punti di captazione

Predisposizione di un modello di controllo
delle acque potabili:
modalità di lavoro ed analisi dei dati
Leonella Rossi
Direzione Tecnica
Arpa Emilia Romagna
Claudio Bonifazzi
Professore di Statistica e Analisi dei Dati
Scuola di Medicina – Università di Ferrara
Il controllo delle acque potabili : nuovi orizzonti . Bologna 5 giugno 2013
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L’impegno di Arpa sulle acque potabili
Garantire la qualità del dato prodotto dai laboratori deputati al controllo delle
acque potabili (esperienza 2009-2013);
Garantire una buona comunicazione con il cliente fornendo un unico
strumento comune di gestione dell’anagrafica regionale dei punti di
campionamento sulla rete degli acquedotti (progetto Portale);
Necessità di razionalizzare l’attività analitica dei laboratori sperimentando
un modello di analisi del rischio per ciascun punto di controllo degli acquedotti
al fine di rimodulare le frequenze di campionamento.
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ORGANIZZAZIONE Rete laboratoristica Arpa Emilia Romagna
PC
FE
PR
Acque potabili
RE
MO
Acque potabili
BO
RA
Legenda
LABORATORI INTEGRATI
FC
LABORATORI TEMATICI
SPORTELLI
RN
Rete laboratoristica costituita da:
laboratori integrati (Piacenza, Reggio Emilia, Bologna, Ferrara, Ravenna)
laboratori tematici (Parma, Modena, Rimini)
nove sportelli di accettazione e refertazione campioni
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Un Po’ di numeri…..
Nel 2012 sono stati analizzati dalla Rete Laboratoristica di ARPA
13.400 campioni di Acque destinate al consumo umano
5100 campioni presso il laboratorio di Reggio Emilia (Acquedotti di PC,
Pr, Re )
8300 campioni presso il laboratorio di Bologna (acquedotti di Bo, Rn,
Ra, Fe, FC,Cesena e RN)
Analizzati secondo quanto previsto dalla circolare 9/94:
- Routine
- Verifica Completa
- Verifica semplificata
Per circa 3200 campioni è stata effettuata anche la ricerca dei
Fitofarmaci il cui protocollo analitico è molto impegnativo, sia in termini
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di quantità (circa 85 principi) che di qualità delle analisi.
Proposta di studio
• Realizzazione di un modello integrato per il controllo delle
acque destinate al consumo umano nel rispetto delle normative
vigenti delle specifiche tecniche, procedurali e documentali con il
concorso di tutti gli attori istituzionali (AUSL, ARPA, Gestori e/o
Distributori) chiamati a espletare questo compito.
• Modello basato sulla valutazione preventiva del rischio che si
verifichi un evento avverso come l’impossibilità di rilevare la
presenza di parametri non conformi, che permetta di fare
valutazione del rischio sull’intero processo (generale) e su ciascuna
sua fase (puntuale); adattabile a tutte le filiere di captazione,
potabilizzazione e distribuzione presenti sul territorio.
5
Gruppo di lavoro
Arpa ER Direzione Tecnica/Sezione
di Bologna
AUSL Bologna/Forlì/Ferrara
HERA S.p.a.
Università degli studi di Ferrara
Coordinamento : Regione Emilia
Romagna – Direzione Sanità e
Politiche Sociali
6
5 dicembre 2012
Acquedotto come Impianto di produzione di acqua
potabile
Si è operato secondo il principio espresso già nella Circolare Regionale
dell’Emilia Romagna n. 32/91 : l’acquedotto costituisce un “impianto di
produzione” di acqua potabile e ripreso in quelle successive.
Conseguentemente il controllo dei requisiti di qualità del prodotto deve essere
eseguito lungo tutta la linea di produzione, tenendo conto dei rischi specifici
che sono propri di ogni fase del processo (Captazione-potabilizzazionedistribuzione).
Obiettivo. Predisporre un modello per il controllo delle acque
potabili che tenga conto degli indici di complessità noti e ipotizzati,
che abbia a supporto la valutazione quantitativa del rischio della
mancata segnalazione di una non conformità.
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Indici di Complessità
Vincoli normativi
– Dlgs.31/2001 e circolari regionali esplicative (2/99 – 9/04)
– Enti diversi preposti (AUSL, ARPA, Distributore/Gestori) con funzioni diverse
– Categorizzazione dei siti di captazione, delle caratteristiche della rete, …
– Modalità di campionamento per tempi, luoghi e sostanze
– Procedure di accettazione, codifiche dei punti di prelievo
– Tempi di espletamento delle analisi e modalità di comunicazione degli esiti
Vincoli Strutturali
– Siti di captazione profondi, superficiali e di altra natura
– Sorgenti utilizzate in modo continuo, stagionale e occasionale
– Reti di distribuzione fortemente interconnesse
– Presenza di filiere captazione-distribuzione diverse nella medesima area
– Presenza di gestori e distributori diversi nel territorio
– Presenza di centrali di potabilizzazione di vecchia e nuova generazione
– Vetustà della rete di distribuzione
Indici di Complessità
Difficoltà analitiche
– Numero molto elevato di sostanze da monitorare
(oltre 60)
– Sostanze con diverso impatto sulla salute del cittadino
– Per lo stesso parametro limiti di legge a diversa
concentrazione
– Per ciascun parametro limiti di rilevabilità diversi
– Tecniche e protocolli di analisi in continuo
aggiornamento
– Per ciascun parametro variabilità di concentrazione
nei medesimi punti in tempi diversi
Confronto con il settore alimentare
La normativa comunitaria ha introdotto nel settore
alimentare con il “pacchetto Igiene” il concetto di
valutazione e categorizzazione del rischio
Sperimentazione nella filiera delle acque
destinate al consumo umano,
Utilizzando
FMEA/FMECA (*)
(Failure Mode and Event Analysis / Failure Mode and Effect and
Criticality Analysis)
Metodologia utilizzata per valutare i rischi di un potenziale evento
avverso di un difetto di un processo,o di prodotto
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FMEA/FMECA: una visione d’insieme
Il project team individua i possibili eventi avversi e le cause che li
possono generare . Per ciascun evento viene definito un indice
G = gravità ( effetti provocati )
P = probabilità ( frequenza con cui appare )
R = rilevabilità (possibilità di misurare l’evento)
Il calcolo dell’Indice di Priorità del Rischio (IPR) per ciascun evento
Prodotto di tre fattori indipendenti IPR = G*P*R
Ciascun fattore assume un valore da 1 a 5 secondo una proporzionalità.
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Matrice dei rischi
ALTO
5
4
3
2
BASSO
1
5
BASSO
10
15
20
25
ALTO
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APPLICAZIONE PRATICA DI FMEA
1. Scelta di una serie di variabili esplicative su cui progettare il
modello:
• Acquedotto e relativi punti di campionamento
• Intervallo temporale
2. Scelta delle variabili dipendenti.
• parametri rappresentativi nella filiera di potabilizzazione della
acque.
3. Definizione dei fattori G, P ed R delle variabili scelte ai fini di
quantificare IPR=G*P*R
4. Confronto a posteriori, dei dati del Gestore Hera con le
valutazioni ottenute dall’analisi dei dati storici.
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SCELTA DEI PUNTI DELL’ACQUEDOTTO
PUNTI DI CAPTAZIONE :
Superficiale
Profonda
USCITA CENTRALE:
punti di rete a km 0
RETE: punti ritenuti significativi sulla base della densità
antropica e della distribuzione geografica
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Pozzo
Centro S. Vitale
1. SCELTA DEI PUNTI DA
MONITORARE
02 Area
Pianura
Pozzo
Centro Borgo
Pozzo
Centro Tiro a segno
01 Area
Bologna
01 Area
Bologna
Pozzo
Centro Fossolo
01 Area
Bologna
Pozzo
Centro Mirandola
Centro superf. Setta
02 Area
Pianura
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Schema dell’acquedotto di
Bologna per aree
geografiche
Tiro a segno
Borgo
San vitale
Setta
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Sono STATI definiti i parametri RITENUTI MAGGIORMENTE
RAPPRESENTATIVI per ciascuna tipologia di punto da monitorare.
Punti di captazione
profonda (POZZI)
Ammonio
Nitrati
Cloruri
Coliformi Totali
pH
Conduttività
Durezza
Ferro
Manganese
Sodio
Solfato
Tetra+Tricloroetilene
Punti di captazione superficiale
Ammonio
Nitrati
Cloruri
Coliformi Totali
pH
Conduttività
Durezza
Ferro
Manganese
Sodio
Solfato
Tetra+Tricloroetilene
Coliformi fecali
Torbidità
Metalli pesanti (mercurio, nichel,
piombo,cadmio)
Uscite
centro/centrali/Rete
Ammonio
Cloruri
Nitrati
Coliformi Totali
pH
Conduttività
Durezza
Ferro
Manganese
Sodio
Solfato
Tetra+Tricloroetilene
E. coli
Trialometani
Bromuri
IPA totali
Bromati
Tensioattivi
Cloriti
Alluminio (solo centro
Setta)
Mercurio
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IPR = GPR
Fattore G- Gravità (effetti provocati dalla non conformità)
Si è deciso di valorizzare G sulla base della distinzione dei parametri in “indicatori” e “di
verifica” presente nel Dlgs. 31/2001, e sulla base della valutazione di gravità di impatto
sull’utenza. Dei 24 parametri chimici scelti 10 sono stati classificati con un livello di G
>3.
Indice 1
Indice 2
Indice 3
Indice 4
pH
Ferro SE IN RETE
Ammonio SE IN RETE
Tetra+Tricoloetilene
Nitriti
SE IN CAPTAZIONE
Conduttività
Durezza
Torbidità
Ammonio
Cloruri
Sodio
Solfato
Ferro
Manganese
Manganese SE IN RETE
Coliformi totali SE IN RETE
Alluminio
Nitrati SE IN SUPERFICIALI
Mercurio
Nichel
Piombo
Cromo
IPA totali
Indice 5
Nitrati
Tetra+Tricoloetilene
E. Coli
Trialometani
Bromati
Cloriti
Mercurio
Antiparassitari
Coliformi Fecali SE
IN SUPERFICIALI
(Dlgs 152/2006)
Coliformi totali SE
IN SUPERFICIALI
(Dlgs 152/2006)
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IPR = GPR
Fattore P- Probabilità ( frequenza con cui appare la non conformità )
Sono state fatte 2 distinzioni:
1. Punti di captazione (Profonde e Superficiali) il criterio di attribuzione
della scala 1-5 è derivato dalle caratteristiche dei fattori antropici
circostanti, e dalla classificazione dei corpi idrici (dlgs 152), ecc..
P uguale 4 per le superficiali (Setta-Reno);
P uguale 4/5 per i pozzi di Fossolo e Tiro a segno
P uguale a 1/2 per Borgo Panigale
2. Rete distributiva. Incremento dell’indice da 1 a 5 è stato direttamente
proporzionale alla presenza di strutture sensibili (ospedale, scuole,
carcere) alla logistica di supporto ai centri sensibili, alla vetustà della rete
stessa ecc. Per una definizione dettagliata di P è stato necessario
valutare il concorso di questi fattori in ogni quartiere.
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IPR = GPR
Fattore R - Rilevabilità
(possibilità di misurare la non conformità)
Modalità operativa: analisi dei dati storici effettuata da Arpa su
un data set di circa 15000 dati.
Sono stati valutati l’insieme dei dati del periodo 2009-2012 (I
sem.)
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Classi di Rischio
• Confronto fra Filiera e Area di campionamento
Domande
1. La tecnica FMEA può essere uno strumento di
analisi, miglioramento e controllo del processo di
distribuzione delle acque potabili?
2. La FMEA è una tecnica robusta in grado di seguire
variazioni del fattore di rischio a fronte di variazioni
programmate o accidentali dei fattori che influenzano
il processo di distribuzione?
3. La FMEA può essere trasformata in una procedura
standardizzata di carattere generale di futura
informatizzazione?
PRIME CONSIDERAZIONI E ……..
Il modello FMEA per la categorizzazione del rischio è
applicabile al monitoraggio delle acque potabili.
L’analisi dei dati ha evidenziato probabilità di rischio
diversa da area ad area con andamento stabile nel
triennio considerato (Es. Fossolo rispetto a Borgo).
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…………. PROPOSTE a breve termine
(2013)
1. “Riconoscimento” del tavolo di coordinamento
del sistema di controllo della qualità del dato erogato
da ARPA e Gestori
2. Conferma del modello proposto
Verifica dell’andamento riscontrato per BO
analizzando anche i dati del 2° sem. 2012.
Estensione del modello ad un acquedotto
regionale dalle caratteristiche diverse.
3. Comunicazione puntuale agli addetti ai lavori, dei
risultati analitici dei punti di prelievo degli acquedotti
regionali con archivio dei dati storici
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………. PROPOSTE a medio/lungo termine
(2014/2015)
1. Individuazione di criteri condivisi (applicazione di FMEA)
oggettivi per la definizione della frequenza di
campionamento:
•Si propone per le aree in classe di rischio IPR=1 una
riduzione della frequenza di campionamento e una
modulazione dei protocolli analitici (revisione circolare
9/04).
2. Comunicazione ai cittadini dell’andamento della qualità
dell’acqua per alcuni punti target di ogni acquedotto.
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GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Un ringraziamento particolare a :
Direzione Sanità e Politiche Sociali Regione Emilia
Romagna
AUSL Bologna/Forlì/Ferrara
HERA S.p.a.
Università degli studi di Ferrara
Arpa ER Sezione di Bologna
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Note(*)
1)Originariamente
sviluppata negli anni quaranta da U.S. Military (MIL–STD–1629, 1949); è stata
utilizzata dalla NASA a partire dal 1966 per i progetti Apollo, Viking, Voyager, Magellano e Galileo.
Contemporaneamente FMEA/FMECA si è diffusa all'aviazione civile (1967), al settore
automobilistico (1970) e all’industria elettronica (1985). A seguito della sua inserimento fra le
procedure di Risk Analysis and Management (1991) è entrata a far parte è stata codificata come
ed è entrata afar parte del
la valutazione del rischio e dal 2001è entrata a far parte del mondo
sanitario come tecnica di tipo proattivo della valutazione del rischio.
2)FMEA/FMECA
è generalmente utilizzata nella fase di progettazione ex novo di un processo o
quando un processo esistente necessita di miglioramenti in una o più fasi. Fa parte del percorso di
miglioramento continuo dei processi e dei servizi (Define, Analize, Measure, Improve and Control o
DMAIC) ed è può essere utilizzato nella fase di Analyze ed Improve per individuare, sulla base del
valore IPR, le priorità delle fasi di miglioramento e nella fase di Control per verificare l’efficacia
delle modifiche adottate.
(3)
(*)Le note
sono tratte da: M.J. HARRY, “Statistics and Lean Six Sigma for Process Improvements”, Wiley (2009)