccettabilità a

11 RISCHIO INDIVIDUALE..dati di letteratura 11

12 RISCHIO INDIVIDUALE..Domanda di trasporto Ipotesi 1: rapporto tra la domanda di trasporto soddisfatta, escludendo le autovetture private, e la popolazione totale Ipotesi 2: rapporto tra la domanda di trasporto soddisfatta, escludendo le autovetture private, e la popolazione ridotta (adottando un coefficiente di riduzione proporzionale al rapporto tra passeggeri*km con auto private ed il totale) Ipotesi 3: tempo medio trascorso giornalmente sul trasporto pubblico per la velocità media commerciale. Ipotesi 4: valutazione intermedia per limitarsi alla quota di percorso sul trasporto pubblico locale 12

13 RISCHIO INDIVIDUALE proposta di criterio di accettabilità Rischio involontario minimo Rischio involontario massimo Rischio min. Percorso medio involontario. Rischio max. involontario [eventi/(person a*anno)] [eventi/(person a*anno)] [km/(persona* anno)] [eventi/(person a*anno*km)] [eventi/(person a*anno*km)] D.M ,00E-08 1,00E ,00E-11 1,00E-09 IPOTESI 1 (da statistiche ) 1,00E-08 1,00E ,67E-12 3,67E-10 IPOTESI 2 (da statistiche) 1,00E-08 1,00E ,71E-13 6,71E-11 IPOTESI 3(da utente medio) 1,00E-08 1,00E ,83E-12 1,83E-10 Criterio individuato 1,00E-08 1,00E ,00E-12 2,00E-10 La percorrenza annua dell «criterio individuato», pari a 5000km/anno, corrisponde ad una permanenza media giornaliera su mezzi di trasporto di poco meno di 1 ora ed un percorso di circa 15km ipotizzando una velocità commerciale di circa 15km/h. 13

14 RISCHIO INDIVIDUALE..proposta di criterio di accettabilità 14

15 RISCHIO SOCIALE Al fine di identificare una soglia di accettabilità viene introdotto un criterio di limitazione sul piano Frequenza cumulata -Numero di fatalità. Il criterio consiste nell accettare il rischio cumulato se esso è al di sotto di una curva limite nel piano Frequenza(F) Fatalità (N). La curva limite è data dal prodotto della frequenza F per il numero di fatalità N eventualmente elevato ad un esponente diverso da 1: F*N Y = A Per ricavare la curva è necessario fissare un punto nel piano FN ed il valore dell esponente Y. 15

16 RISCHIO SOCIALE.esempi di curve FN Frequenza (F) Fatalità (N) La scelta del coefficiente k dà indicazione della severità del criterio adottato in quanto esprime il peso che viene dato all occorrenza di eventi che coinvolgono un numero di persone superiore all unità e che potrebbero definirsi catastrofici. 16

17 RISCHIO SOCIALE..dati di letteratura L Health Safety Executive l HSE suggerisce, per ciascuna attività, di ritenere intollerabili singoli eventi con conseguenze superiori a 50 fatalità se la frequenza di essi risulta superiore a 1:5000 per anno. Altri Paesi utilizzano i parametri di tabella per la costruzione della curva F-N 17

18 RISCHIO SOCIALE..dati di letteratura Criterio del DM (Decreto Gallerie Ferroviarie) La curva F-N (Frequenza Fatalità) del DM con F espressa in (eventi/km*anno) è stata costruita: - prendendo a riferimento i limiti suggeriti da HSE (f=1/5000; N=50) - considerando quale attività una galleria della lunghezza media di 12,5 km. - fissando per l esponente della curva Y=1,5 - assumendo, a parità di fatalità, la differenza tra la curva del limite di inaccettabilità e quella del limite di attenzione pari a

19 RISCHIO SOCIALE..dati di letteratura Curva DM Gallerie Ferroviarie 19

20 RISCHIO SOCIALE..proposta di criterio di accettabilità sulla base: - di quanto rilevato in letteratura - di quanto già disciplinato a livello nazionale nel decreto sulla sicurezza delle gallerie ferroviarie - delle caratteristiche medie delle metropolitane italiane Parametri per la costruzione della curva: Riferimento HSE = Frequenza:1/5000 eventi/anno; Fatalità; 50 Metropolitana con lunghezza media della linea: 20km Esponente della curva: Y=1,5 Differenza, a parità di fatalità, tra la curva limite di inaccettabilità e quella limite di attenzione:

21 RISCHIO SOCIALE..proposta di criterio di accettabilità probabilità per km e per anno Frequenza [eventi/(km*anno)] 1 0,1 0,01 HSE per intera linea Tollerabilità DM 2005 Limite ALARP DM 2005 Tollerabilità rif. 30 km Tollerabilità rif. 20 km proposta GDL Tollerabilità rif. 10 km Limite ALARP proposta GDL Ipotesi di Curve F-N per metropolitane (curve rosse) 0,001 0,0001 1E-05 1E-06 ZONA DI ATTENZIONE (ALARP) 1E-07 1E-08 1E N Fatalità (N) 21

22 ANALISI DI VALUTAZIONE E ACCETTAZIONE DEL RISCHIO INIZIO Definizione del sistema Identificazione dei pericoli Analisi delle frequenze, F Analisi delle conseguenze, N Stima dei rischi R= FN Criterio di accettabilità del rischio Valutazione dei rischi Riduzione del rischio NO Rischio accettabile? SI STOP 22

23 DEFINIZIONE DEL SISTEMA La descrizione del sistema deve essere conforme alla definizione dei sottosistemi (strutturali e funzionali di terra e di bordo) identificati e comprendere almeno i seguenti: alimentazione elettrica, ventilazione, spegnimento automatico incendio, rilevazione incendio, porte di banchina, armamento, materiale rotabile, comunicazione, videosorveglianza, antintrusione, illuminazione, segnalamento, comando e controllo del traffico, gestione e supervisione e acquisizione dati, procedure e piani di emergenza. La documentazione necessaria a dare evidenza dell analisi svolta deve comprendere un fascicolo descrittivo del sistema e delle sue interfacce. La documentazione dovrà contenere: la struttura del sistema (con l identificazione dei sottosistemi e delle varie parti) le interfacce tra i sottosistemi le interfacce tra le parti di uno stesso sottosistema. le interfacce tra il sistema e l ambiente 23

24 IDENTIFICAZIONE DEI PERICOLI L identificazione dei pericoli (eventi critici) deve mettere in evidenza tutti gli eventi che possono avere conseguenze dannose. Per ciascun pericolo devono essere valutate le cause e definiti i sistemi di sicurezza da adottare. Pericoli generici Pericoli meccanici Pericoli termofluidodinamici caduta di persone, collisione incendio perdita di trazione, deragliamento Rilascio di sostanze tossiche e nocive anomalia apertura porte, esplosione folgorazione, intrusione sulla linea, 24

25 ANALISI DELLE FREQUENZE DEGLI EVENTI CRITICI Le frequenze di accadimento sono calcolate a partire dai tassi di accadimento degli eventi incidentali associati a ciascun pericolo. I tassi di accadimento dei top event possono essere derivati dall'analisi statistica degli incidenti avvenuti nelle metropolitane nazionali e internazionali, se il richiedente dimostra che la base dati utilizzata si riferisce a sistemi di riferimento simili. Qualora non possa essere utilizzato un approccio statistico, per ogni top event devono essere identificate nel sistema, suddiviso in sottosistemi e parti, quelle funzioni di sottosistemi, parti o componenti, procedure operative (esercizio e manutenzione) il cui fallimento possa contribuire al verificarsi dell evento. Eventi Iniziatori Albero delle Cause Evento Critico Albero degli Eventi Conseguenze Misure di prevenzione Misure di protezione 25

26 ANALISI DELLE CONSEGUENZE Devono essere formulati alberi degli eventi per ciascun pericolo individuato; a ciascun ramo dell'albero degli eventi sono associati un numero sufficiente di scenari per ciascuno dei quali sarà calcolato il valore delle conseguenze in termini di numero di fatalità. Eventi Iniziatori Albero delle Cause Evento Critico Albero degli Eventi Conseguenze Misure di prevenzione Misure di protezione Le conseguenze sono calcolate con metodi quantitativi elaborando i dati statistici a disposizione con tecniche note e referenziate e/o utilizzando modelli di calcolo referenziati ( modelli di letalità, CFD Fluidodinamica computazionale, modelli di esodo). 26

27 CALCOLO/ VALUTAZIONE DEL RISCHIO Il rischio si calcola sommando i contributi in termini di frequenza di accadimento cumulata per ciascun valore intero di fatalità associato ai diversi pericoli, ottenendo una distribuzione di frequenza di accadimento in funzione di ciascun valore delle conseguenze ovvero delle coppie F-N. 27

28 CALCOLO/ VALUTAZIONE DEL RISCHIO Il rischio complessivo RC è definito come integrale della curva cumulata che è l' area sottesa alla curva stessa fino al massimo numero di fatalità calcolato Il rischio individuale si calcola come rischio complessivo diviso per il numero di treni previsti per un giorno ordinario feriale riportato all'anno e per il numero di persone per cui è stato progettato il convoglio tipo considerando un fattore di occupazione 28