Mitigazione dei rischi geologici con approfondimenti normativi - parte 1

Mitigazione dei rischi

Modulo introduttivo

• Natural hazards e natural disasters
• I processi geologici nell’ambito dei rischi naturali
• Rischi geologici: il contributo dell'uomo
• Rischi geologici “antropogenici”
• Definizione di rischio: il problema terminologico
• Hazard
• Esposizione
• Vulnerabilità
• Resilienza/Capacità
• Il concetto di previsione: hazard assessment, forecasting, early warning
• Approfondimento: il tempo di ritorno
• Il concetto di prevenzione: lungo termine e breve termine; strutturale non strutturale
• L’importanza del coinvolgimento della popolazione (informazione, formazione, awareness, preparedness, capacity building)
• Il workflow del “risk management”
• Panoramica sullo stato di dissesto del territorio italiano

Definition of hazard

Evento fisico, fenomeno o attività umana, potenzialmente dannoso, che può causare la perdita di vita, infortuni, danni alle proprietà, collasso socio economico o degrado ambientale. Un processo naturale in sé non è un hazard, per essere un hazard deve potenzialmente poter causare un danno. Questa definizione integra in sé già il danno. In realtà il danno è una proprietà del rischio. O meglio il rischio è una misura del danno atteso.

Quindi un terremoto nel Sahara non è un hazard (non crea danni), mentre lo stesso evento in una città lo è. Tuttavia si dice potenzialmente e nel Sahara potrebbero potenzialmente esserci strutture soggette a danno.

Secondo questa seconda definizione (più quantitativa), l’hazard è la probabilità di accadimento di un fenomeno potenzialmente dannoso. Questa definizione si avvicina di più alla definizione quantitativa utile per il calcolo del rischio. Quindi la prima definizione è più divulgativa mentre la seconda è una definizione più quantitativa.

Abbiamo diversi tipi di hazard:

• Natural hazards → processi naturali o fenomeni, all’interno del sistema Terra (litosfera, idrosfera, biosfera e atmosfera), che possono costituire eventi dannosi (terremoti, eruzioni vulcaniche, uragani…)
• Human-induced hazards → processi che avvengono all’interno del sistema Terra causati dall’attività umana e che accelerano o aggravano eventi di danneggiamento (inquinamento atmosferico, incidenti nucleari…)
• Human made hazards → fenomeni completamente generati dall’uomo (inquinamento industriale, attività nucleari…) che in natura non avverrebbero.

I rischi geologici

I rischi geologici derivano prevalentemente da processi naturali ma anche da processi antropici.

Fra i rischi naturali rientrano quelli:

• Meteorologici
• Geomorfologici e geologici
• Extraterrestri

Processi naturali potenzialmente fonte di hazard. I rischi geologici non sono solo naturali. Da processo naturale a “disastro” naturale.

Definiamo disastro una severa interruzione del funzionamento di una comunità o società che causa diffuse perdite umane, materiali, economiche o ambientali, che superano la capacità della comunità o società di affrontarle usando le proprie risorse.

Il concetto di naturale

I rischi geologici comprendono sia natural hazards che human induced hazards (antropogenici). Mentre nella prima definizione si parla di processi ed eventi geologici, nella definizione di Ayala si parla di processi, eventi o situazioni che avvengono nell'ambiente geologico. Quindi allarga la definizione a casi in cui l’ambiente geologico è coinvolto suo malgrado. Nella terza definizione leggiamo indotti o meno!

I rischi geotecnici li possiamo considerare come un sottoinsieme dei rischi tecnologici. Arancio rischi misti, rosso solo antropici, viola solo naturali.

Sinkhole → legati a fenomeni di carsismo quali collasso di una dolina (dolina di crollo). È un processo naturale. Il carsismo è una successione temporale di un processo idrogeochimico che crea il vuoto, poi la gravità fa evolvere questo vuoto che può propagarsi in superficie manifestandosi come voragine. In parte il rischio geotecnico può essere legato ad eventi naturali (processi di subsidenza e cedimenti legati al carico litostatico) o antropogenici (subsidenza dovuta a pompaggio di acqua, cedimenti dovuti all’aumento di carico (Fiera di Roma, Parco Leonardo)).

Il rischio di inquinamento è un rischio prettamente antropologico. Quando l'inquinamento intacca la matrice suolo e acqua diventa un problema geologico. La non potabilità dell’acqua del viterbese è dovuta alla presenza di arsenico di origine naturale (da vulcaniti). Lo chiamiamo inquinamento? Non si sa. Tuttavia se si considera inquinamento una deviazione dalla composizione naturale allora non lo possiamo considerare inquinamento.

Per quanto riguarda il rischio idrogeologico, frane e inondazioni possono essere processi naturali o accelerati/causati dall’uomo (Vajont, Val di Sambro, Val di Stava (alluvione antropoindotta)).

Rischio sprofondamento: sinkhole antropo indotte (voragini di Roma → evoluzione nel tempo di ambienti scavati dall’uomo (pozzolana)).

Ricapitolando

I rischi geologici comprendono sia i rischi naturali che processi che possono essere accelerati/innescati dall’uomo (frane, Vajont…). L'inquinamento è un rischio geologico ma puramente antropico. Ovvero impatta la matrice suolo e acqua ma la causa è l’uomo! Quando c’è il “danno” si passa da hazard a disaster!

Rischi naturali

A livello globale ogni continente è interessato da rischi (sismici, uragani, siccità, vulcani…). Ovviamente i margini delle placche sono quelli più interessati da rischi geologici, mentre i cratoni essendo aree inattive non presentano rischi. Per quanto riguarda i rischi legati ad atmosfera ed idrosfera sono concentrati nella fascia compresa tra i tropici dove ci sono le maggiori energie in gioco e dove si sviluppano le correnti. Quella descritta è una mappa dell’hazard.

Per quanto riguarda il rischio di mortalità atteso (espresso in persone per anno) abbiamo ampie porzioni del pianeta caratterizzate da elevati tassi di mortalità che sono legati ai processi sopra indicati. Parlando di mortalità attesa si fa riferimento al rischio che è una misura del danno. Se sovrapponessimo le mappe vedremmo un trend simile. Quindi hazard e rischio sono fortemente collegati. È però importante notare che alcune zone si colorano di più perché più densamente popolate. Ad esempio in India non c’è una componente diretta di rischio, tuttavia è talmente densamente popolata che un terremoto sull’Himalaya fa vittime anche a grande distanza. Mentre le Ande, nonostante siano caratterizzate da elevati processi di natural hazard (terremoti), presentano una mortalità attesa piuttosto bassa perché sono poco popolate. Quindi hazard e rischio sono fortemente collegate ma ci sono anche altri fattori da tenere in considerazione!

Trend dei disastri naturali

Il grafico riguarda un periodo che va dal 1970 al 2018, e mostra i disastri naturali riportati a scala globale differenziati per tipo. Notiamo un trend in aumento, ovvero nel 1970 i disastri erano sotto i 100 eventi, poi sono aumentati notevolmente. Tale trend può essere dovuto a una maggiore diffusione delle notizie (completezza delle informazioni). Notiamo inoltre che molte zone prima non popolate ora presentano un’alta densità di popolazione.

Questo secondo grafico mostra i costi relativi agli eventi sopra descritti (spese di ricostruzione). In questo caso non si parla di rischio ma di danno. Anche qui vediamo un aumento dei costi nel tempo. Noi abbiamo più controllo sulle voci di questa tabella che su quella precedente! L’out layer è il terremoto di Fukushima che poi ha generato tsunami…

Il periodo indagato è più ampio, il trend è sempre in aumento ma dobbiamo ancora di più considerare una mancanza di informazioni/dati che caratterizza i tempi meno recenti. Notiamo che gli eventi meteorologici (precipitazioni estreme, uragani, tifoni e alluvioni) sono i più diffusi e sono anche quelli che determinano costi maggiori. Tuttavia i terremoti che nel primo grafico erano piccole tacchette, in questo grafico sono molto importanti. Perché? Perché i terremoti fanno danni su areali estremamente ampi (in base alla loro magnitudo) al contrario ad esempio delle alluvioni. La pericolosità è strettamente funzione dell’intensità dell’evento. Più il terremoto è forte più danni fa. I disastri sono l'incrocio fra hazard e popolazione che può subire danno.

L’aumento dei disastri non necessariamente è legato all’aumento degli eventi o all’aumento della loro distruttività. È infatti importante notare che la popolazione è passata da 1 miliardo nel 1800 a 7 miliardi nel 2011. Se sovrapponessimo questa curva a quelle precedenti combacerebbero.

Hazard e vulnerabilità

Abbiamo detto che un natural hazard diventa disaster quando impatta su una popolazione. Il danno atteso non è solo funzione dell’evento, ma anche della solidità della comunità che subisce l’hazard. Ovvero la vulnerabilità varia in base al variare del livello di sviluppo. Ad esempio uno stesso terremoto ad Haiti ed in Giappone causerebbe molti più danni e vittime nel primo paese e pochissimi nel secondo che è più sviluppato (preparato, costruito meglio…). Quindi maggiore sviluppo, minori perdite umane (casualties), tuttavia i danni economici crescono al crescere del livello di sviluppo, perché il valore dei beni esposti è maggiore. Ad esempio il terremoto in Giappone ha distrutto una centrale nucleare che ha un costo elevato sia in termini di struttura che di disservizio (l’energia va acquistata da qualche altra parte). È quindi importante conoscere l’hazard ma anche la società che ne è esposta. Quantitativamente fare calcoli su quanto è vulnerabile la società e a quanto è il danno è molto difficile perché entrano in gioco numerose variabili.

Tra gli eventi naturali geologici i più impattanti sono i terremoti. L’Italia è soggetta ad elevato rischio sismico, vulcanico, idrogeologico (frane e alluvioni), geotecnico… Siamo il paese che prende più soldi dal fondo di solidarietà dell’Unione Europea per ripristinare i danni degli eventi avversi. Circa il 50% del fondo, tra il 2002 e il 2017, è andato all’Italia. Alla Germania è andato il 20% perché è soggetta a forte rischio idraulico.

Uno sguardo sull’Italia

L’Italia ha 7500 km di costa quindi è fortemente soggetta ad erosione costiera (rischio geologico). Ostia, Focene, Fiumicino sono soggette a questo tipo di danni. L’uomo è spesso causa accelerante se non innescante dell’erosione delle coste. Costruire sulle coste (lungomare…) quindi lo le irrigidisce, prima in molti casi (es. sul tirreno) c’era la duna costiera. Le dune erano mobili quindi il mare prendeva materiale da una parte e lo depositava da un’altra, ora questo non avviene più. In passato sono stati effettuati prelievi in alveo: la ghiaia di fiume finiva nel cemento armato dei palazzi, quindi non tornava nei fiumi. Le dighe sono delle trappole sedimentarie: interrompo il flusso idrico, faccio perdere energia all'acqua che decanta e ho deposizione lacustre. Quindi detrito che arriverebbe al mare rimane bloccato. Tutti questi fattori influiscono sull’erosione costiera.

Poi abbiamo importanti sistemi fluviali (Adige, Po, Tevere, Fiumare Calabresi e Siciliane...). Se costruisco a ridosso di essi posso avere alluvioni (Piemonte 2020, Veneto 2010…). L'Italia è quasi tutta sismogenica (tranne la Sardegna e dell’avampaese alto), abbiamo numerosi vulcani attivi (tra cui Vesuvio, Etna e Stromboli). Un altro rischio sono i sinkhole (esempio nella regione Lazio) che possono essere legati a fenomeni carsici o a migrazione di cavità antropiche ipogee. Poi abbiamo la subsidenza che interessa in particolare le piane.

Pur essendo di più le donne ci sono più morti per piene e per frane fra gli uomini. Ciò può essere dovuto al fatto che nelle zone industriali lavorano più uomini che donne.

Costi e prevenzione

Nella tabella sono elencati diversi terremoti e le relative spese di ricostruzione. I soldi spesi solo in piccola parte sono investimenti (se si ricostruisce con tecniche antisismiche), il grosso è spesa. Per il terremoto nella valle del Belice il periodo di attivazione degli interventi è compreso fra il 1968 e il 2028, si sta ancora lavorando! Lo stesso vale per il terremoto dell'Irpinia. In totale solo per i terremoti principali sono previsti 121 milioni di spesa. Circa 2 miliardi l’anno. In questa tabella si considerano anche i danni alla salute e il totale sale a circa 5 miliardi l’anno!

Questa è la dimostrazione che la prevenzione è un investimento. Sia a salvaguardia della vita umana che a livello macroeconomico. Ovviamente spendendo in prevenzione per i primi anni non vedrei il ritorno. Lo vedo più in là nel tempo. In un trentennio si può recuperare l’investimento e abbattere la spesa (es. da due miliardi e mezzo a mezzo miliardo). Il problema è la politica ma anche culturale, si vogliono vedere risultati subito!

Definizione del rischio

Il rischio è la combinazione della probabilità di un evento di hazard (naturale o antropico) e delle sue conseguenze che derivano dalle interazioni tra hazard, vulnerabilità, esposizione e capacità. Quindi il rischio si concretizza quando c’è interazione tra processo e qualcosa che sia esposto, vulnerabile e che abbia una sua capacità (di sopportare e reagire).

Un’altra definizione è che il rischio è la probabilità di conseguenze negative, o perdite attese (morti, infortuni, danni alle proprietà…), che risultano dall’interazione di hazard (naturali accelerati dall’uomo e attivati dall’uomo) e condizioni di vulnerabilità. Come vediamo dal grafico natural disaster e disability si equivalgono.

Altre definizioni

L’ultima definizione è la più tecnica ed è quella che più si avvicina a come ora si considera e si tratta il rischio: il termine di rischio si riferisce alle perdite attese da un dato hazard a uno dato elemento di rischio, in uno specificato futuro di tempo. Rispetto a quella delle nazioni unite abbiamo degli elementi in più: il rischio viene legato ad uno specifico hazard (frana, terremoto…). Inoltre ci dice che fissato l’hazard, il rischio cambia a seconda dell’elemento a rischio (es. casa medioevale più a rischio di una costruzione moderna). In aggiunta qui il rischio viene modulato a seconda dell’orizzonte temporale di riferimento. Viene quindi introdotto un concetto fondamentale, quello di probabilità temporale. Cioè si deve considerare un tempo di interesse ingegneristico. La vita nominale di una casa è di 50 anni, quindi mi devo preoccupare delle perdite attese da quella struttura nei prossimi 50 anni. Quindi per calcolare il rischio devo considerare una certa finestra temporale.

Nell’equazione sopra descritta il rischio dipende da tre fattori:

• Hazard (adimensionale)
• Esposizione → consente di quantificare se ci sono beni e/o persone nell’area colpita dall’hazard che possono potenzialmente subire danni. Potenzialmente perché devo considerare la vulnerabilità di quegli elementi a rischio esposti all’hazard, per capire se possono subire danni (vulnerabilità). Il termine amount ci fa capire che l’esposizione è qualcosa di quantitativo.
• Vulnerabilità (adimensionale)

Essendo il rischio un prodotto, basta che uno dei tre fattori sia zero, perché il rischio sia zero. Ad esempio se ho beni esposti ma la vulnerabilità è zero il rischio a sua volta sarà zero. Allo stesso modo se ho un fenomeno enorme, ma non ho beni esposti, il rischio va a zero. Sia hazard che vulnerabilità sono adimensionali. L’esposizione invece ha una dimensione. Che valori do ai beni esposti e come valorizzano le vite umane? Per i beni immobili e strutturali ci sono criteri oggettivi per trovare il loro valore (monetario). Per le vite umane non c’è un criterio oggettivo da poter usare quindi o non vengono calcolate (metodo anglosassone) oppure si usa un approccio più assicurativo (si calcola quanto la persona avrebbe prodotto nella sua vita in funzione delle condizione al contorno). Secondo questo approccio i morti di un paese più sviluppato valgono di meno di quelli di un paese sottosviluppato. In termini etici è orribile.

Questo vale se devo fare un calcolo di rischio molto specifico (palazzina, famiglia…). A livello superiore si vanno a fare delle stime quindi e per le persone l’amount viene calcolato in numeri (10, 100 persone), mentre per i beni immobili si fa una valorizzazione economica.

Ordine di importanza: 1. hazard, 2. esposizione, 3. vulnerabilità. La vulnerabilità è l’ultima perché se non c’è il bene esposto è inutile calcolarla.

Hazard → evento fisico potenzialmente dannoso che può causare la perdita di vite, ferite, danni alle proprietà, collasso sociale o economico o danni all’ambiente. Tutti gli hazard sono caratterizzati da una loro localizzazione, intensità, frequenza e durata.