Predisposizione di un modello di controllo delle acque potabili:

modalità di lavoro ed analisi dei dati

Leonella Rossi Leonella Rossi Direzione Tecnica Direzione Tecnica Arpa Emilia RomagnaArpa Emilia Romagna

Claudio BonifazziClaudio BonifazziProfessore di Statistica e Analisi dei DatiProfessore di Statistica e Analisi dei DatiScuola di Medicina Scuola di Medicina –– Università di FerraraUniversità di Ferrara

Il controllo delle acque potabili : nuovi orizzonti . Bologna 5 giugno 2013

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�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

L’impegno di Arpa sulle acque potabili

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 Rom agna

PC

PR

RE

MO

BO

FE

RA

Acque potabili

Acque potabili

Rete laboratoristica costituita da:� laboratori integrati (Piacenza, Reggio Emilia, Bologna, Ferrara, Ravenna)� laboratori tematici (Parma, Modena, Rimini)� nove sportelli di accettazione e refertazione campioni

Legenda

LABORATORI INTEGRATI

LABORATORI TEMATICI

SPORTELLI

BO RA

FC

RN

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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, 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 di quantità (circa 85 principi) che di qualità delle analisi. 4

Proposta di studio

• Realizzazione di un modello integrato per il controllo delleacque destinate al consumo umano nel rispetto delle normativevigenti delle specifiche tecniche, procedurali e documentali con ilconcorso di tutti gli attori istituzionali (AUSL, ARPA, Gestori e/oDistributori) chiamati a espletare questo compito.Distributori) chiamati a espletare questo compito.

• Modello basato sulla valutazione preventiva del rischio che siverifichi un evento avverso come l’impossibilità di rilevare lapresenza di parametri non conformi, che permetta di farevalutazione del rischio sull’intero processo (generale ) e su ciascunasua fase (puntuale ); adattabile a tutte le filiere di captazione,potabilizzazione e distribuzione presenti sul territorio.

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Arpa ER Direzione Tecnica/Sezione di Bologna

AUSL Bologna/Forlì/Ferrara

Gruppo di lavoro

5 dicembre 2012

HERA S.p.a.

Università degli studi di Ferrara

Coordinamento : Regione Emilia Romagna – Direzione Sanità e Politiche Sociali

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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-potabilizzazione-distribuzione). distribuzione).

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Obiettivo . Predisporre un modello per il controllo delle acquepotabili che tenga conto degli indici di complessità noti e ipotizzati,che abbia a supporto la valutazione quantitativa del rischio dellamancata segnalazione di una non conformità.

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–– 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 ComplessitàDifficoltà 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

concentrazioneconcentrazione– 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

La normativa comunitaria ha introdotto nel settorealimentare con il “pacchetto Igiene” il concetto divalutazione e categorizzazione del rischio

Sperimentazione nella filiera delle acque destinate al consumo umano,

Confronto con il settore alimentare

Sperimentazione nella filiera delle acque destinate al consumo umano,

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

Utilizzando

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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 )

FMEA/FMECA: una visione d’insieme

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

3

4

5

BASSO ALTO

BASSO

2

1

5 10 15 20 25

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APPLICAZIONE PRATICA DI FMEA

1. Scelta di una serie di variabili esplicative su c ui progettare il modello:• Acquedotto e relativi punti di campionamento• Intervallo temporale

2. Scelta delle variabili dipendenti .

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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.

SCELTA DEI PUNTI DELL’ACQUEDOTTO

USCITA CENTRALE : punti di rete a km 0

PUNTI DI CAPTAZIONE : Superficiale Profonda

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USCITA CENTRALE : punti di rete a km 0

RETE: punti ritenuti significativi sulla base della densità antropica e della distribuzione geografica

PozzoCentro Fossolo

PozzoCentro Tiro a segno

PozzoCentro S. Vitale

PozzoCentro Borgo

02 Area Pianura

01 Area Bologna

01 Area Bologna

01 Area Bologna

1. SCELTA DEI PUNTI DA MONITORARE

PozzoCentro Mirandola

Centro superf. Setta

Bologna

02 Area Pianura 15

Tiro a segno

Borgo San vitale

Schema dell’acquedotto di Bologna per aree geografiche

Setta

San vitale

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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

Punti di captazione superficiale

Ammonio

Nitrati

Cloruri

Coliformi Totali

pH

Conduttività

Durezza

Ferro

Uscite centro/centrali/Rete

Ammonio

Cloruri

Nitrati

Coliformi Totali

pH

Conduttività

Durezza

FerroFerro

Manganese

Sodio

Solfato

Tetra+Tricloroetilene

Manganese

Sodio

Solfato

Tetra+Tricloroetilene

Coliformi fecali

Torbidità

Metalli pesanti (mercurio, nichel, piombo,cadmio)

IPA totali

Tensioattivi

Ferro

Manganese

Sodio

Solfato

Tetra+Tricloroetilene

E. coli

Trialometani

Bromuri

Bromati

Cloriti

Alluminio (solo centro Setta)

Mercurio

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IPR = GPR

Si è deciso di valorizzare G sulla base della distinzione dei parametr i in “indicatori” e “diverifica” presente nel Dlgs. 31/2001, e sulla base della valutazione di gravità di impattosull’utenza. Dei 24 parametri chimici scelti 10 sono stati classificati con un livello di G>3.

Indice 1 Indice 2 Indice 3 Indice 4 Indice 5

pH Ferro SE IN RETE Ammonio SE IN RETETetra+Tricoloetilene SE IN CAPTAZIONE

Nitriti

Fattore G- Gravità (effetti provocati dalla non conformità)

pH Ferro SE IN RETE Ammonio SE IN RETESE IN CAPTAZIONE

Nitriti

Conduttività Manganese SE IN RETE Coliformi totali SE IN RETE Mercurio NitratiDurezza Alluminio Nichel Tetra+TricoloetileneTorbidità Nitrati SE IN SUPERFICIALI Piombo E. ColiAmmonio Cromo TrialometaniCloruri IPA totali BromatiSodio CloritiSolfato Mercurio Ferro AntiparassitariManganese

Coliformi Fecali SE IN SUPERFICIALI (Dlgs 152/2006)

Coliformi totali SE IN SUPERFICIALI (Dlgs 152/2006)

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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 antropicicircostanti, e dalla classificazione dei corpi idrici (dlgs 152), ecc..� P uguale 4 per le superficiali (Setta-Reno);

IPR = GPR

� 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 direttamenteproporzionale alla presenza di strutture sensibili (ospedale, scuole,carcere) alla logistica di supporto ai centri sensibili, alla vetustà della retestessa ecc. Per una definizione dettagliata di P è stato necessariovalutare 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 15000un data set di circa 15000dati.

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 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)

2. Conferma del modello proposto Verifica dell’andamento riscontrato per BO

1. “Riconoscimento” del tavolo di coordinamento del sistema di controllo della qualità del dato erogato da ARPA e Gestori

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Estensione del modello ad un acquedotto regionale dalle caratteristiche diverse.

Verifica dell’andamento riscontrato per BO analizzando anche i dati del 2° sem. 2012.

3. Comunicazione puntuale agli addetti ai lavori , deirisultati analitici dei punti di prelievo degli acquedottiregionali con archivio dei dati storici

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 unariduzione della frequenza di campionamento e una

………. PROPOSTE a medio/lungo termine

(2014/2015)

2. Comunicazione ai cittadini dell’andamento della qualità dell’acqua per alcuni punti target di ogni acquedotto.

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riduzione della frequenza di campionamento e unamodulazione dei protocolli analitici (revisione circolare9/04).

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

Un ringraziamento particolare a :

Direzione Sanità e Politiche Sociali Regione Emilia Direzione Sanità e Politiche Sociali Regione Emilia RomagnaRomagna

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AUSL Bologna/Forlì/FerraraAUSL Bologna/Forlì/Ferrara

HERA S.p.a.HERA S.p.a.

Università degli studi di FerraraUniversità degli studi di Ferrara

Arpa ER Sezione di BolognaArpa ER Sezione di Bologna

Note(*)

1)Originariamente sviluppata negli anni quaranta da U.S. Military (MIL–STD–1629, 1949); è statautilizzata 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 settoreContemporaneamente FMEA/FMECA si è diffusa all'aviazione civile (1967), al settoreautomobilistico (1970) e all’industria elettronica (1985). A seguito della sua inserimento fra leprocedure di Risk Analysis and Management (1991) è entrata a far parte è stata codificata comeed è entrata afar parte del la valutazione del rischio e dal 2001è entrata a far parte del mondosanitario come tecnica di tipo proattivo della valutazione del rischio.2)FMEA/FMECA è generalmente utilizzata nella fase di progettazione ex novo di un processo oquando un processo esistente necessita di miglioramenti in una o più fasi. Fa parte del percorso dimiglioramento continuo dei processi e dei servizi (Define, Analize, Measure, Improve and Control oDMAIC) ed è può essere utilizzato nella fase di Analyze ed Improve per individuare, sulla base delvalore IPR, le priorità delle fasi di miglioramento e nella fase di Control per verificare l’efficaciadelle modifiche adottate.

(3)

(*)Le note sono tratte da: M.J. HARRY, “Statistics and Lean Six Sigma for Process Improvements”, Wiley (2009)