Approccio prestazionale e analisi di rischio prof. ing. Enrico Zio dott. ing. Giovanni Manzini Indice 2 1. L analisi di rischio e l approccio prestazionale 2. Obiettivi dell analisi di rischio 3. Metodologie di analisi di rischio 4. Individuazione delle fonti di rischio 5. Selezione degli eventi più critici 6. Analisi delle sequenze incidentali 7. Valutazione del rischio 8. Conclusioni
L analisi di rischio e l approccio prestazionale 3 INCENDIO: evento incidentale caratterizzato da reazioni di combustione con notevole generazione di potenza termica e prodotti di combustione tali da provocare danni, a volte rilevanti, a persone, ambiente e beni materiali. La COMBUSTIONE è dominante nel determinare le conseguenze dell evento. SVILUPPO DELL INCENDIO E RELATIVE CONSEGUENZE INCERTE a causa della completa conoscenza del fenomeno e delle condizioni in cui questo si sviluppa. Metodologie in grado di affrontare efficacemente l analisi di problemi in ambiti incerti: analisi di rischio L analisi di rischio e l approccio prestazionale 4 Stima dei danni: Identificazione scenari di danno Valutazione probabilità Valutazione conseguenze.
Obiettivi dell analisi di rischio 5 Stima dei rischi d incendio a cui è esposta un attività produttiva. Verifica dell efficacia di misure di prevenzione, protezione e mitigazione d incendi. Verifica della tollerabilità del livello di rischio di incendio, con riferimento a quanto stabilito dalla legislazione vigente e dagli obbiettivi aziendali. Identificazione di situazioni di rischio non tollerabili e/o migliorabili e relativa individuazione di misure protettive che permettano il contenimento. Metodologia di analisi di rischio: struttura generale 6 L analisi di rischio è strutturata nelle seguenti fasi: a. individuazione delle fonti di rischio (pericoli); b. identificazione degli scenari incidentali; c. stima delle probabilità di accadimento; d. stima delle conseguenze; e. valutazione del grado di rischio.
Metodologia di analisi di rischio: concettualizzazione 7 Concettualmente, l analisi si compone di due parti principali: la prima (a. e b.) orientata ad identificare i malfunzionamenti, errori operativi ed eventi esterni in grado di causare incidenti nell attività considerata; la seconda finalizzata a studiare gli incidenti più critici per frequenza di accadimento e/o gravità delle conseguenze. Metodologia di analisi: individuazione dei pericoli 8 L'individuazione dei pericoli richiede l analisi di tutte le installazioni presenti nell attività, delle operazioni che in esse vengono svolte e delle funzioni che queste devono svolgere, con l obbiettivo di evidenziare le deviazioni dall operazione e gestione nominale che potrebbero potenzialmente verificarsi a seguito di guasti dei componenti, errori umani, eventi esterni. L'approccio si suddivide in due fasi: 1.Costruzione di un modello logico del sistema (in base alle funzioni svolte - Analisi funzionale e/o ai componenti/sottosistemi - Schema a blocchi); 2.Analisi delle singole funzioni per l individuazione di possibili deviazioni nella loro operazione e gestione (eventi iniziatori di incidente), le relative cause ed i conseguenti effetti (HazId, FMECA).
Individuazione dei pericoli: 1. Analisi Funzionale 9 L'analisi funzionale prevede l'identificazione delle principali funzioni realizzate dal sistema. Ciascuna funzione principale deve essere scomposta in funzioni più elementari, necessarie al fine di assolvere la funzione principale. La scomposizione si concretizza in una struttura ad albero che descrive tutte le funzioni principali in termini di funzioni sufficientemente elementari da poter essere associate ad un processo, un unità di impianto, un attività, ecc. Es. FUNZIONE DESCRIZIONE AREA COMMENTI 1. MACRO FUNZIONE A FUNZIONE 1.1 Sub Funzione 1.2 Sub Funzione 1.2.1 Funzione elementare primaria 1.2.1.1 Funzione elementare secondaria 1.2.1.2 Funzione elementare secondaria 1.3 Sub Funzione 1.3.1 Funzione elementare primaria 1.3.1.1 Funzione elementare secondaria Individuazione dei pericoli: 2. Schema a blocchi 10 Modellazione dell impianto (delle sue diverse parti e funzioni) in base all individuazione e al concatenamento delle parti che lo compongono (block diagram, ma anche flowchart, tabelle componenti dell impianto). Es. Pentola a pressione SISTEMA DESCRIZIONE AREA COMMENTI 1. SAFETY VALVE 1.1 Valve Spring 1.2 Sub Funzione 1.2.1 1.2.2
Individuazione dei pericoli: 3. HazId 11 Obbiettivo: individuazione delle anomalie/ pericoli/ fonti di rischio del sistema e loro caratterizzazione qualitativa in termini di probabilità di accadimento e magnitudo delle conseguenze. Procedura: analisi delle funzioni elementari (di più basso livello nella struttura gerarchica ad albero dall analisi funzionale), per individuarne le possibili deviazioni dalla conduzione nominale, le cause che le generano (guasti, errori umani, eventi esterni), gli effetti ai fini della sicurezza rispetto agli eventi di incendio. a ciascuna deviazione viene associata una valutazione qualitativa della probabilità di sviluppo di incendio (P=F i; F= Frequenza di accadimento dell evento, i= Probabilità d innesco) ed entità delle conseguenze (D= Magnitudo dell evento o entità del Danno). aggregazione in termini di rischio (R) associato alle diverse anomalie identificazione degli eventi più critici. FUNZ. DESCRIZIONE EVENTO CAUSE CONSEGUENZE PROBABI MAGNITU RISCHIO MISURE DI RIDUZIONE LITÀ DO DEL RISCHIO 1. MACRO FUNZIONE ESISTENTI CONSIGLIA TE A FUNZIONE 1.1 1.2 1.2.1 Individuazione dei pericoli: 3. HazId 12 Obbiettivo: individuazione delle anomalie/ pericoli/ fonti di rischio del sistema Es. Nickel plant PRA
Selezione dei pericoli più critici e definizione dei potenziali eventi iniziatori di incidente 13 Al fine di evidenziare gli eventi iniziatori ritenuti maggiormente critici, perché potenziali origini di sequenze incidentali gravi, e dunque meritevoli di ulteriore analisi, si ricorre alla Matrice di Rischio, per la classificazione degli eventi in tre grandi categorie: eventi caratterizzati da rischio non accettabile per i quali si raccomandano modifiche progettuali e/o di gestione, eventi caratterizzati da rischio quasi accettabile per i quali, se possibile, si suggerisce comunque una riduzione addizionale del rischio ed infine eventi del tutto accettabili in termini di rischio. Es. Impianto estrazione biogas N. Evento Frequenza dell evento 1 Leakage di biogas (piccola 2 Leakage di biogas (rilevante 3 Combustione rifiuti (piccola Magnitudo delle conseguenze Rischio Media Bassa Quasi accettabile Bassa Elevata Non accettabile Bassa Elevata Non accettabile 4 Analisi delle sequenze incidentali che possono derivare dagli eventi iniziatori selezionati 14 Gli eventi critici, potenziali iniziatori di sequenze incidentali gravi, vengono raggruppati in classi omogenee (stessa sostanza coinvolta, stesse funzioni di sicurezza richieste, simile evoluzione dell'incidente, stessa area della discarica coinvolta). Per ognuna delle classi si definisce l Evento Iniziatore di Riferimento rappresentativo di tutti gli eventi appartenenti alla classe. Per ogni Evento Iniziatore di Riferimento si delineano le sequenze incidentali che tale evento può generare a seconda del funzionamento più o meno corretto dei sistemi di protezione/sicurezza ed in base ai fenomeni fisici (esplosione, vento, ecc.) che si possono verificare durante l evoluzione dell'incidente. L'analisi si basa sulla costruzione di una struttura ad albero (Albero degli Eventi), la cui radice è l'evento Iniziatore di Riferimento, il quale si dirama in base al corretto o non corretto intervento dei sistemi di protezione/sicurezza e in base all'accadimento o meno dei fenomeni fisici che interessano la sequenza.
Analisi delle sequenze incidentali che possono derivare dagli eventi iniziatori selezionati 15 Esempio di albero degli eventi riferito all evento jet fire Valutazione del rischio 16 La fase conclusiva dell analisi consiste nella valutazione del rischio abbinato a ciascuna sequenza, al fine di verificare l accettabilità di tutti gli incidenti o di suggerire l attuazione di migliorie di progetto o gestione al fine di ridurre il rischio associato a quegli incidenti ritenuti non accettabili per livelli di probabilità di accadimento e/o danno. La verifica dell'accettabilità o meno del rischio può venire effettuata con riferimento ad una Matrice di Rischio quantitativa o ad un Diagramma di Rischio che riporti i limiti di accettabilità normalmente applicati ad un sito industriale. Esempio di matrice di rischio quantitativa e diagramma di rischio riferiti a impianto estrazione biogas N. Evento Frequenza dell evento [Num. eventi/anni] 1 Leakage di biogas (piccola 2 Leakage di biogas (rilevante 3 Combustione rifiuti (piccola 4 Magnitudo delle conseguenze [Danni/num. eventi] Rischio [Danni/anni] 0,1 2 0,2 0,05 7 0,35 0,05 7 0,35 Rischio 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Rischio 0 1 2 3 4 eventi R
Conclusioni 17 Metodologie di analisi di rischio consentono valutazione sistematica dei rischi di incendio associati ad un attività produttiva. Supporto all identificazione degli scenari incidentali più critici. Valutazione criticità sia dal punto di vista della probabilità di accadimento, sia delle conseguenze. Verifica dell efficacia delle misure di riduzione del rischio, per la sicurezza di persone, animali, materiali e strutture. Focalizzazione sforzi e risorse per la riduzione del rischio associato agli scenari più critici.