I sistemi e gli impianti energetici (ed in generale, industriali) sono potenzialmente soggetti ad incidenti, dovuti a rotture e guasti di componenti, ma anche ad eventi catastrofici esterni legati al territorio ed all’ambiente che li ospita. La valutazione e la gestione del rischio associato al loro funzionamento richiedono un approccio sistematico e sistemico all’identificazione dei pericoli ed al calcolo delle probabilità/frequenze e delle conseguenze di scenari incidentali che possono impattare sui sistemi, gli impianti, i lavoratori, l’ambiente e la popolazione. L'obiettivo di questo insegnamento è fornire agli studenti competenze su: (i) tecniche per l’identificazione dei pericoli; (ii) metodologie di valutazione ed analisi della sicurezza (risp., del rischio); e (iii) metodi di controllo e riduzione del rischio associato al funzionamento dei sistemi e degli impianti energetici ed industriali (azioni di prevenzione e mitigazione). Queste competenze, tipiche degli analisti di sicurezza ed affidabilità, sono necessarie in tutte le aree dell’ingegneria moderna per la progettazione e la gestione di sistemi sicuri ed affidabili.

Al termine del corso, gli studenti devono conoscere: RAA 1 - i concetti e le definizioni (qualitative e quantitative) di pericolo, sicurezza, rischio, prevenzione e mitigazione; RAA 2 - le principali Norme Italiane ed Europee sulla sicurezza degli impianti energetici; RAA 3 - i metodi (qualitativi e semi-quantitativi) per l’identificazione dei pericoli; RAA 4 - la formulazione sistematica e sistemica dell’analisi di sicurezza e rischio; RAA 5 - le basi dell’approccio quantitativo all’analisi di sicurezza e rischio e le relative tecniche di valutazione. Al termine del corso, gli studenti devono essere in grado di: RAA 6 - applicare i metodi (qualitativi e quantitativi) per l’analisi di sicurezza e di rischio; RAA 7 - valutare criticamente i risultati ottenuti dall’applicazione dei metodi appresi, anche in relazione alla confidenza con la quale possono essere utilizzati per prendere decisioni robuste in merito a misure preventive, protettive, mitigative e reattive; RAA 8 - comunicare i risultati della propria attività in modo tecnicamente corretto.

Conoscenze di base di: Matematica, Termodinamica applicata e Fisica.

1. Introduzione e descrizione dei contenuti del corso: visione globale dell’offerta formativa sulla sicurezza e l’analisi di rischio nei Corsi di Laurea Triennale e Magistrale in Ingegneria Energetica (e Nucleare). 2. Concetti di pericolo, sicurezza, rischio (e tollerabilità del rischio), prevenzione e mitigazione: definizioni qualitative e quantitative. 3. Introduzione (cenni) alla Normativa Italiana ed Europea sulla sicurezza ed il rischio nella progettazione e gestione degli impianti energetici [sicurezza occupazionale, sicurezza dei componenti, delle macchine e dei sistemi, sicurezza degli impianti soggetti ad incidenti severi (es., raffinerie, impianti chimici, installazioni Oil&Gas, impianti nucleari)]. 4. Analisi critica dettagliata di alcuni incidenti rilevanti che hanno colpito diverse tipologie di impianti energetici nel passato. 5. Sostanze pericolose utilizzate in ambito energetico: caratteristiche, classificazione, trattamento, Normativa Italiana ed Europea. 6. Metodi qualitativi (e/o semi-quantitativi) per l’analisi di sicurezza (risp., rischio) degli impianti energetici (ed industriali, in generale): a) Sicurezza occupazionale: metodo HAZard IDentification (HAZID) (per l’identificazione dei pericoli); b) Sicurezza dei componenti, delle macchine e dei sistemi: metodo Failure Mode Effect and Criticality Analysis (FMECA) (per l’identificazione delle modalità di guasto di un sistema e le corrispondenti analisi di criticità e manutenibilità); c) Sicurezza delle industrie di processo: (i) metodo HAZard and OPerability analysis (HAZOP) (per l’identificazione delle anomalie in un processo produttivo); (ii) metodo Layers of Protection Analysis (LOPA) (per identificare e sottolineare la necessità di ulteriori barriere protettive e/o sistemi di sicurezza in un impianto di processo); d) Matrici di rischio, per una classificazione qualitativa della criticità dei pericoli identificati. 7. Nozioni di base sulle tecniche quantitative più utilizzate nelle analisi di sicurezza (risp., rischio) degli impianti energetici (ed industriali, in generale): a) Fondamenti di teoria della probabilità, propedeutici alla trattazione degli argomenti ai punti b) e c) successivi; b) Alberi degli eventi (Event Tree), per l’identificazione delle possibili sequenze (scenari) incidentali; c) Alberi dei guasti (Fault Tree), per la quantificazione delle probabilità/frequenze delle sequenze (scenari) incidentali. 8. Analisi delle conseguenze di uno scenario incidentale (modellazione e quantificazione): il Metodo Speditivo per la determinazione dell’estensione delle aree di danno (elevata letalità, lesioni irreversibili per le persone). 9. Casi studio: le lezioni frontali verranno supportate da esempi relativi ad analisi di sicurezza e rischio di componenti, sistemi ed impianti energetici esposti a pericoli, e da esercitazioni quantitative svolte dal docente e/o dagli stessi partecipanti al corso.

Le lezioni frontali verranno supportate da esempi relativi ad analisi di sicurezza e rischio di componenti, sistemi ed impianti energetici esposti a pericoli, e da esercitazioni quantitative svolte dal docente e/o dagli stessi partecipanti al corso.

Materiale obbligatorio: - Dispense e slides forniti dai docenti. Materiale facoltativo: - E. Zio, “Introduction to the basics of reliability and risk analysis”, Editore: World scientific, Anno edizione: 2007. - E. Zio, “Computational methods for reliability and risk analysis”, Editore: World scientific, Anno edizione: 2009. - P. Baraldi, F. Cadini, E. Zio, “Introduction to reliability and risk analysis: worked out problems”, Editore: World Scientific, Anno edizione: 2011. - W. Kroger, E. Zio, “Vulnerable Systems”, Editore: World Scientific, Anno edizione: 2011.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;

Exam: Written test; Compulsory oral exam;

... La valutazione consiste in un esame scritto ed uno orale. La prova scritta è costituita da esercizi di calcolo e domande teoriche sui diversi macro-argomenti trattati (punti 2-9 del Programma). Gli esercizi serviranno a valutare principalmente le capacità dello studente di applicare i metodi qualitativi e quantitativi di valutazione della sicurezza e del rischio degli impianti energetici (RAA 6). Le domande teoriche consentiranno di verificare la comprensione da parte dello studente dei concetti di sicurezza, rischio, prevenzione e mitigazione, la conoscenza delle principali norme in materia di sicurezza, dei metodi qualitativi di identificazione e caratterizzazione dei pericoli, delle basi dell’approccio sistemico e quantitativo alla valutazione della sicurezza e del rischio degli impianti energetici (RAA 1-5). Questa parte permetterà di verificare conoscenze acquisite (di tipo concettuale, teorico e “fondativo”) che non possono essere verificate mediante esercizi numerici. La durata massima della prova scritta è di 2h. L’uso del materiale didattico (libri, appunti, etc.) non è consentito. Questa parte dell’esame contribuirà al 65% della valutazione finale. Nell’esame orale verrà verificata principalmente la capacità dello studente di esprimere autonomamente e criticamente, in modo chiaro e convincente, giudizi sulla confidenza nei risultati di un’analisi di sicurezza e rischio (RAA 7, 8). Questa parte dell’esame contribuirà al 35% della valutazione finale. La minima valutazione che consente il superamento dell’esame è di 18/30. La valutazione massima è 30/30 e lode.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.