OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

The course is focused on various aspects of safety and security in industrial applications including: chemical plants, oil&gas, dangerous goods handling etc. Starting form reliability analysis, through Bayesian statistics, reliability modeling and simulation, failure analysis the course will guide the identification of possible risk factors and will presents the most promising methodological approaches. Two practical assignment will be given focusing on industrial incidents involving chemical spills and complex plants failures.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso affronta in maniera organizzata e strutturata il problema della sicurezza degli insediamenti produttivi e degli impianti industriali in generale, l'introduzione fornisce un inquadramento di base ed il raccordo con le nozioni apprese nei corsi della Laurea con eventuale completamento del “gap” eventualmente esistente. La parte I affronta i modelli strutturali dei cedimenti e dei collassi delle costruzioni, strutture e carpenterie industriali come eventi spesso alla base degli incidenti. Attraverso l'analisi delle teorie e dei modelli l'allievo apprende i principi di progettazione “sicura” nei vari scenari considerati. Nella II parte si affrontano le conseguenze che gli incidenti industriali posso avere sull'ambiente e sulle persone ponendo risalto sui nessi causali e sulle interconnessione tra gli aspetti strutturali, operativi   ed umani del fenomeno incidentale. Il taglio del corso è prettamente applicativo con riferimento ai settori industriali considerati ad “alto rischio” (impianti chimici, nucleari, oil & gas, ecc.).

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione e concetti chiave    
    •    Nozione di rischio e rischio industriale
    •    Elementi di statistica e teoria delle probabilità
    •    Statistica bayesiana applicata al settore industriale
    •    Richiami di meccanica delle strutture
    •    Determinazione delle caratteristiche di sollecitazione
    •    Richiami sul solido di De Saint-Venant
    •    Elementi di notazione matriciale, tensoriale e operazioni tensoriali in notazione matriciale
Parte I – Incidenti derivanti dal collasso nelle costruzioni, strutture e carpenterie industriali
    •    Il comportamento ideale plastico ed il collasso plastico
    •    Il collasso plastico delle travi inflesse (ipotesi cerniera plastica, il meccanismo del collasso e teoremi fondamentali del calcolo a rottura)
    •    I corpi continui, formulazione e teoremi fondamentali, problemi piani di deformazione ed il modello della piastra di Kirchhof (applicazioni industriali)
    •    Valutazione numerica del carico di collasso come problema di ottimizzazione (esempi)
    •    Strutture idealmente elasto-plastiche soggette a carichi ciclici
    •    Adattamento, collasso incrementale, plasticità alternata e cicli a regime
    •    Condizioni di adattamento e teoremi relativi
    •    Comportamenti in caso di incrudimento e sollecitazioni a fatica
    •    Approfondimento: la fatica nelle costruzioni aeronautiche
    •    Instabilità euleriana e crisi per perdita di rigidezza
    •    Sistemi discreti, stazionarietà e minimo EPT, esempi industriali, teoria del secondo ordine (cenni)
    •    Instabilità flessionale di aste compresse, carico critico e casi notevoli
    •    Instabilità flesso-torsionale e travi inflesse in un piano di simmetria
    •    Problemi piani: Instabilità di lastre piane e alcuni casi notevoli (cenni)
    •    Calcolo del carico critico Euleriano, il rapporto di Rayleigh, formulazione matematica (autovalori)
    •    Il collasso per instabilità: comportamenti fondamentali, valutazione del comportamento post-critico iniziale, applicazione a casi industriali reali
    •    Aste compresse: curva capacità teorica e effetti delle imperfezioni
    •    Travi presso-inflesse, determinazione della capacità portante
    •    Strutture sensibili alle imperfezioni, vautazione del carico di collasso
    •    Cenni ai problemi di instabilità non euleriani: esempi
    Assignments: Analisi degli scenari di collasso di un camino industriale e di una gru a traliccio
Parte II – Modelli di simulazione per gli scenari di incidente industriale
    •    Distribuzioni di probabilità    •    
    •    Simulazione Montecarlo    •    
    •    Affidabilità, Disponibilità e Manutenibilità e implicazioni sugli scenari di incidente
    •    RBD, Modellazione a blocchi
    Assignment TARAS: Analisi di rischio FMECA su uno scenario di  incidente in un impianto nucleare con tecniche FTA, ETA e Modellazione RBD
    •    Stima dei modelli e criteri di ridondanza
    •    Stima dei parametri si affidabilità
    •    Modelli di fallout per rilascio di sostanze pericolose nell'ambiente: Evaporating Pool, Horizontal jet release, vertical Jet release
    Assignment SLAB: progettazione di una torre (camino) di dispersione inquinanti in emergenza: aspetti di processo e strutturale.
    •    Human Factor: il ruolo della componente “errore umano” negli incidenti industriali.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

•    Riccardo Baldacci, Scienza delle Costruzioni, Vol II, Fondamenti di Meccanica delle Strutture (I-III, V-VI, IX), Edizioni UTET Torino, ISBN 88-02-04634-4, 1997
•    Leone Corradi Dell'Acqua, Meccanica delle strutture 2/ed, Vol III, Mc Graw Hill, ISBN: 978-88386-72309
•    Donald Ermak, SLAB User Manual, Lawrence Livermore National Laboratory, USA, 1990 (Public Domain)
•    DoD, Applied R&M manual for defense systems, USA,
•    Patrick O'Connor, Practical reliability engineering, John Wiley & Sons Fifth Edition., UK, 2012.
•    Riccardo Baldacci, Scienza delle Costruzioni, Vol I, Fondamenti di Meccanica dei Solidi (I-IV, VIII), Edizioni UTET Torino, ISBN 88-02-03853-8, 1997
            
•    Armando Monte, Elementi di Impianti Industriali Volume 1, Edizioni Libreria Cortina, Torino.
•    James Zapert, Richard Londergan, Harold Thistle Evaluation of dense gas simulation models, EPA, USA, 1991
•    Roberto Revetria,  Roberto Mosca  “Distributed Simulation in Industry” chapter 2 from Dr. Evon M. Abu- Taieh, “Simulation and Modeling: Current Technologies and Application” ISBN 978-159904198-8 Idea Group, Inc., Hershey, PA 17033, USA, 2007.
•    Maurizio Catino, Da Chernobyl a Linate: incidenti tecnologici o errori organizzativi?, Bruno Mondadori Editore, Italia, 2006.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ROBERTO REVETRIA (Presidente)

LORENZO DAMIANI

MELISSA DEMARTINI

FLAVIO TONELLI (Presidente Supplente)

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame prevede la valutazione singola di ciascuna dei seguenti elementi, il voto è la somma delle singole valutazioni:
1.    La consegna da parte dell'allievo delle 4 relazioni di calcolo relative agli Assignments,
2.    La discussione orale di una relazione di approfondimento su uno dei temi trattati a lezione
3.    Un test a risposta multipla su tutte le tematiche oggetto del corso.
4.    La valutazione sulla frequenza alle attività di didattiche (lezioni ed esercitazioni) proposte in aula

Calendario appelli