Argomento: Monitoraggio radiologico e reti di allarme
Titolo: Integrazione delle reti di monitoraggio automatiche italiane: situazione attuale e prospettive future
S.Zennaro(1), E.Pianese (2), L.Bellina(3), A.Gazzola(4), M.Faure Ragani(5), C.Cristofaro(6), G.Roselli(7), L.Verdi(8), M.Garavaglia(9)
(1) –ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e Ricerca Ambientale) (2) – Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco , Nucleo NBCR
(3) – ARPA Piemonte (4) – ARPA Emilia-Romagna (5) – ARPA Valle d‟Aosta (6) – ARPA Molise (7) – ARPA Puglia (8) – APPA Bolzano (9) – ARPA FVG
La Rete dell‟Ispra e quella dei Vigili del Fuoco per il monitoraggio automatico della radiazione gamma in aria ed operanti su base nazionale rappresentano una componente del sistema nazionale di allertamento in caso di incidente in uno degli impianti nucleari che operano oltre frontiera, come previsto dal Piano nazionale delle misure protettive contro le emergenze radiologiche. Nel Piano nazionale rientrano anche le reti automatiche regionali che in caso di emergenza vengono attivate. In tale contesto, l‟Ispra ha realizzato un sistema integrato di supporto alla gestione delle emergenze radiologiche presso il proprio Centro Emergenze Nucleari, per svolgere al meglio i compiti che la normativa nazionale affida all‟ISPRA nell‟ambito delle emergenze radiologiche, nonché quelli indicati dal suddetto Piano nazionale. In particolare, il sistema
opera
ai fini del supporto al Centro di Elaborazione e Valutazione Dati (CEVaD1), le cui attività, in caso di sua attivazione a seguito di un‟emergenza radiologica, vengono coordinate dall‟Ispra.Oltre alle funzioni che le vengono affidate in ambito nazionale, la Rete Gamma dell‟Ispra, fin dalla sua realizzazione nel 1998, garantisce la partecipazione Italiana alla piattaforma EURDEP2 (EUropean Radiological Data Exchange Platform) la quale costituisce lo strumento che i paesi UE sono chiamati ad utilizzare, per trasmettere e ricevere i dati prodotti dai sistemi automatici nazionali di monitoraggio radiologico ambientale nel corso di un‟emergenza nucleare.
La rete è costituita da tubi GM che misurano il Kerma in aria, in particolare ogni stazione presenta 2 tubi GM per la misura delle basse dosi (nel range da 10 nGy/h a 2mGy/h, con una sensibilità di 10 nGy/h e con un range energetico da 40 keV a 1.25 MeV) ed un tubo per la misura delle alte dosi (nel range da 0.1 mGy/h a 10 Gy/h). Nel 2013 si è provveduto ad un aggiornamento della rete tramite la sostituzione del Centro di controllo di Roma e la sostituzione di 21 sonde con sonde che misurano l‟H*(10), per uniformarsi a quelli che sono gli orientamenti a livello internazionale per quanto concerne le reti di monitoraggio automatico. Per la dislocazione dei rivelatori gamma si è fatto riferimento, come criteri generali, ad una copertura uniforme del territorio nazionale ed al monitoraggio delle aree più densamente popolate. La comunicazione con il centro di controllo avviene via cavo mediante linea telefonica: in fase di progettazione è stata adottata questa architettura per motivi di sicurezza. In caso di disservizi delle linee telefoniche il buffer delle stazioni è in grado di mantenere in memoria le ultime 432 misure per le medie a 10 minuti e le ultime 72 misure per le medie orarie.
Lo scarico dei dati avviene una volta al giorno in situazione di routine; i dati vengono analizzati giornalmente da remoto da un operatore mediante l‟ausilio di procedure semiautomatiche per la verifica di eventuali situazioni anomale. Attualmente, nel centro di controllo, sono inoltre impostate una soglia di „attenzione‟ ed
1 Il Centro elaborazione e Valutazione dati è pevisto dall’art. 123 D.L.vo 230/95,
2 La piattaforma è sorta a seguito della Decisione del Consiglio 87/600/EURATOM
una di allarme per ogni stazione: nel caso di un superamento di due volte del fondo medio annuale (soglia di
„attenzione‟) viene generato un evento di warning; se il segnale supera di tre volte il fondo medio annuale ambientale il sistema passa in modalità „intensiva‟ con una interrogazione ogni ora e vengono generati dei segnali di allarme. Normalmente gli eventi di wash/out non fanno superare al segnale l‟80% dei valori raggiunti dal fondo, per cui il numero di falsi positivi generati nel corso di un anno è ridotto. Per aumentare la sensibilità del sistema di warning automatico senza però al contempo generare un maggior numero di falsi allarmi, sono attualmente allo studio delle procedure per fissare delle soglie „dinamiche‟ attraverso la determinazione del fondo ambientale con delle medie trascinate.
Figura 1 Interfaccia grafica del sistema Eurdep
In caso di allarme, il centro di controllo della Rete Gamma è accessibile da remoto, tramite opportune credenziali, pertanto il personale preposto è in grado di visualizzare l‟evoluzione nel tempo del segnale e valutare se il superamento della soglia è dovuto ad un aumento reale del fondo o ad una fluttuazione casuale del segnale.
L‟altra rete nazionale di pronto allarme e rilevamento della caduta radioattiva è gestita dagli anni ‟60 dal Ministero dell‟Interno, tramite il Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco, ed è costituita da più di 1000 stazioni di misura, distribuite in modo uniforme su tutto il territorio nazionale, funzionanti 24 ore su 24, tutti i giorni dell‟anno.
La rete degli anni '60 era già integrata nel sistema nazionale di Difesa Civile, ed aveva lo scopo di fornire informazioni in merito alla ricaduta radioattiva, attraverso la misura della dose gamma assorbita in aria, e l‟elaborazione dei dati sotto forma di curve di “isolivello all‟ora H+1”, secondo le procedure NATO dell‟ATP- 45.
I compiti del Ministero dell'Interno relativi al monitoraggio della radioattività sono stati ampliati dalla legislazione italiana di radioprotezione a partire dal D.lgs 230/95 ed alla rete di rilevamento della radioattività è oggi richiesto di concorrere autonomamente al sistema delle reti nazionali di monitoraggio della radioattività3 per dare attuazione ai nuovi compiti è stato assegnato4 al Dipartimento un finanziamento straordinario che ha consentito dalla fine degli anni '90 il rinnovo della rete che è attualmente costituita da 1237 stazioni completamente automatiche, in esercizio da quasi un ventennio.
3 art.104 D.lgs 241/00
4 D.lgs 421/96
Accanto alla prima finalità della rete si è aggiunto, nel tempo, anche l‟obiettivo di fornire informazioni in caso di contaminazioni non dovute ad eventi bellici, ed in particolare:
segnalazione precoce di contaminazioni, anche lievissime, di effetto trascurabile per quanto concerne i danni biologici della dose assorbita dall'esterno, ma che vanno approfondite con analisi sui radioisotopi contaminanti, per i rischi legati alla loro ingestione od inalazione
mappatura delle intensità di dose presenti nei territori in cui la radioattività provoca danni biologici per le dosi assorbite dall'esterno. In tali territori deve essere programmata la permanenza sia delle popolazioni che degli addetti ai servizi pubblici, in funzione dei danni biologici prevedibili.
Le stazioni che compongono la rete del CNVVF hanno la possibilità di funzionare in maniera completamente automatica (o se necessario da un operatore locale) colloquiando tramite rete telefonica (o in ridondanza tramite rete radio del CNVVF) con i rispettivi centri regionali di controllo, il centro nazionale e il centro di backup.
Il campo di misura si estende da 100 nGy/h a 9,99 Gy/h, utilizzando un solo tubo GM, con sensibilità 10 nGy/h.
Figura 2 Raffigurazione schematica dell‟architettura del sistema integrato delle Reti automatiche per la misura della radiazione in aria. Tutti i dati delle Reti, tramite un protocollo FTP vengono trasferiti ad un server centrale presente nella sala emergenza dell‟Ispra e da qui vengono resi disponibili alle altre Reti, al Cevad e al sistema europeo Eurdep
Per intensità di dose fino a 0,02 cGy/h il tempo aggiornamento, che intercorre fra i messaggi di aggiornamento della misura di intensità di dose, è di circa 62 sec.; per intensità superiore e crescente il tempo si riduce al di sotto di 9 sec. a circa 1cGy/h ed a poco più di 5 sec. a 999 cGy/h. Il valore dell‟intensità di dose misurata è mediato nel tempo che comprende gli ultimi 8 messaggi
Variazioni del fondo durante le 24 ore di 30 nGy/h determinano la comparsa di un allarme di “radioattività anomala” per segnalare l‟eventuale necessità di controlli dalle squadre VVF locali circa possibili lievi contaminazioni.
In situazione di routine, la stazione raccoglie i valori ogni mezz‟ora ed effettua lo scarico dei dati, su richiesta dei centri, una volta al giorno. Se avviene un superamento della soglia di allarme (impostata a 1 microGy/h) il trigger imposta misure ogni 5 minuti con generazione di segnali d‟allarme verso le sale operative (presidiate h24) dei centri regionali di competenza, del centro nazionale e quello di backup.
Le stazioni mantengono i dati di misura raccolti nell‟ultimo mese.
In caso di allertamento, è previsto che i dati di tutte le Reti confluiscano al Cevad. Onde facilitare la trasmigrazione dei dati ed al fine di rendere disponibili i valori radiometrici in tempo reale, a partire dal 2006 è stata iniziata da Ispra una operazione di integrazione delle Reti automatiche presenti sul territorio nazionale attraverso dei programmi appositamente sviluppati presso il proprio Centro Emergenze Nucleari.
A tal fine, onde mantenere lo standard all‟epoca utilizzato dal sistema Eurdep, è stato utilizzato un protocollo FTP tramite il quale i dati, appena disponibili, arrivano al Centro Emergenze dell‟Ispra e, dopo una opportuna formattazione, vengono resi disponibili al CEVaD e, in ambito europeo, alla piattaforma Eurdep.
Questa operazione di integrazione ha visto coinvolta inizialmente l‟Arpa Valle d‟Aosta nel 2010, per poi estendersi nel 2011 all‟Arpa Piemonte ed all‟Arpa Emilia Romagna nel 2012. Nel corso del 2015 sono state integrate anche le reti dell‟Arpa Molise e dell‟Arpa Puglia.
Onde evitare dei problemi di comunicazione nel caso di un‟eventuale emergenza e per restare sempre nei requisiti Eurdep che, in caso di emergenza, prevedono un‟invio delle medie orarie almeno ogni 2 ore, è stata concordata una modalità di invio dati in modalità „intensiva‟ con una frequenza uguale o inferiore ad un‟ora.
Tabella 1 Caratteristiche principali delle centraline integrate nel sistema nazionale di rilevamento automatico della radioattività ambientale.
N.
centraline Tipo di misura Range operativo Frequenza interrogazione
Tempo di
integrazione Tipo di sensori Riposta in energia (keV) Ispra 61 K (40 stazioni)
H*(10) (21 stazioni) 10 nSv/h – 10 Sv Giornaliera
2h 1 ora GM 38 – 1300
VVFF 162 K 100 nGy/h – 10 Gy/h Giornaliera/5 min 62 sec, mediato ultime 8 misure
GM
(ITALELETTRONICA mod.RV22) 40 – 2000 Arpa
Piemonte 29 H*(10) 10 nSv/h – 10 Sv 10 min 10 min
GM
(GENITRON – Mod. Gamma Tracer XL2 – 2/3)
45 – 2000
Arpa Emilia –
Romagna 6 H*(10) 10 nSv/h – 10 Sv/h 1h 1h
Camera a ionizz. alta sensibilità (Silena – Mod. 600 CE)
GM
(Saphymo – Mod. Gamma Tracer XL2 RS-232)
80 – 2000 45 – 1350
Arpa VDA 5 H*(10) 10nSv/h – 10mSv 10 min 1 ora
Camera a ionizz. alta sensibilità (Silena – Mod. 600 CE)
GM
(Saphymo – Mod. Gamma Tracer XL2 RS-232)
80 – 2000
Arpa Molise 3 H*(10) 10 nSv/h – 10 Sv 10 min 10 min Sonda a scintillazione
ThermoFischer – FHZ 691-10 60 – 3000
Arpa Puglia 2 H*(10) 10 nSv/h – 10 Sv 10 min 10 min GM
Mercury – Mod. GMP WR/WR-L 40 – 1300
Il coinvolgimento della Rete dei Vigili del Fuoco nell‟operazione di integrazione, dopo una fase embrionale iniziata nel 2008, ha avuto compimento a fine del 2015 con l‟integrazione di un primo lotto di 103 punti di misura, uno per ogni provincia. Ad ottobre 2016 è inoltre terminata l‟integrazione di altre 59 centraline ubicate nel Friuli Venezia Giulia. E‟ prevista una progressiva estensione della partecipazione dei Vigili del Fuoco al sistema nazionale con un numero crescente di centraline, nella fase iniziale verrà data la priorità alle zone dell‟Italia maggiormente esposte al rischio di eventuali incidenti nucleari a causa della presenza di impianti nucleari in prossimità dei confini (Nord-Est e Nord-Ovest).
Attualmente nel sistema integrato lo scambio dei dati con le Arpa è bidirezionale: le Arpa integrate oltre ad inviare i dati della loro Rete al Centro Emergenze Nucleari ricevono i dati delle centraline della Rete Gamma ubicate sul territorio regionale di loro competenza. Lo schema della struttura è visualizzato in Figura 2
Figura 3 ubicazione delle centraline delle reti di monitoraggio automatiche italiane che partecipano al sistema integrato nazionale e che forniscono il loro contributo al sistema Eurdep
Distribuzione delle centraline delle reti automatiche per la misura della radioattività in aria presenti sul territorio
nazionale integrate nel sistema
I dati inviati dalle Arpa sono validati in maniera automatica dalle singole Arpa; qualora vi siano dei dati di tipo anomalo , questi vengono validati manualmente dagli operatori delle reti.
Un secondo filtro per i dati che vengono forniti ad Eurdep, sia dalle Arpa che dalla Rete dei Vigili del Fuoco, è presente sul server della sala Emergenze, per cui i dati subiscono un‟ulteriore validazione in caso di dati anomali.
Per varie Arpa lo sviluppo delle reti locali è avvenuto prima della fase di integrazione delle reti, pertanto in alcuni casi vi è una quasi sovrapposizione dei punti di misura. Nel caso dell‟Arpa Val d‟Aosta la presenza nella medesima struttura di una centralina dell‟Ispra ed una dell‟Arpa VdA consente delle operazioni di interconfronto e di verifica nella risposta delle reti. Negli altri casi di quasi sovrapposizione in prospettiva è prevista una ridislocazione delle centraline. Il problema si pone anche con la Rete dei Vigili del Fuoco, che a causa della „densità‟ dei punti di misura, presenta in molti casi una inevitabilmente sovrapposizione con i punti di misura delle altre reti.
Per quanto riguarda le caratteristiche tecniche delle centraline utilizzate dalle varie reti la situazione è quella riportata nella Errore. L'origine riferimento non è stata trovata..
Prospettive e conclusioni
Allo stato attuale del processo di integrazione sono coinvolte 268 centraline delle varie reti ed il contributo italiano al sistema Eurdep è più che quadruplicato come numero dei punti di misura.
E‟prevista inoltre una ulteriore e progressiva integrazione nel sistema delle centraline dei Vigili del Fuoco, a partire da quelle delle regioni del Nord Italia, più prossime alle centrali nucleari dei paesi confinanti.
Quanto prima entreranno a far parte del sistema le Reti dell‟APPA Bolzano e dell‟Arpa FVG che contribuiranno rispettivamente con 6 ed 1 punto di misura. Sono inoltre in corso contatti con altre Arpa che possiedono o stanno realizzando una rete automatica ai fini dell‟integrazione dei dati nel sistema.
Andrà effettuato in futuro un discorso di razionalizzazione e di ridistribuzione dei punti di misura, ma in molti casi il problema è di difficile risoluzione, in quanto, nel caso dell‟Ispra, la necessità di avere un supporto operativo sul posto, ha imposto la dislocazione delle centraline in strutture fisse e presidiate (Comandi della Forestale, dei Vigili del Fuoco e pertinenze delle Arpa) mentre nel caso delle Arpa sono localizzate presso le stazioni del servizio meteorologico regionale o in pertinenze delle Agenzie regionali.
Andrà inoltre affrontato il problema di una ridefinizione delle soglie di „attenzione‟ e di „allarme‟ attraverso l‟implementazione di opportuni codici sul sistema integrato ai fini di aumentare la sensibilità delle Reti verso eventi anomali.
i dati della Rete Remrad, composta da 4 stazioni che effettuano in automatico misure alfa e beta e di spettrometria gamma sul particolato atmosferico, sono al momento disponibili solamente al CEVaD in caso di attivazione; si prevede di rendere disponibili tali dati anche ad Eurdep ed alle Arpa sul cui territorio regionale sono ubicate le stazioni.
