Rischio vulcanico e Tsunami su impianti industriali - inail.it · i versanti del vulcano Palinuro....

Dipartimento Innovazioni Tecnologiche e Sicurezza degli Impianti Prodotti e insediamenti Antropici

Metodologia per la gestione di eventi Na-Tech

Rischio vulcanico e Tsunami su

impianti industriali

Dott. Rinaldini Alessio

Rimini, 9 Novembre 2016


Analisi di rischio Na-Tech

3

Studio dei potenziali effetti

Analisi Tipologia evento Naturale

Standard di Sicurezza

Misure prevenzione e protezione

Valutazioni finali

Tsunami

Fulminazioni

Alluvioni

Terremoti

Tornado

Eruzioni


Creta 365 A.D.; 1303.

Cipro 1222.

Messina 1783; 1908.

Vulcano 1998

Stromboli 2002

Geo-Hazards nell’area mediterranea

4

} fenomeni gravitativi


Estensione areale dei fenomeni vulcanici

5

VEI 6:

Pinatubo 1991

VEI 5:St Helens 1980

Vesuvio 79 d.C.

VEI 8: Toba 73.5 ka

VEI 7:Tambora1815

Yellowstone 640 ka

10 100 1.000 10.000km

V.E.I. 0 1-3 4-5 6 8

0,1-1 Km3 10 Km3 1.000 Km3

Lahars, Flussipiroclastici

Colate di lava,Frane

Gas endogeni

Fallout piroclastico(caduta di ceneri)

Tsunami Effetti climaticiglobali

Piogge acide


Cicli eruttivi del Vesuvio

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Eruzioni intermedie (VEI 2-3)

1944

1631Eruzione iniziale (VEI 4-5)Apertura condotto

Attività stromboliana (VEI 2)

Quiescienza (condotto chiuso)

Con

dott

o a

perto

Eruzione finale (VEI 3)Chiusura condotto

1 2 3 4 5 6

1.E+00

1.E-01

1.E-02

1.E-03

1.E-04

Frequenza annuale di accadimento V.E.I.per il Vesuvio(Scandone et al., 1993)

472, 1631

79 d.C.

1944

2 eruzioni(Avellino, Codola)

centinaia

migliaia

Attualmente improbabile

8 eruzioni


Tephra fall-out su impianti industriali

7

• Dati meteorologici: analisi di serie storiche di dati (1931-1991)

• Dati stratigrafici (elaborazione

mappa delle isopache)

• Immagini Landsat TM

• Layers informativi vettoriali

• Dati alfanumerici


Metodologia di sviluppo Sistema Informativo Territoriale

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Arc View

S.I.T.

DB AccessCaricamento dati

Centraline meteoAcquisizione dati

Surfer

Mappa delle isopache

Supporto alle decisioni

Autocad MapR3Simulazione


Proiezione balistica di bombe vulcaniche

9

Esempi di danni: Etna & Montserrat


Proiezione balistica di bombe vulcaniche

10

Scala 1:400.000Scala 1:400.000


Ricaduta ceneri vulcaniche

11

Islanda 1973

Rabaul (Papua)1994

Pinatubo 1991


Eruzione subpliniana del 1631

12

Scala 1:400.000Scala 1:400.000


Direzione del vento: W


Scenario di eruzione subpliniana

13

Scala 1:400.000


Direzione del vento: N-NW

Ore sinottiche: 21-24-03

Scala 1:400.000



14


Direzione del vento: N

Ore sinottiche: 06

Scala 1:400.000Scala 1:400.000



15


Direzione del vento: S-SW

Ore sinottiche: 09-12-15

Scala 1:400.000Scala 1:400.000


Parametri fisici di pomici vesuviane

16

Scala 1:400.000

Diametri delle

particelle Φ(mm)

Passante

(%)

Peso specifico dei

granuli Gs (g/cm3)

Porosità

n (%)

16 93 2,48 75

8 78 2,52 74

4 39 2,55 73

2 22 2,58 71

0.85 13 2,62 70

da F. Celico e F.M. Guadagno (1998), modificata

Il peso dell’unità di volume nat :

nat = Gs – n (Gs – 1) x W = 1.35 g/cm3


Scenario di danno

17

Aree di inviluppo delle isopache

Relative a spessori delle ceneri

di 20 e 40 cm, corrispondenti

rispettivamente a carichi sulle

strutture di 270 e 540 Kg/m2.

Scala 1:400.000

Scala 1:400.000


Fragilità strutturale delle apparecchiature

18

Per i rischi derivanti dalla ricaduta di ceneri, occorre definire i carichi necessari all’ottenimento di un danno

strutturale alle apparecchiature; attualmente mancano linee guida relative alla specificità di tale evento Na-Tech. Per

i serbatoi, sia a tetto fisso che galleggiante, la norma API-650 stabilisce che devono essere progettati per sopportare

un carico di neve minimo di 120 Kg/m2; ricalcolando tale valore alla densità della cenere si ottiene uno spessore di

circa 8 cm di altezza.

Serbatoi di liquidi pressurizzati sotterrati o tumulati non rappresentano gravi rischi, anche se è preferibile il trasporto preventivo delle sostanze pericolose in luoghi sicuri;

I serbatoi di stoccaggio atmosferici di liquidi infiammabili a tetto galleggiante, peraltro diffusi nell’area circumvesuviana, costituiscono invece strutture particolarmente vulnerabili;

I vapori infiammabili fuoriusciti dal sistema dopo il danneggiamento della struttura possono essere igniti, a causa di fulminazioni ed elettricità statica dando luogo a tank fires e pool fires;

In tali circostanze possono verificarsi facilmente effetti domino.


Onda marina di origine locale o remota associata a

terremoti, eruzioni vulcaniche o frane sottomarine.

Maremoto T=(5’÷2h) L>500Km v=700Km/h

Onda marina T= (5’’÷20’’) L=100÷200m.

L’inondazione interessa tutta la fascia costiera che si

trova a quote inferiori del Run-Up

Tsunami

19

H: altezza dell’onda di maremoto al largo

Ru: altezza dell’onda di maremoto alla linea di costa

I: zona inondata a seguito della penetrazione

dell’onda


Catalogo dei maremoti italiani

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Cause Principali

Terremoti

Eruzioni vulcaniche

Frane sottomarine

Record: dall’eruzione pliniana del Vesuvio del 79 d.C. fino a Stromboli 2002, per un totale di 72 eventi.


La delimitazione delle aree costiere, potenzialmente inondabili da un maremoto, presuppone conoscenze

specifiche e puntuali:

Informazioni su eventi di maremoto che nel passato hanno interessato l’area (desunti dai cataloghi dei

maremoti e/o pubblicazioni specifiche);

Batimetria di dettaglio del tratto di mare prossimo alla costa;

Carta tecnica (almeno scala 1:5000) della fascia costiera.

Sulla base di questi dati vanno ipotizzati diversi scenari possibili e, attraverso l’uso di modelli di simulazione di

tsunami, è possibile delimitare la fascia costiera di possibile ingressione delle onde.

Individuazione delle aree a rischio tsunami

21


Esempi di modelli di simulazione

22

Offshore algerino-tunisino

Lorito et al., 2008 –Journ. of Geophysical Research


Esempi di modelli di simulazione

23

Tirreno meridionale

Lorito et al., 2008 –Journ. of Geophysical Research


Zonazione di pericolosità costiera

24

In assenza di modelli di simulazione di

ingressione e/o studi scientifici di dettaglio,

si può sviluppare un approccio speditivo

che si basa su una delimitazione, della

zona costiera attribuendole diversi classi di

rischio.

Per il calcolo dell’inondazione si ipotizza

che l’onda, una volta raggiunta la sua

altezza massima sulla costa (run-up),

allaghi tutta la fascia costiera che si trova

a quote inferiori al valore di run-up.


Sovrapposizione di fasce di quota e di distanza

25

Comuni Centola e Camerota

(SA)- Sorgente: frana lungo

i versanti del vulcano

Palinuro.

Mappa realizzata in

occasione dell’esercitazione

nazionale TWIST

(TidalWave in South

Thyrrenian Sea) 10/2013


Danni potenziali agli impianti e azioni di prevenzione

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Nei terminal petroliferi, danni alle navi cisterna eventualmente ormeggiate, con rischio rottura dei bracci di carico/scarico delle sostanze pericolose con rilascio delle stesse nell’ambiente.

Impatto di detriti trascinati e/o traslazione delle strutture a causa dell’energia idrodinamica dell’onda.

Sollevamento idrostatico dei serbatoi di stoccaggio.

Incendi innescati dal rilascio di sostanze infiammabili.

Rottura di condutture e flange collegamento serbatoi/pipelines.

Rischio fenomeni di liquefazione dei terreni di fondazione.

Rischio di cortocircuiti nei sistemi elettrici di funzionamento dell’impianto e dei sistemi di emergenza.

Effetti domino.

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Grazie dell’attenzione

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