Development of an attack-fault tree model to assess security-triggered safety events on chemical process industries

Le industrie chimiche di processo gestiscono sostanze intrinsecamente pericolose che richiedono elevati standard di sicurezza per prevenire incidenti catastrofici. Tradizionalmente, la process safety e la process security sono state trattate come discipline separate, creando potenziali lacune nella gestione del rischio in sistemi industriali sempre più complessi e interconnessi. L'obiettivo principale di questo lavoro di tesi è lo sviluppo di un modello integrato di Attack-Fault Tree (AFT) per valutare gli eventi di security che innescano eventi collaterali di safety. La metodologia adottata ha previsto una fase iniziale di analisi di database storici, che ha permesso di identificare e classificare 21 eventi rilevanti in cui violazioni della sicurezza fisica hanno causato incidenti rilevanti come incendi, esplosioni o rilasci tossici. Successivamente, attraverso una revisione sistematica della letteratura, sono state integrate le tecniche di Fault Tree Analysis e Attack Tree Analysis per superare la scarsità di dati empirici dettagliati e modellare i percorsi che collegano le azioni malevole ai guasti tecnici. Il modello AFT proposto è stato applicato a un caso studio rappresentativo di un sistema di stoccaggio di ammoniaca. I risultati dell'analisi quantitativa hanno evidenziato 13 minimal cut sets, dimostrando come l'integrazione degli eventi di security aumenti la probabilità complessiva dell'evento critico rispetto a un approccio puramente orientato alla safety. Nello specifico, per la configurazione analizzata, è stata stimata una probabilità di rilascio di ammoniaca pari al 2,07%. In conclusione, la tesi dimostra che il modello AFT fornisce una struttura analitica unificata capace di catturare l'interazione tra cause accidentali e intenzionali, offrendo uno strumento di supporto alle decisioni per l'identificazione delle vulnerabilità critiche e la prioritizzazione delle misure di mitigazione nelle industrie chimiche.