5. ANALISI  DEL  RISCHIO

5.1. Analisi qualitativa

5.1.1.  Propensione al danno

5.2. Analisi quantitativa

5.2.1.  Rischio totale

5.2.2.  Danno potenziale

5.2.3.  Rischio specifico

5.3.  Probabilità di rottura accettabile

Indice Fascicolo II

5. Analisi del rischio

La determinazione del rischio, ovvero del “danno atteso”, prevede la parametrizzazione e la combinazione di una serie di fattori di natura socio-economica e geologico-ambientale, la cui valutazione richiede spesso l’interazione di diverse professionalità e competenze (geologi, ingegneri, archeologici, storici dell’arte, architetti, etc.). Le tre diverse componenti del rischio (pericolosità, vulnerabilità e indice di esposizione degli elementi a rischio) possono pertanto essere determinate con un diverso grado di dettaglio a seconda delle competenze degli operatori e delle informazioni ottenibili sul territorio.

 In alcuni casi può essere necessario limitarsi ad una sintesi parziale delle informazioni, valutando anziché il rischio totale, il rischio specifico definito di seguito.

 Nell’ambito della valutazione del rischio è di fondamentale importanza la definizione delle soglie di “rischio accettabile”, in quanto queste permettono l’interpretazione critica dei risultati finali delle attività di previsione (calcolo del rischio, zonazione) e, inoltre, consente di individuare le priorità di intervento e di scegliere le misure di prevenzione.

In base all’obiettivo perseguito ed al tipo di dati disponibili le soglie accettabili possono essere definite in termini di rischio totale oppure di rischio specifico. Inoltre, nel campo della progettazione di opere di ingegneria, è diffuso un tipo di approccio più semplice in base al quale vengono definite delle soglie accettabili in termini di “probabilità di rottura”, prescindendo dal quadro formale di analisi del rischio.

Inizio

5.1 Analisi qualitativa

 Nella sua espressione più semplice, l'analisi qualitativa del rischio da frana considera l'acquisizione di conoscenze sulla pericolosità, gli elementi a rischio e le loro vulnerabilità, esprimendo tali conoscenze con classificazioni di tipo qualitativo (es. rischio nullo, basso, elevato) sulla base di conoscenza esperta.

Inizio

5.1.1 Propensione al danno

La definizione della propensione al danno o suscettibilità al rischio, è un'operazione che, rispetto all'approccio metodologico rigoroso e quantitativo, considera o soltanto una parte degli elementi di base, oppure definendo gli stessi in modo qualitativo o semi-quantitativo; ad esempio, la sovrapposizione degli elementi a rischio su inventari di frana o su carte di pericolosità relativa (suscettibilità) è un tipico approccio di propensione al danno.

Data la difficoltà oggettiva di condurre un'analisi esaustiva e quantitativa sul rischio da frana, la quasi totalità degli esempi in letteratura possono essere ricondotti a tale categoria.

Inizio

5.2 Analisi quantitativa

La struttura generale dell'analisi di rischio da frana di tipo quantitativo risulta caratterizzata da un'operazione multi-disciplinare consistente nelle seguenti attività:

a)      analisi della pericolosità, ovvero della probabilità di occorrenza e delle caratteristiche delle frane potenziali

b)      identificazione degli elementi a rischio, in termini di numero e caratteristiche

c)      analisi della vulnerabilità degli elementi a rischio

d)      calcolo del rischio.

Inizio

5.2.1 Rischio totale

Atteso valore delle perdite in termini di danni alla proprietà e alle strutture (beni archeologici e architettonici) e delle perturbazioni alle attività economiche ad essi collegati, dovuti all’occorrenza di un fenomeno franoso. Si esprime in termini di percentuale, numero o quantità di unità perse per anno. Esso è funzione degli elementi a rischio E e di una data intensità I del fenomeno di frana:

R(I;E) = H(I) V(I;E) I_E

A seconda dell’elemento esposto considerato possono identificarsi le seguenti tipologie di rischio:

a)      rischio associato a beni culturali: espresso dal numero atteso di edifici danneggiati per anno oppure dall’estensione attesa di terreno perduto per anno

b)      rischio associato ad attività economiche: espresso dal costo atteso dei danni diretti ed indiretti inflitti all’economia di una dato sito, utilizzato per fini turistici

c)      rischio associato alle infrastrutture connesse alla fruizione del bene culturale:espresso dal costo atteso delle perturbazioni alle infrastrutture (es. strade di accesso, reti di servizi, immobili).

Un esempio di applicazione di zonazione del rischio è fornito dai regolamenti per la redazione dei PER in Francia (DRM, 1988), i quali prescrivono una discriminazione del territorio in tre classi di rischio (tab. 5.1) Come soglia di rischio accettabile viene considerato un costo delle misure di prevenzione pari al 10% del valore dell’elemento a rischio.

Tabella 5.1 - Classi generali per la zonazione del rischio nel progetto PER (DRM, 1988).

Un altro schema generale che prevede quattro classi di rischio totale è proposto nella tabella 5.2 riportata di seguito Nei casi in cui non sia possibile effettuare una stima quantitativa delle componenti del rischio è possibile utilizzare schemi di calcolo facendo riferimento a scale nominali, come quello proposto in tabella 5.3 da utilizzare combinando la pericolosità, ed il danno potenziale.

Tabella 5. 2 - Classi di rischio totale.

Tabella 5.3 - Schema per la valutazione del rischio in base alla pericolosità e al danno potenziale

Inizio

5.2.2 Danno potenziale (W_L)

Entità potenziale delle perdite nel caso di un evento con intensità prefissata. Può essere espresso in termini di numero o quantità di unità esposte. Per una determinata tipologia di elemento a rischio E e per una data intensità I il danno potenziale è dato da:

W_L(I;E) = W(E)  I_E  V(I;E)

Il danno potenziale W_L tiene conto del valore degli elementi a rischio nel caso di beni monetarizzabili, dell’indice di esposizione I_E nel caso di BB.CC, e del loro potenziale grado di perdita o di danneggiamento, funzione delle caratteristiche degli elementi stessi e dell’intensità del fenomeno. La valutazione del danno potenziale richiede quindi soltanto sommarie indicazioni sull’intensità della frana (che influenza la vulnerabilità) ed è in gran parte basata sulle caratteristiche degli elementi a rischio.

L’unità di misura del valore delle perdite è la stessa impiegata per la quantificazione del valore degli elementi a rischio, ovvero il numero o l’estensione delle unità danneggiabili oppure il costo previsto dei danni.

Il rischio può essere stimato dal danno potenziale facendo delle ipotesi sulla ricorrenza dei fenomeni (pericolosità) in base alla relazione:

R(I;E) = W_L(I;E) H(I) oppure I_E H(I)

 Inizio

5.2.3 Rischio specifico (R_s)

Grado di perdita atteso quale conseguenza di un particolare fenomeno naturale di data intensità. E’ espresso in termini di probabilità annua. Per una determinata tipologia di elementi a rischio E e per una data intensità I il rischio specifico è dato da:

R_s(I;E) = H(I) V(I;E)

Il rischio specifico, a differenza del danno potenziale, è un parametro basato principalmente sul fenomeno. La sua determinazione è pertanto comune fra i tecnici specialisti nel campo della stabilità di versante.

Dal rischio specifico può essere stimato il rischio totale in base alle informazioni sul valore degli elementi a rischio, in base alla relazione:

R(I;E) = R_s(I;E) W(E) oppure R_s(I;E) I_E

La determinazione del rischio specifico è particolarmente importante in quanto permette di stimare le conseguenze dei fenomeni franosi indipendentemente dal numero e dal valore economico degli elementi a rischio.

Il rischio specifico può, in certi casi, essere impiegato, più agevolmente del rischio totale, per la definizione di soglie di rischio accettabile.

Fell (1994) ha proposto una scala del rischio specifico relativo ai danni alle proprietà illustrata in tab. 5.4, che può essere utilizzata con le dovute limitazioni anche nel campo dei BB.CC,

Tabella 5. 4 - Scala di rischio specifico per beni ed attività proposta da Fell (1994).

  Inizio

5.3 Probabilità di rottura accettabile

Nel contesto delle analisi di affidabilità (reliability analysis) esistono dei livelli codificati di “probabilità di rottura accettabile”. Tali valori si differenziano in base alla tipologia ed al numero di elementi a rischio e, pertanto, tengono implicitamente conto della vulnerabilità; in tal senso essi possono essere considerati come misure di rischio accettabile.  

Tuttavia, in questo caso il fattore tempo non è preso direttamente in considerazione. Le soglie accettabili vengono infatti confrontate direttamente con i valori di probabilità di rottura (probabilità che il fattore di sicurezza sia minore o uguale all’unità) determinati con analisi di tipo probabilistico. Il carattere aleatorio del fattore di sicurezza è solo una conseguenza delle incertezze nella stima dei parametri che entrano in gioco nella stabilità dei pendii, per cui la probabilità di rottura non può essere associata direttamente ad una probabilità di occorrenza.

Nel campo dell'ingegneria civile esistono diversi criteri di definizione delle probabilità di rottura tollerabili. La CIRIA (Associazione per la Ricerca e l'Informazione nell'Industria delle Costruzioni degli USA) ha per esempio proposto i seguenti criteri:

 Criterio sociale:                                                                                dove:

K_s      è una costante che dipende dal tipo di opera e dal suo utilizzo sociale;

n_d      è il tempo di servizio del sistema;

n_r       è il numero di persone esposte a rischio nel tempo n_d.

Criterio economico:                                                                       dove:

b   è una costante che dipende dal tenore di vita della popolazione (pari a 0.06 negli USA per l’anno 1982-83);

E_i  è il costo iniziale in dollari della costruzione;

C  è un coefficiente che esprime il il costo delle conseguenze di una rottura in rapporto al costo iniziale dell’opera (per cui è una misura della vulnerabilità di quest’ultima).

Criterio socio-economico:                                                           dove:

q   è il valore medio in dollari fissato dalle assicurazioni per la vita umana. (pari a 100 000$ negli USA per l’anno 1982-83).

Kirsten & Moss (1985) hanno adattato i criteri della CIRIA alla stabilità dei pendii in roccia fornendo i valori dei coefficienti necessari e delle soglie di rischio sulla base di una classificazione empirica dei pendii, basata sulla durata di esercizio, sull’uso sociale e sulla minima sorveglianza richiesta (tab. 5.5).

Tabella 5. 5 - Criteri per la valutazione della probabilità di rottura accettabile nei pendii in roccia (da Kirsten & Moss, 1985). La probabilità di rottura accettabile secondo il criterio economico è indipendente dalla categoria del pendio ed è pari a P_a(e)=0.00013%.

Priest & Brown (1983) hanno proposto alcuni criteri per l’interpretazione delle analisi probabilistiche della stabilità dei versanti in roccia. In base al tipo di pendio e agli elementi a rischio, essi hanno definito diversi valori soglia per il valor medio del fattore di sicurezza E(F), della probabilità di rottura P(F<1), e della probabilità che F<1.5 (tab.5.6). A seconda che uno, due o tutti e tre i criteri siano soddisfatti, gli autori forniscono un’interpretazione del comportamento del pendio e consigliano strategie per la mitigazione del rischio (tab. 5.7).

Tabella 5. 6 - Rischio accettabile valutato in base ad analisi probabilistiche (da Priest & Brown, 1983).

Inizio  -  Indice Fascicolo II