Rischio NaTech da sisma negli stabilimenti Seveso III: la ricerca INAIL che spiega come valutarlo e gestirlo

Quadro normativo del rischio NaTech da sisma negli stabilimenti soggetti al d.lgs. 105/2015, vulnerabilità, sensori SMART, analisi del rischio ed emergenza

Il rischio sismico negli stabilimenti soggetti al D.Lgs. 105/2015 riguarda anche la possibilità che un terremoto inneschi incendi, esplosioni o rilasci di sostanze pericolose. È questo il tema del nuovo Quaderno di ricerca INAIL n. 27/2026, realizzato con l’Università Roma Tre, che propone un quadro organico per leggere, valutare e gestire il rischio NaTech da sisma negli impianti a pericolo di incidente rilevante.

Il documento parte da un presupposto molto chiaro: nei territori ad alta sismicità, la sicurezza industriale non può più essere affrontata separando il rischio “naturale” da quello “tecnologico”.

Quando un sisma colpisce uno stabilimento che tratta sostanze pericolose, il danno non si esaurisce nell’evento strutturale, ma può trasformarsi in una sequenza incidentale complessa, con effetti sull’ambiente, sui lavoratori e sulla popolazione.

Per questo il quaderno insiste sulla necessità di integrare gli scenari NaTech nel Rapporto di Sicurezza, nel Sistema di Gestione della Sicurezza, nel Piano di Emergenza Interno e, per gli effetti esterni, nel Piano di Emergenza Esterno.

Il merito principale del quaderno INAIL è quello di offrire una visione unitaria del rischio NaTech da sisma. Non si limita a richiamare norme e buone pratiche, ma costruisce un percorso metodologico che parte dalla pericolosità sismica, passa per l’analisi di sicurezza e vulnerabilità delle apparecchiature, integra l’esposizione e arriva fino alla quantificazione del rischio, alla sensoristica intelligente e alla pianificazione dell’emergenza.

In questo senso il documento rappresenta uno strumento molto utile non solo per i gestori degli stabilimenti Seveso, ma anche per tecnici, verificatori e autorità chiamati a valutare la resilienza complessiva degli impianti industriali in area sismica.

Perché il rischio NaTech da sisma è centrale negli stabilimenti PIR

Nell’introduzione, il quaderno ricorda che gli eventi NaTech sono i disastri tecnologici innescati da fenomeni naturali. Nel caso del terremoto, il problema è particolarmente serio: pur essendo meno frequente di altri eventi naturali, il sisma è spesso associato alle conseguenze più pesanti per danni strutturali, perdita di contenimento, impatti ambientali e crisi della gestione emergenziale. Il testo richiama anche dati storici internazionali che mostrano la crescita del peso dei disastri naturali negli incidenti tecnologici registrati e sottolinea come il terremoto di Tohoku del 2011 rappresenti un caso emblematico.

Su questa base, il rischio viene letto come combinazione di tre fattori: pericolosità, vulnerabilità ed esposizione. È una tripartizione nota nell’ingegneria sismica, ma qui assume una valenza più ampia: non basta capire quanto forte possa essere il terremoto; bisogna anche capire quali apparecchiature siano più fragili e quali conseguenze possa produrre il loro danneggiamento in termini di rilascio, incendio, esplosione ed effetto domino.

Il quadro tecnico-normativo: Seveso III, NTC ed eurocodici

Il primo capitolo del quaderno ricostruisce il sistema normativo che deve guidare il gestore. Sul fronte nazionale, il riferimento principale resta il d.lgs. 105/2015, cioè il recepimento italiano della Direttiva Seveso III, che impone di considerare anche gli scenari incidentali di origine naturale nel Rapporto di Sicurezza. A questo si affiancano le NTC 2018 e la relativa circolare applicativa del 2019, che costituiscono la base per la valutazione dell’azione sismica e delle verifiche strutturali. Il testo richiama inoltre il D.M. 9 maggio 2001 per la pianificazione territoriale nelle aree interessate da stabilimenti PIR e il CNR-DT 214/2018 sul tema della robustezza strutturale.

Sul piano internazionale, il documento richiama gli Eurocodici, con attenzione particolare all’EN 1998-4 per serbatoi, silos e tubazioni e all’EN 1998-6 per torri, pali e camini. A questi si aggiungono norme tecniche specialistiche come UNI EN 14015, EN 13445, EN 13121, EN 13480 e la UNI/TS 11816-1:2021, che il quaderno segnala come riferimento rilevante proprio per la gestione del rischio NaTech negli stabilimenti soggetti al d.lgs. 105/2015. Sono citati anche standard diffusi a livello globale, tra cui API, AWWA, ASME e linee guida sviluppate in Nuova Zelanda e India. Il messaggio di fondo è netto: la valutazione del rischio NaTech da sisma richiede un approccio davvero interdisciplinare, in cui la sicurezza industriale dialoga con la progettazione strutturale e impiantistica.

Analisi del pericolo sismico: dalla domanda sismica agli effetti di sito

La seconda parte del quaderno entra nel cuore della domanda sismica. Per gli stabilimenti con pericolo di incidente rilevante, le apparecchiature di processo vengono ricondotte a una vita nominale non inferiore a 50 anni, mentre le attività con possibili effetti esterni vengono associate alla classe d’uso IV, cioè quella riservata alle opere con rilevanza strategica o con possibili gravi conseguenze per ambiente e salute. Da qui deriva la definizione della vita di riferimento, del periodo di ritorno e degli stati limite da verificare.

Il quaderno ripercorre poi i passaggi tipici della valutazione di pericolosità sismica di sito. Prima la PSHA, cioè l’analisi probabilistica della domanda sismica, costruita a partire dalla sismicità storica, dalle zone sismogenetiche e dalle relazioni di attenuazione; poi la disaggregazione, utile a individuare la coppia magnitudo-distanza che pesa di più sullo scenario sismico di riferimento; quindi la selezione degli accelerogrammi, che devono essere coerenti con magnitudo, distanza, meccanismo focale e compatibilità spettrale; infine la risposta sismica locale, cioè la valutazione di come il terreno modifichi il moto sismico fra bedrock e piano campagna. Il documento insiste molto su quest’ultimo aspetto: usare solo gli spettri normativi, senza un’adeguata analisi di sito, può portare a sottostimare la domanda sismica reale, soprattutto in presenza di amplificazioni stratigrafiche o di fenomeni come la liquefazione.

Sicurezza sismica degli stabilimenti esistenti: non basta la verifica, serve una strategia

Uno dei capitoli più interessanti riguarda gli stabilimenti esistenti. Il quaderno ricorda che la verifica di sicurezza sismica diventa necessaria in una serie di casi previsti dalle NTC 2018: degrado, errori progettuali o costruttivi, cambi d’uso, interventi che alterano il comportamento strutturale, opere realizzate in assenza o difformità dal titolo abilitativo. In questi casi il livello di sicurezza viene espresso tramite il rapporto ζE, cioè il rapporto fra l’azione sismica massima sopportabile dall’opera esistente e quella prevista per un progetto nuovo nello stesso sito.

Il documento è molto operativo anche sul piano decisionale: quando ζE è insufficiente, si può intervenire con adeguamento o miglioramento sismico; ma, se il livello resta basso, il gestore deve anche valutare gli scenari incidentali associati e adottare misure temporanee o permanenti di mitigazione. Interessante il parallelismo proposto per gli impianti industriali con i concetti di OBE (Operating Basis Earthquake) e SSE (Safe Shutdown Earthquake): il primo richiama una condizione in cui l’impianto resta operativo dopo il sisma, il secondo una condizione in cui può esserci danno ma è comunque garantito lo spegnimento in sicurezza. È un passaggio importante perché sposta l’attenzione dalla sola sopravvivenza strutturale alla continuità funzionale e alla capacità di arresto sicuro.

L’esposizione: la priorità non dipende solo dal danno, ma dalle conseguenze

Il capitolo dedicato all’esposizione chiarisce bene una differenza fondamentale rispetto all’edilizia tradizionale. In uno stabilimento PIR, infatti, un danno strutturale può diventare la scintilla di un incidente tecnologico. Per questo l’esposizione non è solo economica: riguarda la presenza di persone, la continuità operativa, la criticità della funzione svolta dall’apparecchiatura e la possibilità di propagazione del danno.

Il quaderno propone una classificazione in quattro livelli, da esposizione minima a elevata, e introduce un indicatore di priorità di intervento, ottenuto mettendo in relazione l’indice di esposizione con il rapporto di sicurezza sismica. In altre parole: più un’apparecchiatura è esposta e meno è sicura, più alta sarà la priorità di intervento. È una logica molto utile anche per l’attività istruttoria e ispettiva, perché permette di ordinare gli interventi in modo razionale, senza disperdere risorse.

La vulnerabilità sismica: dalle apparecchiature critiche alle curve di fragilità

La parte più corposa del quaderno riguarda la vulnerabilità sismica. L’impostazione proposta è graduale: prima uno screening preliminare per individuare le unità più critiche; poi un’analisi via via più raffinata, fino alla costruzione delle curve di fragilità, cioè funzioni che legano la probabilità di danno all’intensità sismica. È proprio questo il punto di raccordo fra ingegneria strutturale e analisi di rischio industriale.

Apparecchiature snelle

Tra le apparecchiature snelle il quaderno colloca colonne, reattori, camini e torce. Sono elementi nei quali il sisma tende a concentrare le criticità nelle zone di transizione fra mantello e supporto e nell’attacco in fondazione. I meccanismi di danno più rilevanti sono l’instabilità della gonna, la plasticizzazione dei tirafondi e le deformazioni eccessive nei collegamenti con le tubazioni, che possono portare a rilasci di diversa gravità fino al collasso con perdita totale di contenuto.

Serbatoi ad asse orizzontale

Per i serbatoi orizzontali il testo richiama l’Eurocodice 8 parte 4 e distingue il contributo impulsivo da quello convettivo del liquido. L’analisi non può fermarsi alla struttura metallica: va considerata anche la pressione idrodinamica generata dal sisma e il comportamento dei supporti. Il quaderno mette in evidenza come le conseguenze possano riguardare deformazioni, rotture locali, distacco di tubazioni e perdita di contenimento.

Apparecchiature tozze

Nel caso delle apparecchiature tozze, in particolare i serbatoi, il documento analizza meccanismi ben noti nella letteratura sismica industriale: elephant foot buckling, diamond shape buckling, scorrimento, ribaltamento, frattura della piastra di base, danni al tetto. La correlazione deterministica danno-rilascio proposta distingue fra serbatoi ancorati e non ancorati, evidenziando che non tutti i danneggiamenti producono lo stesso tipo di rilascio: alcuni scenari portano a fori o rotture localizzate, altri a perdita istantanea del contenuto. È un dettaglio decisivo per l’analisi del rischio, perché traduce il danno meccanico in conseguenza impiantistica.

Apparecchiature sostenute da colonne

Una categoria a parte è quella delle unità sostenute da pilastri, come serbatoi sopraelevati, compressori o sfere di Horton. Qui il punto debole non è solo il contenitore, ma soprattutto la struttura di supporto, che può collassare o trasmettere in modo sfavorevole il moto alla parte superiore. Anche in questo caso il quaderno distingue fra collasso strutturale, rotazioni eccessive, distacco delle tubazioni e diversi livelli di rilascio.

Piperack e tubazioni

Molto utile anche la sezione su piperack e tubazioni, spesso trascurata nelle analisi tradizionali. Il documento ricorda che l’intero sistema è particolarmente vulnerabile agli spostamenti differenziali causati dal sisma: i punti più critici sono gomiti, tee e bocchelli. I meccanismi di danno includono frattura a trazione, buckling locale e fatica oligociclica. La logica è chiara: anche senza collasso generale, la rete di collegamento può diventare l’anello debole da cui parte il rilascio.

Curve di fragilità e caso studio sui serbatoi

Il capitolo si chiude con la costruzione delle curve di fragilità. L’INAIL richiama l’uso di database dedicati, modelli empirici e approcci più avanzati come la Probabilistic Seismic Demand Analysis e la Cloud Analysis. Il caso studio proposto riguarda un grande serbatoio cilindrico non ancorato per stoccaggio di petrolio, modellato con due oscillatori per la componente impulsiva e convettiva del liquido e una molla rotazionale alla base per simulare il sollevamento. Gli stati limite analizzati sono legati proprio all’uplift, all’instabilità laterale del mantello e alla plasticizzazione della piastra di base. È un esempio importante perché mostra come si passa dalla modellazione numerica alla stima probabilistica del danno.

Tecnologie innovative: sensori SMART e UAS

Uno dei contributi più attuali del quaderno è la sezione sulle tecnologie di monitoraggio e risposta. Le soluzioni SMART vengono descritte come sistemi capaci di rilevare in tempo reale deformazioni, accelerazioni, variazioni di temperatura e rilasci di sostanze, attivando automaticamente misure di protezione e contenimento. Le principali famiglie individuate sono cinque: sensori di deformazione, accelerometri, sensori di temperatura, rilevatori di rilascio e dispositivi UAS per la gestione dell’emergenza.

Tra i sensori di deformazione, il quaderno cita strain gauges, potenziometri lineari e inclinometri, utili soprattutto nei punti dove ci si attendono le massime deformazioni, come gomiti di tubazioni, pareti di serbatoi e giunti flangiati. Gli accelerometri, invece, possono essere integrati in sistemi di early warning capaci di riconoscere le onde P e attivare valvole di sicurezza prima dell’arrivo delle onde S, anche se restano aperti i problemi di falsi allarmi e tempi di preavviso. Grande attenzione è data anche ai dispositivi MEMS wireless, grazie a costi più bassi, consumi ridotti e facilità di integrazione in reti di monitoraggio diffuse.

Sul fronte del rilevamento perdite, il documento distingue le fibre ottiche, utili lungo intere tratte di tubazione perché permettono un controllo continuo della temperatura, dai cosiddetti nasi elettronici, che misurano direttamente la concentrazione di sostanze in aria. Sono richiamate anche tecniche di emissione acustica per l’individuazione di microfessurazioni e rotture in aree difficili da raggiungere.

Per la gestione dell’emergenza, il quaderno dedica un focus ai UAS, cioè droni equipaggiati con telecamere visibili e termiche, sensori gas e sistemi di georeferenziazione. Possono essere usati per ricerca di persone, monitoraggio di incendi ed esplosioni, mappatura di danni, identificazione di nubi tossiche e supporto alle squadre di soccorso in ambienti non accessibili in sicurezza. Non sono presentati come soluzione “miracolosa”, ma come componente molto efficace di una strategia integrata.

Analisi quantitativa del rischio: dallo screening alle priorità di mitigazione

Nella parte finale, il quaderno mette insieme tutte le componenti costruite nei capitoli precedenti. La prima operazione consiste nell’individuazione delle apparecchiature critiche, attraverso metodi a indici che combinano pericolosità, vulnerabilità ed esposizione. L’indice sintetico di rischio consente uno screening iniziale delle unità più problematiche; quelle con rischio medio o alto passano poi a un’analisi più accurata della vulnerabilità tramite curve di fragilità e modelli semplificati o FEM.

A questo punto entra in gioco la curva di pericolosità sismica, che fornisce la frequenza annua di superamento dei diversi livelli di intensità, e il calcolo della frequenza annua di superamento del danno, ottenuto combinando curva di hazard e curva di fragilità. Il quaderno propone poi matrici di rischio che permettono di classificare gli scenari e orientare le decisioni. L’obiettivo non è solo stimare una probabilità, ma costruire una graduatoria di interventi strutturali, gestionali e tecnologici.

Il testo richiama inoltre strumenti classici dell’analisi del rischio industriale, come Fault Tree Analysis ed Event Tree Analysis, fondamentali per rappresentare i nessi causa-effetto che trasformano un danno sismico in rilascio, incendio, esplosione o effetto domino. In questo quadro, la sensoristica SMART diventa particolarmente rilevante quando gli scenari mostrano una probabilità non trascurabile di danno associata a conseguenze elevate e a potenziali escalation.

Emergenza sismica: PEI, PEE e ruolo del SGS-PIR

L’ultimo capitolo chiarisce che i risultati dell’analisi NaTech non devono restare confinati nel Rapporto di Sicurezza. Se il terremoto può generare scenari incidentali diversi da quelli convenzionali, allora occorre aggiornare anche il PEI e fornire all’Autorità competente gli elementi necessari per il PEE. Il documento richiama il D.P.C.M. 14 gennaio 2014 sul programma nazionale di soccorso per il rischio sismico e sottolinea il ruolo del coordinamento fra sindaco, prefettura, regione e Dipartimento della Protezione Civile in funzione della scala dell’emergenza.

Molto centrali sono anche gli aspetti organizzativi: formazione, addestramento, esercitazioni, efficienza dei sistemi di comunicazione e allerta, disponibilità di risorse antincendio, capacità di gestione dei rilasci, primo soccorso e procedure di protezione del personale. In questa prospettiva il SGS-PIR viene descritto come lo strumento che tiene insieme ruoli, responsabilità, mappatura dei pericoli, misure di mitigazione e procedure di risposta, rendendo la gestione NaTech una parte integrante della governance della sicurezza.

Ulteriori approfondimenti

Per approfondire il tema della valutazione del rischio di incidente rilevante, può essere utile leggere anche questo articolo di BibLus: Rischio Incidente Rilevante (RIR): norme di riferimento e guida INAIL. Per la gestione della sicurezza nei luoghi di lavoro e della documentazione tecnica correlata, puoi inoltre provare un software DVR specialistico.

Fonte: INAIL

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