Predisposizione di un modello di controllo delle acque potabili: modalità di lavoro ed analisi dei dati

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1 Predisposizione di un modello di controllo delle acque potabili: modalità di lavoro ed analisi dei dati Leonella Rossi Direzione Tecnica Arpa Emilia Romagna Claudio Bonifazzi Professore di Statistica e Analisi dei Dati Scuola di Medicina Università di Ferrara Il controllo delle acque potabili : nuovi orizzonti. Bologna 5 giugno

2 L impegno di Arpa sulle acque potabili Garantire la qualità del dato prodotto dai laboratori deputati al controllo delle acque potabili (esperienza ); Garantire una buona comunicazione con il cliente fornendo un unico strumento comune di gestione dell anagrafica regionale dei punti di campionamento sulla rete degli acquedotti (progetto Portale); Necessità di razionalizzare l attività analitica dei laboratori sperimentando un modello di analisi del rischio per ciascun punto di controllo degli acquedotti al fine di rimodulare le frequenze di campionamento. 2

3 ORGANIZZAZIONE Rete laboratoristica Arpa Emilia Romagna PC FE PR Acque potabili RE MO Acque potabili BO RA Legenda LABORATORI INTEGRATI LABORATORI TEMATICI SPORTELLI FC RN Rete laboratoristica costituita da: laboratori integrati (Piacenza, Reggio Emilia, Bologna, Ferrara, Ravenna) laboratori tematici (Parma, Modena, Rimini) nove sportelli di accettazione e refertazione campioni 3

4 Un Po di numeri.. Nel 2012 sono stati analizzati dalla Rete Laboratoristica di ARPA campioni di Acque destinate al consumo umano 5100 campioni presso il laboratorio di Reggio Emilia (Acquedotti di PC, Pr, Re ) 8300 campioni presso il laboratorio di Bologna (acquedotti di Bo, Rn, Ra, Fe, FC,Cesena e RN) Analizzati secondo quanto previsto dalla circolare 9/94: - Routine - Verifica Completa - Verifica semplificata Per circa 3200 campioni è stata effettuata anche la ricerca dei Fitofarmaci il cui protocollo analitico è molto impegnativo, sia in termini di quantità (circa 85 principi) che di qualità delle analisi. 4

5 Proposta di studio Realizzazione di un modello integrato per il controllo delle acque destinate al consumo umano nel rispetto delle normative vigenti delle specifiche tecniche, procedurali e documentali con il concorso di tutti gli attori istituzionali (AUSL, ARPA, Gestori e/o Distributori) chiamati a espletare questo compito. Modello basato sulla valutazione preventiva del rischio che si verifichi un evento avverso come l impossibilità di rilevare la presenza di parametri non conformi, che permetta di fare valutazione del rischio sull intero processo (generale) e su ciascuna sua fase (puntuale); adattabile a tutte le filiere di captazione, potabilizzazione e distribuzione presenti sul territorio. 5

6 Gruppo di lavoro Arpa ER Direzione Tecnica/Sezione di Bologna AUSL Bologna/Forlì/Ferrara HERA S.p.a. Università degli studi di Ferrara Coordinamento : Regione Emilia Romagna Direzione Sanità e Politiche Sociali 6 5 dicembre 2012

7 Acquedotto come Impianto di produzione di acqua potabile Si è operato secondo il principio espresso già nella Circolare Regionale dell Emilia Romagna n. 32/91 : l acquedotto costituisce un impianto di produzione di acqua potabile e ripreso in quelle successive. Conseguentemente il controllo dei requisiti di qualità del prodotto deve essere eseguito lungo tutta la linea di produzione, tenendo conto dei rischi specifici che sono propri di ogni fase del processo (Captazione-potabilizzazione- distribuzione). Obiettivo. Predisporre un modello per il controllo delle acque potabili che tenga conto degli indici di complessità noti e ipotizzati, che abbia a supporto la valutazione quantitativa del rischio della mancata segnalazione di una non conformità. 7

8 Indici di Complessità Vincoli normativi Dlgs.31/2001 e circolari regionali esplicative (2/99 9/04) Enti diversi preposti (AUSL, ARPA, Distributore/Gestori) con funzioni diverse Categorizzazione dei siti di captazione, delle caratteristiche della rete, Modalità di campionamento per tempi, luoghi e sostanze Procedure di accettazione, codifiche dei punti di prelievo Tempi di espletamento delle analisi e modalità di comunicazione degli esiti Vincoli Strutturali Siti di captazione profondi, superficiali e di altra natura Sorgenti utilizzate in modo continuo, stagionale e occasionale Reti di distribuzione fortemente interconnesse Presenza di filiere captazione-distribuzione diverse nella medesima area Presenza di gestori e distributori diversi nel territorio Presenza di centrali di potabilizzazione di vecchia e nuova generazione Vetustà della rete di distribuzione

9 Indici di Complessità Difficoltà analitiche Numero molto elevato di sostanze da monitorare (oltre 60) Sostanze con diverso impatto sulla salute del cittadino Per lo stesso parametro limiti di legge a diversa concentrazione Per ciascun parametro limiti di rilevabilità diversi Tecniche e protocolli di analisi in continuo aggiornamento Per ciascun parametro variabilità di concentrazione nei medesimi punti in tempi diversi

10 Confronto con il settore alimentare La normativa comunitaria ha introdotto nel settore alimentare con il pacchetto Igiene il concetto di valutazione e categorizzazione del rischio Sperimentazione nella filiera delle acque destinate al consumo umano, Utilizzando FMEA/FMECA (*) (Failure Mode and Event Analysis / Failure Mode and Effect and Criticality Analysis) Metodologia utilizzata per valutare i rischi di un potenziale evento avverso di un difetto di un processo,o di prodotto 10

11 FMEA/FMECA: una visione d insieme Il project team individua i possibili eventi avversi e le cause che li possono generare. Per ciascun evento viene definito un indice G = gravità ( effetti provocati ) P = probabilità ( frequenza con cui appare ) R = rilevabilità (possibilità di misurare l evento) Il calcolo dell Indice di Priorità del Rischio (IPR) per ciascun evento Prodotto di tre fattori indipendenti IPR = G*P*R Ciascun fattore assume un valore da 1 a 5 secondo una proporzionalità. 11

12 Matrice dei rischi ALTO BASSO BASSO ALTO 12

13 APPLICAZIONE PRATICA DI FMEA 1. Scelta di una serie di variabili esplicative su cui progettare il modello: Acquedotto e relativi punti di campionamento Intervallo temporale 2. Scelta delle variabili dipendenti. parametri rappresentativi nella filiera di potabilizzazione della acque. 3. Definizione dei fattori G, P ed R delle variabili scelte ai fini di quantificare IPR=G*P*R 4. Confronto a posteriori, dei dati del Gestore Hera con le valutazioni ottenute dall analisi dei dati storici. 13

14 SCELTA DEI PUNTI DELL ACQUEDOTTO PUNTI DI CAPTAZIONE : Superficiale Profonda USCITA CENTRALE: punti di rete a km 0 RETE: punti ritenuti significativi sulla base della densità antropica e della distribuzione geografica 14

15 Pozzo Centro S. Vitale 02 Area Pianura Pozzo Centro Borgo 01 Area Bologna Pozzo Centro Tiro a segno 01 Area Bologna 1. SCELTA DEI PUNTI DA MONITORARE Pozzo Centro Fossolo 01 Area Bologna Pozzo Centro Mirandola Centro superf. Setta 02 Area Pianura 15

16 Schema dell acquedotto di Bologna per aree geografiche Tiro a segno Borgo San vitale Setta 16

17 Sono STATI definiti i parametri RITENUTI MAGGIORMENTE RAPPRESENTATIVI per ciascuna tipologia di punto da monitorare. Punti di captazione profonda (POZZI) Ammonio Nitrati Cloruri Coliformi Totali ph Conduttività Durezza Ferro Manganese Sodio Solfato Tetra+Tricloroetilene Punti di captazione superficiale Ammonio Nitrati Cloruri Coliformi Totali ph Conduttività Durezza Ferro Manganese Sodio Solfato Tetra+Tricloroetilene Coliformi fecali Torbidità Metalli pesanti (mercurio, nichel, piombo,cadmio) IPA totali Tensioattivi Uscite centro/centrali/rete Ammonio Cloruri Nitrati Coliformi Totali ph Conduttività Durezza Ferro Manganese Sodio Solfato Tetra+Tricloroetilene E. coli Trialometani Bromuri Bromati Cloriti Alluminio (solo centro Setta) Mercurio 17

18 IPR = GPR Fattore G- Gravità (effetti provocati dalla non conformità) Si è deciso di valorizzare G sulla base della distinzione dei parametri in indicatori e di verifica presente nel Dlgs. 31/2001, e sulla base della valutazione di gravità di impatto sull utenza. Dei 24 parametri chimici scelti 10 sono stati classificati con un livello di G >3. Indice 1 Indice 2 Indice 3 Indice 4 Indice 5 ph Ferro SE IN RETE Ammonio SE IN RETE Tetra+Tricoloetilene SE IN CAPTAZIONE Nitriti Conduttività Manganese SE IN RETE Coliformi totali SE IN RETE Mercurio Nitrati Durezza Alluminio Nichel Tetra+Tricoloetilene Torbidità Nitrati SE IN SUPERFICIALI Piombo E. Coli Ammonio Cromo Trialometani Cloruri IPA totali Bromati Sodio Cloriti Solfato Mercurio Ferro Antiparassitari Manganese Coliformi Fecali SE IN SUPERFICIALI (Dlgs 152/2006) Coliformi totali SE IN SUPERFICIALI (Dlgs 152/2006) 18

19 IPR = GPR Fattore P- Probabilità ( frequenza con cui appare la non conformità ) Sono state fatte 2 distinzioni: 1. Punti di captazione (Profonde e Superficiali) il criterio di attribuzione della scala 1-5 è derivato dalle caratteristiche dei fattori antropici circostanti, e dalla classificazione dei corpi idrici (dlgs 152), ecc.. P uguale 4 per le superficiali (Setta-Reno); P uguale 4/5 per i pozzi di Fossolo e Tiro a segno P uguale a 1/2 per Borgo Panigale 2. Rete distributiva. Incremento dell indice da 1 a 5 è stato direttamente proporzionale alla presenza di strutture sensibili (ospedale, scuole, carcere) alla logistica di supporto ai centri sensibili, alla vetustà della rete stessa ecc. Per una definizione dettagliata di P è stato necessario valutare il concorso di questi fattori in ogni quartiere. 19

20 IPR = GPR Fattore R - Rilevabilità (possibilità di misurare la non conformità) Modalità operativa: analisi dei dati storici effettuata da Arpa su un data set di circa dati. Sono stati valutati l insieme dei dati del periodo (I sem.) 20

21 Classi di Rischio Confronto fra Filiera e Area di campionamento

22 Domande 1. La tecnica FMEA può essere uno strumento di analisi, miglioramento e controllo del processo di distribuzione delle acque potabili? 2. La FMEA è una tecnica robusta in grado di seguire variazioni del fattore di rischio a fronte di variazioni programmate o accidentali dei fattori che influenzano il processo di distribuzione? 3. La FMEA può essere trasformata in una procedura standardizzata di carattere generale di futura informatizzazione?

23 PRIME CONSIDERAZIONI E.. Il modello FMEA per la categorizzazione del rischio è applicabile al monitoraggio delle acque potabili. L analisi dei dati ha evidenziato probabilità di rischio diversa da area ad area con andamento stabile nel triennio considerato (Es. Fossolo rispetto a Borgo). 23

24 . PROPOSTE a breve termine (2013) 1. Riconoscimento del tavolo di coordinamento del sistema di controllo della qualità del dato erogato da ARPA e Gestori 2. Conferma del modello proposto Verifica dell andamento riscontrato per BO analizzando anche i dati del 2 sem Estensione del modello ad un acquedotto regionale dalle caratteristiche diverse. 3. Comunicazione puntuale agli addetti ai lavori, dei risultati analitici dei punti di prelievo degli acquedotti regionali con archivio dei dati storici 24

25 . PROPOSTE a medio/lungo termine (2014/2015) 1. Individuazione di criteri condivisi (applicazione di FMEA) oggettivi per la definizione della frequenza di campionamento: Si propone per le aree in classe di rischio IPR=1 una riduzione della frequenza di campionamento e una modulazione dei protocolli analitici (revisione circolare 9/04). 2. Comunicazione ai cittadini dell andamento della qualità dell acqua per alcuni punti target di ogni acquedotto. 25

26 GRAZIE PER L ATTENZIONE Un ringraziamento particolare a : Direzione Sanità e Politiche Sociali Regione Emilia Romagna AUSL Bologna/Forlì/Ferrara HERA S.p.a. Università degli studi di Ferrara Arpa ER Sezione di Bologna 26

27 Note (*) 1) Originariamente sviluppata negli anni quaranta da U.S. Military (MIL STD 1629, 1949); è stata utilizzata dalla NASA a partire dal 1966 per i progetti Apollo, Viking, Voyager, Magellano e Galileo. Contemporaneamente FMEA/FMECA si è diffusa all'aviazione civile (1967), al settore automobilistico (1970) e all industria elettronica (1985). A seguito della sua inserimento fra le procedure di Risk Analysis and Management (1991) è entrata a far parte è stata codificata come ed è entrata afar parte del la valutazione del rischio e dal 2001è entrata a far parte del mondo sanitario come tecnica di tipo proattivo della valutazione del rischio. 2) FMEA/FMECA è generalmente utilizzata nella fase di progettazione ex novo di un processo o quando un processo esistente necessita di miglioramenti in una o più fasi. Fa parte del percorso di miglioramento continuo dei processi e dei servizi (Define, Analize, Measure, Improve and Control o DMAIC) ed è può essere utilizzato nella fase di Analyze ed Improve per individuare, sulla base del valore IPR, le priorità delle fasi di miglioramento e nella fase di Control per verificare l efficacia delle modifiche adottate. (3) (*) Le note sono tratte da: M.J. HARRY, Statistics and Lean Six Sigma for Process Improvements, Wiley (2009)