marcello arosio rischi associati ai cambiamenti …marcello arosio rischi associati ai cambiamenti...

Marcello Arosio

RISCHI ASSOCIATI AI

CAMBIAMENTI CLIMATICI

Varese 07 Febbraio 2018

With the contribution of the LIFE financial

instrument of the European Community

LIFE DERRIS - DisastEr Risk Reduction InSurance

[email protected] - www.derris.eu

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1. Perché si parla di CC, ci dobbiamo preoccupare?

2. Cos’è il rischio?

3. Quali sono gli eventi estremi associati ai CC?

4. Come modellare i danni ?

5. Il Rischio dipende solo da noi?

ObiettivoIllustrare l’importanza di utilizzare uno strumento di

auto - valutazione per misurare il rischio e

adottare misure di prevenzione e di gestione del rischio

Sommario

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Mi presento…

Marcello Arosio

• Ingegnere Civile &Dottorando in allo IUSS di Pavia;• 5 anni d’esperienza nello mondo del rischio• Specialista in DRR and CCA in Vietnam per l’ONU

[email protected]

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1. I cambiamenti climatici

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È sempre più chiaro che il CC è una delle

sfide più grandi del presente e del futuro

Fonte: “Cambiamenti climatici e le politiche ambientali e Territoriali Prof. Stefano Caserini - D.I.C.A. Sez. Ambientale, Politecnico di Milano”

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… non tutti la pensano così!!!

Fonte: “Cambiamenti climatici e le politiche ambientali e Territoriali Prof. Stefano Caserini - D.I.C.A. Sez. Ambientale, Politecnico di Milano”

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Temperatura globale

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Evidenza del cambiamento climatico

Aumento della frequenza degli eventi

Aumento delle magre severe Mancanza acqua

Intensificazione di El Nino Eventi di precipitazione estreme

Alluvione costale Ondate di calore

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Cambiamenti Climatici ed Eventi Estremi

Cambiamento

climatico

Eventi Meteorologici

Estremi

Cambiamenti nei valori

e nella variabilità delle

proprietà climatiche in

una periodo temporale

lungo.

Accadimento di valori sopra/sotto i

valori soglia prossimi all’estremità

superiori/inferiori nell’intervallo dei

valori osservati.

• Aumento della temperatura globale

• Innalzamento del livello del mare

• Ondate di calore• Siccità• Alluvioni• Cicloni tropicali

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Scala spaziale e temporale

• Scala Globale

• Tempi molto lunghi (decine di anni)• Scala Locale

• Tempi brevi (ore, giorni settimane)

Cambiamento

climatico

Eventi Meteorologici

Estremi

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Numero disastri a livello mondiale

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Shock e Stress

Esposto

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Come cambiano le probabilità

Stephenson D., Definition, diagnosis and origin of extreme weather and climate events, Climate, Extremes and Society, Cambridge University Press, 2008

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Tempo di ritorno

Tempo (anni)

GrandezzaIntensità

2 3 5 52 2 4 4= 3 anni in media

Valore con tempo diritornopari a 3 anni

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In Lombardia

Forte aumento delle ondate di calore negli ultimi decenni

Forte aumento delle ondate di calore negli ultimi decenni

FONTE: “Documento di azione regionale per l’adattamento al cambiamento climatico in Lombardia – Regione Lombardia 2016”

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?. Domande…

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2. Il rischio da calamità naturali

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Il rischio da calamità naturali

R P V E=

RISK

Vulnerability

Exposure

Hazard

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È la probabilità che accada un evento

Pericolosità

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E’ il grado di danno che può conseguire da un evento

Vulnerabilità

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E’ il valore delle cose che possono trovarsi a rischio

Esposizione

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Quanto è il rischio alluvionale?

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“… questa casa ha una probablità del 20% di essere inondata”

Pericolosità

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“… questa casa sarebbe danneggiataal 30% da un alluvione ”

Vulnerabilità

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“… il valore di questa casa è€ 100.000”

Esposizione

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R P V E=

20% 30% 100.000 €6.000 € =

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R H V E=

Magnitudo

pro

bab

ilità

% D

ann

oMagnitudo

€

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R H V E=

Dan

no

(€

)

Tempo di ritorno

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R H V E=

Modelli idraulici

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R H V E=

Modelli di danno

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R H V E=

Modelli di danno

Magnitudo dell’evento

Gra

do

di d

ann

o

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R H V E=Il patrimonio / Il portafoglio

€ €

€ €€

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I requisiti per la valutazione del rischio

• La pericolosità: è necessario definire il pericolo

• La vulnerabilità: è necessario conoscere i meccanismi di danni

• L’esposizione: è necessario conoscere la distribuzione e stimare i valori esposti

R H V E=

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07/02/2018 34

?. Domande…

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2. I fattori del rischio: pericolosità e

vulnerabilità

2.1 La pericolosità

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PRECIPITAZIONI INTENSE

Grandi quantità d’acqua

che precipitano in breve tempo

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Il ruolo dell’area satura

L’uso del suolo

AUMENTA le portate,

i volumi e la velocità

L’uso del suolo

DIMINUISCE

il tempo di corrivazione

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ALLUVIONI FLUVIALI

Esondazione di un corso d’acqua

in occasione di piene

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Tempo di corrivazione

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Una precipitazione di durata pari al tempo di

corrivazione si dice critica in quanto alla

sezione di chiusura arriveranno

contemporaneamente gli afflussi da tutto il

bacino

L’importanza del tempo di corrivazione

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Area

Satura


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FRANE SUPERFICIALI

Movimenti in terra molto spesso innescati da forti precipitazioni

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ONDATA DI CALORE

un lungo periodo con alte temperaturee poche precipitazioni

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ONDATA DI CALORE

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GRANDINE

Precipitazione intense di chicchi e grani ghiacciati

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TROBE D’ARIA

Generate da grande differenza di temperatura tra masse d’aria associate a venti di altissima intensità

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FULMINAZIONE

Scarica elettrica che avviene tra l’atmosfera e la terra a causa della loro carica elettrostatica

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Catena del rischio dei fenomeni legati al CC

Modelli Meteo

Rischio

Esposizione &

Vulnerabilità

e idraulici

Modelli idrologici

Modelli Climatici

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Necessità di individuare il fenomeno e

produrne una corretta rappresentazione

fisica e probabilistica

Sulla pericolosità

Cambiamenti Climatici

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Alluvione: il fenomeno dei fenomeni

Piene fluviali

Flash floodsColate detritiche

Acqua altaColate di fango

La modellistica catastrofale

spesso rappresenta solo

Principi generali

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Il concetto di tempo di ritorno

La definizione del tempo di corrivazione


Quando un evento può essere pericoloso?

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Modelli rischio alluvionale:

alcuni aspetti da tenere presente

Confusione tra mappe di pericolosità e

modello di pericolosità

Alta prob.

Media prob.

Bassa prob.

Fiume

Un evento interessa solo una parte

di queste fasce

Fasce fluviali

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?. Domande…

2.2 La vulnerabilità

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Vulnerabilità: anello debole della catena

Evento Danno

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Magnitudo dell’hazard

Grado del danno

La definizione della vulnerabilità

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La vulnerabilità nella realtà

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Studi condotti

su modelli in

scala

Flo

w D

ep

th

Flow Velocity

Vulnerabilità degli edifici

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Vulnerabilità delle persone

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Relazione Tirante-Velocità

Stabilità Umana

0.00

0.50

1.00

0 1 2 3 4 5

Velocità, m/s

Tir

an

te id

ric

o, m

CSU (Abt et al., 1989)

HUT (Maijala et al., 2001)

Uh = 0.6 mq/s

Monolite (Abt et al., 1989)

campo dei valori sperimentali

Flo

w D

epth

Flow Velocity

Vulnerabilità delle persone

Esperimenti in

laboratorio

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Vulnerabilità degli oggetti mobili

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Tirante, cm100806040200

1

2

3

4

0

Ve

locità

, m

/s

Scale tests(Cacioli Paciscopi,

1999)

Vulnerabilità degli oggetti mobili

Relazione Tirante-Velocità

Mobilizzazione di veicoli

0.00

0.50

1.00

0 1 2 3 4 5

Velocità, m/sT

ira

nte

id

rico

, m

h = 0.65 - 0.18U

campo dei valori sperimentali

valori sperimentali

Flo

w D

ep

th

Flow Velocity

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07/02/2018 64

?. Domande…

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3. I danni

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Effetti (Danni) Evento (Sinistro) Cause (Azioni)

La scena del sinistro

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1. Azioni idrodinamiche

2. Azioni idrostatiche

3. Azioni di erosione

4. Azioni di galleggiamento

5. Azioni dei detriti

6. Azioni non fisiche

Azioni del danno

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I

Tempo

Flash floods

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pianta

Trascinamento

Sfondamento:- portoni- finestre- cancelli

Danni delle azioni idrodinamiche

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Azioni idrostatiche

Collasso fondazioniPressione idrostatica

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h

Danni

Attenzione all’utilizzodi curve altezza-danno

Azioni idrostatiche:

Allagamento piani interrati

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Azioni idrostatiche

(3) Saturazione suolo – cedimenti differenziali

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Azione di galleggiamento

Area alluvionata

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Per il principio di Archimede“un corpo immerso in un fluido in equilibrio subisce una spinta diretta dal basso verso l'alto di intensità pari al peso del volume del fluido spostato”.

Azione di galleggiamento

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• Spinta di galleggiamento• Pressione idrostatica laterale

• Nessuna azione sulle strutture

Azioni di galleggiamento

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(1) Erosione

(2) Sedimentazione

Azione dei detriti

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Danni azioni di erosione

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prima

dopo

€osti per lo smaltimento !

Danni dalle azioni dei detriti

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Sedimentazione

Prima Dopo

Monterosso 2011

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Sedimentazione

Prima Dopo

Monterosso 2011

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(1) Azioni chimiche

(2) Azioni biologiche

Azioni non fisiche

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DetersiviTinture

Vegetazione

Rifiuti industriali Fognatura

Drenaggio urbanoMicroorganismi

Azioni non fisiche contaminanti

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Calcestruzzo

Aggressione chimica

Legno Pareti

Ammuffimento Legno

Formazione muffe e funghi

Danni dalle azioni non fisiche

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E’ interessante analizzare l’evoluzione temporale dei danni risultante dalle diverse

dinamiche temporali dei fenomeni fisici e dai diversi tempi di reazione a ciascuno di essi

Evoluzione temporale dei danni

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v

h

u

s

c

b

Velocità idrodinamica

Altezza idrometrica

Umidità

Sedimentazione detriti

Aggressione chimica

Aggressione biologica

tempo

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Danni: componente interessata

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Danni: tipologia costruttiva

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Danni: classe edifici

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?. Domande…

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4. Breve accenno ai modelli di danno

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INSYDE model

• IUSS ha sviluppato un

modello per fare

l’analisi di danno

• Basato sulle

caratteristiche degli

edifici e sui

meccanismi di danno

Modellodidanno

Variabilidell’eventofis

ico

Cara eris chedelbeneesposto

Valoredelbeneesposto

www.floodloss.eu

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Metodologia proposta

Modello di danno

Variabilidell’eventofisico

Caratteristiche del bene esposto

Valore del bene esposto

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Il modello

• Il danno è la somma dei danni delle singole componenti

• Il danno alle singole componenti è funzione di variabili che:

– Dipendono dall’evento fisico (H)

– Dipendono dal bene esposto (F)

– Dipendono dal valore del bene (E)

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Le componenti di danno

Danno

Costi bonificaBonifica

Pulizia

Ripristini

Strutturale

Fondazioni

St. portanti verticali

St. portanti orizzontali

Non-Strutturale

Tamponamenti e tramezzi

Intonaci

Rifiniture

Porte e finistre

Impianti

Demolizioni e sgomberi

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Le variabili dell’evento fisico (H)

Variable Description Unit of

measure

Range of

values

Default value

he Water depth

outside the

building

m >=0 [0;5] step=0.1 m

v Maximum velocity

of the water

perpendicularly to

the building

m/s >=0 0

s Sediment load % on the water

volume

[0;100] 0

d Duration of the

flood event

hours >0 0

q Contaminant load % on thw water

volume[0;100] 0

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Le caratteristiche del fabbricato (F)

Variable Description Unit of

measure

Range of values Default value

FA Footprint area m2 > 0 100

NF Number of floors - ≥ 1 3

EP External perimeter m > 0 40

IP Internal perimeter m > 0 2.5*EP

BA Basement area m2 ≥ 0 25

OA Other stuff area

(at the ground

level)

m2 ≥ 0 10

BT Building type - 1=Detached, 2=Semi-detached

3=Apartment house

1

BS Building structure - 1=Reinforced concrete, 2=Unreinforced

masonry

3=Reinforced masonry, 4=Wood

1

PD Heating Plant

distribution

- 1=centralized

2=distributed

1 if YY≤1980

2 otherwise

PT Heating plant Type - 1=radiator

2=pavement

2 if YY>2000 and FL>1

1 otherwise

FL Finishing level - 0.8= low, 1=medium

1.2=high

1

YY Year of

construction

- ≥ 0 1994

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Scenari climatici e ambientali

intensitàMitagazioni strutturali e

non strutturaliIntensità ridotte

Mappe di pericolosità

Dati economici Dati sociali Dati ambientali

Mitigazione economica

Mitigazione socialeMitigazione ambientale

Funzioni di danno economiche

Funzioni di danno sociale

Funzioni di danno ambientale

Analisi multi criterio

Valutazione del rischio alluvione

Hazard

Exposure

Vulnerability

R I S K

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Data

Acq

uis

itio

n

Unit PricesEvent

Features

Building

Characteristics

Data

Pro

cess

ing &

An

aly

sis Image Processing

Synthetic Damage Model Development

Feature Extraction

(Building Footprints) INSYDE (IN-depthSYnthetic Model for

Flood Damage Estimation) Approach

(What-If Analysis)

Res

ult

s

(EXPOSURE)

Building Footprints Map

(HAZARD)

Probabilistic Flood

Return Levels Map

(VULNERABILITY)

Building Damage Functions

(PHYSICAL RISK)

Average Annual Loss

Reduction

Strategist

Google Earth

H.R Imagery

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Caso Studio: Borgo Ticino Pavia

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5. Rischio: non dipende solo da noi

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Sandy 2012

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Matrice dei danni totali

Penning-Roswell, E., and Wilson, T. Gauging the impact of natural hazards: the pattern and cost of emergency response during flood events. Transactions of the Institute of British Geographers 31, 2 (2006), 99–115Merz, B., Kreibich, H., Schwarze, R., and Thieken, A. Assessment of economic flood damage. Natural Hazards Earth System Science 10 (2010), 1697–1724

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Danni indiretti: interconnessioni

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Danni indiretti: interconnessioni

Rinaldi SM, Peerenboom JP, Kelly TK. Identifying, understanding, and analyzing critical infrastructure interdependencies. IEEE Control Systems Magazine 2001;21(6):11–25.

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Riassumiamo:

• Cambiamenti Climatici: scala globale e temporale lunga

• Rischio: pericolosità, vulnerabilità ed esposizione

• Pericolosità: eventi estremi legati ai CC

• Vulnerabilità: Persone, Edifici, Automobili (altezza vs velocità)

• Danni: Azioni principali e l’evoluzione temporale

• Danni indiretti: interconnessioni

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?. Domande…



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Grazie per la vostra attenzione!!!

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