Marcello Arosio RISCHI ASSOCIATI AI CAMBIAMENTI CLIMATICI · 01/03/2018 6 With the ... “Gli...
Transcript of Marcello Arosio RISCHI ASSOCIATI AI CAMBIAMENTI CLIMATICI · 01/03/2018 6 With the ... “Gli...
Marcello Arosio
RISCHI ASSOCIATI AI
CAMBIAMENTI CLIMATICI
Bologna 28 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
01/03/2018 2
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?
Obiettivo Illustrare l’importanza di utilizzare uno strumento di
auto - valutazione per misurare il rischio e
adottare misure di prevenzione e di gestione del rischio
Sommario
01/03/2018 3
With the contribution of the LIFE financial
instrument of the European Community
LIFE DERRIS - DisastEr Risk Reduction InSurance
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Mi presento…
Marcello Arosio
• Ingegnere Civile &Dottorando allo IUSS di Pavia; • 5 anni d’esperienza nello mondo del rischio • Specialista in DRR and CCA in Vietnam per l’ONU
01/03/2018 5
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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”
01/03/2018 6
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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”
01/03/2018 7
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Temperatura globale (1850 - 2016)
01/03/2018 8
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Temperatura per singolo stato (1901-2016)
01/03/2018 9
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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
01/03/2018 10
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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
01/03/2018 11
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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
01/03/2018 12
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Numero disastri a livello mondiale
01/03/2018 13
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Shock e Stress
Esposto
01/03/2018 14
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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
01/03/2018 15
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Tempo di ritorno
Tempo (anni)
Grandezza Intensità
2 3 5 5 2 2 4 4 = 3 anni in media
Valore con tempo di ritorno pari a 3 anni
01/03/2018 16
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In Emilia Romagna
FONTE: “Gli scenari climatici e la valutazione degli impatti e della vulnerabilità del territorio emiliano romagnolo, 07/2016- Arpae”
01/03/2018 17
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In Emilia Romagna: 2012
FONTE: “Gli scenari climatici e la valutazione degli impatti e della vulnerabilità del territorio emiliano romagnolo, 07/2016- Arpae”
Nevicata a Febbraio Ondate di calore
7 ondate di calore in estate dopo l’inverno più nevoso di sempre
01/03/2018 18
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?. Domande…
01/03/2018 20
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Il rischio da calamità naturali
R P V E =
RISK
Vulnerability
Exposure
Hazard
01/03/2018 21
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È la probabilità che accada un evento
Pericolosità
01/03/2018 22
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E’ il grado di danno che può conseguire da un evento
Vulnerabilità
01/03/2018 23
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E’ il valore delle cose che possono trovarsi a rischio
Esposizione
01/03/2018 24
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Quanto è il rischio alluvionale?
01/03/2018 25
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Quanto è il rischio alluvionale?
“… questa casa ha una probablità del 20% di essere inondata”
Pericolosità
01/03/2018 26
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Quanto è il rischio alluvionale?
“… questa casa sarebbe danneggiata al 30% da un alluvione ”
Vulnerabilità
01/03/2018 27
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Quanto è il rischio alluvionale?
“… il valore di questa casa è € 100.000”
Esposizione
01/03/2018 28
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R P V E =
20% 30% 100.000 € 6.000 € =
01/03/2018 29
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R H V E =
Magnitudo
pro
bab
ilità
% D
ann
o
Magnitudo
€
01/03/2018 30
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R H V E =
Dan
no
(€
)
Tempo di ritorno
01/03/2018 31
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R H V E =
Modelli idraulici
01/03/2018 32
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R H V E =
Modelli di danno
01/03/2018 33
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R H V E =
Modelli di danno
Magnitudo dell’evento
Gra
do
di d
ann
o
01/03/2018 34
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R H V E = Il patrimonio / Il portafoglio
€ €
€ € €
01/03/2018 35
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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 =
01/03/2018 36
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01/03/2018 36
?. Domande…
01/03/2018 39
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PRECIPITAZIONI INTENSE
Grandi quantità d’acqua
che precipitano in breve tempo
01/03/2018 40
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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
01/03/2018 41
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ALLUVIONI FLUVIALI
Esondazione di un corso d’acqua
in occasione di piene
01/03/2018 42
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Tempo di corrivazione
01/03/2018 43
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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
01/03/2018 44
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Area
Satura
Il ruolo dell’area satura
01/03/2018 45
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FRANE SUPERFICIALI
Movimenti in terra molto spesso innescati da forti precipitazioni
01/03/2018 46
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ONDATA DI CALORE
un lungo periodo con alte temperature e poche precipitazioni
01/03/2018 47
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ONDATA DI CALORE
01/03/2018 48
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GRANDINE
Precipitazione intense di chicchi e grani ghiacciati
01/03/2018 49
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TROBE D’ARIA
Generate da grande differenza di temperatura tra masse d’aria associate a venti di altissima intensità
01/03/2018 50
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TROBE D’ARIA: 3 Maggio 2013
Pianura modenese e bolognese, venti stimati a 300km/h
FONTE: “Gli scenari climatici e la valutazione degli impatti e della vulnerabilità del territorio emiliano romagnolo, 07/2016 - Arpae”
01/03/2018 51
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FULMINAZIONE
Scarica elettrica che avviene tra l’atmosfera e la terra a causa della loro carica elettrostatica
01/03/2018 52
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Catena del rischio dei fenomeni legati al CC
Modelli Meteo
Rischio
Esposizione &
Vulnerabilità
e idraulici
Modelli idrologici
Modelli Climatici
01/03/2018 53
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Necessità di individuare il fenomeno e
produrne una corretta rappresentazione
fisica e probabilistica
Sulla pericolosità
Cambiamenti Climatici
01/03/2018 54
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Alluvione: il fenomeno dei fenomeni
Piene fluviali
Flash floods Colate detritiche
Acqua alta Colate di fango
La modellistica catastrofale spesso rappresenta solo
Principi generali
01/03/2018 57
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Vulnerabilità: anello debole della catena
Evento Danno
01/03/2018 58
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Magnitudo dell’hazard
Grado del danno
La definizione della vulnerabilità
01/03/2018 59
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La vulnerabilità nella realtà
01/03/2018 60
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Studi condotti
su modelli in
scala
Flo
w D
ep
th
Flow Velocity
Vulnerabilità degli edifici
01/03/2018 61
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Vulnerabilità delle persone
01/03/2018 62
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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 i
dri
co
, 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
ep
th
Flow Velocity
Vulnerabilità delle persone
Esperimenti in
laboratorio
01/03/2018 63
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Vulnerabilità degli oggetti mobili
01/03/2018 64
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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
ric
o,
m
h = 0.65 - 0.18U
campo dei valori sperimentali
valori sperimentali
Flo
w D
ep
th
Flow Velocity
01/03/2018 65
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01/03/2018 65
?. Domande…
01/03/2018 67
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Effetti (Danni) Evento (Sinistro) Cause (Azioni)
La scena del sinistro
01/03/2018 68
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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
01/03/2018 69
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I
Tempo
Flash floods
01/03/2018 70
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pianta
Trascinamento
Sfondamento: - portoni - finestre - cancelli
Danni delle azioni idrodinamiche
01/03/2018 71
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Azioni idrostatiche
Collasso fondazioni Pressione idrostatica
01/03/2018 72
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h
Danni
Attenzione all’utilizzo di curve altezza-danno
Azioni idrostatiche:
Allagamento piani interrati
01/03/2018 73
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Azioni idrostatiche
(3) Saturazione suolo – cedimenti differenziali
01/03/2018 74
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Azione di galleggiamento
Area alluvionata
01/03/2018 75
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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
01/03/2018 76
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• Spinta di galleggiamento • Pressione idrostatica laterale
• Nessuna azione sulle strutture
Azioni di galleggiamento
01/03/2018 77
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(1) Erosione
(2) Sedimentazione
Azione dei detriti
01/03/2018 78
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Danni azioni di erosione
01/03/2018 79
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prima
dopo
€osti per lo smaltimento !
Danni dalle azioni dei detriti
01/03/2018 80
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Sedimentazione
Prima Dopo
Monterosso 2011
01/03/2018 81
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Sedimentazione
Prima Dopo
Monterosso 2011
01/03/2018 82
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(1) Azioni chimiche
(2) Azioni biologiche
Azioni non fisiche
01/03/2018 83
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Detersivi Tinture
Vegetazione
Rifiuti industriali Fognatura
Drenaggio urbano Microorganismi
Azioni non fisiche contaminanti
01/03/2018 84
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Calcestruzzo
Aggressione chimica
Legno Pareti
Ammuffimento Legno
Formazione muffe e funghi
Danni dalle azioni non fisiche
01/03/2018 85
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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
01/03/2018 86
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Evoluzione temporale dei danni
v
h
u
s
c
b
Velocità idrodinamica
Altezza idrometrica
Umidità
Sedimentazione detriti
Aggressione chimica
Aggressione biologica
tempo
01/03/2018 87
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Danni: componente interessata
01/03/2018 88
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Danni: tipologia costruttiva
01/03/2018 89
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Danni: classe edifici
01/03/2018 90
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01/03/2018 90
?. Domande…
01/03/2018 92
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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
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01/03/2018 93
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Metodologia proposta
Modello di danno
Variabili dell’evento fisico
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 bonifica Bonifica
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
intensità Mitagazioni strutturali e
non strutturali Intensità ridotte
Mappe di pericolosità
Dati economici Dati sociali Dati ambientali
Mitigazione economica
Mitigazione sociale Mitigazione 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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Caso Studio: Borgo Ticino Pavia
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Sandy 2012
01/03/2018 102
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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), 99–115 Merz, B., Kreibich, H., Schwarze, R., and Thieken, A. Assessment of economic flood damage. Natural Hazards Earth System Science 10 (2010), 1697–1724
01/03/2018 103
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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.
01/03/2018 105
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01/03/2018 105
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!!!