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Gli attacchi intenzionali con bersagli mezzi di trasporto di merci pericolose sono aumentati negli anni, diventando un aspetto sempre più rilevate del rischio industriale. Nonostante ciò, all’interno delle normative vigenti nell’ambito del trasporto merci pericolose a livello europeo, ADR per il trasporto stradale, RID per il trasporto ferroviario e ADN per il trasporto navale, è dedicato alla security un solo paragrafo (1.10) che non fornisce strumenti e indicazioni sufficienti a far fronte alle minacce.
Nello svolgimento del lavoro di tesi, inizialmente è stata svolta un’analisi di letteratura, riguardante le metodologie di analisi del rischio per il trasporto di merci pericolose sia per la safety che la security, al fine di stabilirne lo stato dell’arte. Parallelamente è stata anche svolta una ricerca storica, riguardante incidenti a mezzi di trasporto di merci pericolose causati da attacchi intenzionali, mediante la consultazione di tre database online open source (GTD, PHMSA e ARIA), considerando come modalità di trasporto, stradale, ferroviario e navale, raccogliendo 468 incidenti nell’arco temporale tra il 1970 e il 2023. Sulla base dell’analisi storica sono stati ricavati dati utili alla caratterizzazione degli incidenti di security, relativi ai tipi di bersaglio, minaccia, modalità di attacco, LOC, scenari risultanti oltre alla collocazione geografica e temporale degli incidenti.
Inoltre, grazie ai dati ottenuti dal database, è stato possibile sviluppare dei diagrammi bow-tie suddivisi per classe UN di sostanza, validati mediante gli eventi raccolti e calcolare la frequenza di security in eventi/km veicolo per le modalità stradale e ferroviaria.
Successivamente, dal momento che il fattore attrattività può essere considerato come un’approssimazione del rischio di security, l’obiettivo del lavoro di tesi è stato quello di sviluppare una metodologia di valutazione di questo fattore specifica per il trasporto, al fine di valutare i bersagli, i percorsi e le parti di essi che risultano più critici ma anche per identificare quali siano i bersagli e le parti di percorso su cui concentrare analisi più complesse e strutturate. Per elaborare la metodologia di valutazione dell’attrattività per il trasporto di merci pericolose, è stata elaborata una metodologia inizialmente sviluppata per gli impianti fissi ed è stato elaborato un terzo indice, caratteristico del trasporto, che andasse a evidenziare la vulnerabilità della tratta, così da caratterizzare l’attrattività oltre che con aspetti tecnici, socioeconomici e politici del Paese attraversato dal mezzo anche con aspetti strettamente legati al fatto che il mezzo si trova in continuo movimento su percorsi con caratteristiche variabili che possono funzionare da incentivo o deterrente a un possibile attacco. È stato mostrato un esempio applicativo della metodologia per un caso semplice di tratto di strada lineare.
Avendo a disposizione le frequenze e la caratterizzazione degli incidenti, il lavoro di tesi si è concentrato poi sullo sviluppo di una metodologia quantitativa di valutazione del rischio di security per il trasporto di merci pericolose, giungendo al calcolo del rischio individuale. La procedura è basata su approcci convenzionali per analisi del rischio di safety, ma è stata aggiunta la valutazione preliminare dell’attrattività per supportare la valutazione probabilistica. Tale metodologia è stata applicata a un caso studio complesso che considerava un tratto di strada con densità di popolazione e caratteristiche variabili, caratterizzato da due diversi flussi di mezzi di trasporto, camion cisterna trasportanti GPL e camion cisterna trasportanti Cloro. Per evidenziare l’influenza degli aspetti socioeconomici, politici e culturali è stato ipotizzato di collocare il tratto di strada in tre diversi paesi, Russia, Iran e Marocco. Il calcolo del rischio individuale per il caso studio in oggetto è stato effettuato tramite lo sviluppo di un codice Matlab® dedicato. I risultati mostrano che dall’applicazione della metodologia per la valutazione del fattore attrattività è stato possibile identificare i bersagli e i segmenti di percorso più critici che sono risultati il trasporto di Cloro soprattutto nelle parti di percorso più vicine a luoghi densamente popolati. Anche la collocazione geografica ha giocato un ruolo fondamentale, infatti tra i tre Paesi considerati è emerso che il più critico fosse l’Iran, caratterizzato da un contesto instabile con la presenza di gruppi terroristici. L’analisi quantitativa ha poi confermato i risultati ottenuti dall’analisi dell’attrattività, con il rischio individuale che ha raggiunto livelli più alti e aree più estese nel caso del Cloro.
È possibile concludere che la metodologia sviluppata è uno strumento semplice che permette di stimare il fattore attrattività, andando così a ottenere un’approssimazione del rischio di security. La metodologia risulta più efficace al crescere del numero di dati a disposizione su mezzi, percorsi e aspetti socioeconomici, politici e culturali dei Paesi attraversati, ma anche con informazioni più limitate, è possibile ottenere una classifica del livello di attrattività da utilizzare per allocare le risorse per misure di prevenzione o mitigazione ma anche per decidere su quali possibili bersagli o parti di percorso concentrare analisi più strutturate. L’analisi quantitativa sviluppata per la valutazione del rischio di security è invece più complessa ed elaborata; necessita infatti di molti più dati rispetto alla metodologia di valutazione del fattore attrattività, tra cui le frequenze e la caratterizzazione degli incidenti. Per questo motivo tale analisi ha come parte fondamentale proprio la valutazione preliminare dell’attrattività che permette di identificare i bersagli e i segmenti di percorso più critici, permettendo di effettuare l’analisi quantitativa solo su quest’ultimi. L’inserimento della valutazione dell’attrattività nell’ambito dell'analisi quantitativa di security permette anche di valutare parallelamente a quelli che sono gli aspetti tecnici anche quelli “non tecnici”, che però nell’ottica dello studio di attacchi intenzionali risultano altrettanto fondamentali; per esempio, senza una valutazione dell’attrattività, i segmenti di percorso e i Paesi attraversati verrebbero considerati alla pari, utilizzando invece la metodologia di valutazione dell’attrattività emergono, sotto molti aspetti, delle differenze fondamentali al fine dell’analisi globale. L’approccio metodologico sviluppato si configura come uno strumento importante per supportare l’analisi del rischio associato ad attacchi intenzionali a mezzi di trasporto di merci pericolose e può rappresentare uno strumento utile per condurre approcci integrati safety-security di valutazione del rischio.



Intentional attacks targeting vehicles HAZMAT have increased in recent years, becoming a prominent aspect of industrial risk. However, the existing regulations for the transportation of dangerous goods in Europe, ADR for road, RID for railway and ADN for waterway, dedicate only one paragraph (1.10) to security, which does not provide sufficient tools and indications to deal with threats. In this thesis, initially a literature review was carried out, concerning risk analysis methodologies for the transport of dangerous goods for both safety and security, to establish the state of the art. At the same time, historical research was carried out, concerning incidents involving HAZMAT transport caused by intentional attacks, by consulting three open-source online databases (GTD, PHMSA and ARIA), considering three types of transport road, railway and waterway, gathering 468 incidents in the time span between 1970 and 2023. Using the historical analysis, useful data was obtained to characterize security incidents, relating to types of targets, threat, attack mode, LOC, resulting scenarios in addition to the geographical and time placement of the incidents. Furthermore, it was possible to develop bow-tie diagrams divided by UN class of substance, validated through the events collected in the database and it was possible to calculate the security frequency in events/vehicle km for road and railway. Then, the attractiveness factor can be seen as a proxy of the security risk; so, the aim of the thesis was to develop a methodology for evaluating the attractiveness factor specifically for transportation, with the aim of assessing which targets, routes and sections of routes are most critical, but also to identify which targets and sections of routes should be the object of more complex and structured analyses.
To develop the methodology to assess the attractiveness for HAZMAT transport, a methodology that had originally been developed for fixed installations was revised and a third index, accounting for transport aspects, was developed. This accounts for the vulnerability of the route, in order to characterize the attractiveness, not only with technical, socio-economic and political aspects of the country crossed by the vehicle, but also with aspects strictly linked to the fact that the vehicle is in continuous movement on routes with variable characteristics that can work as an incentive or deterrent to a possible attack. For this reason, in the application of the method, it is necessary to split the route into segments with homogenous characteristics to assign specific scores to each of them. An application example of the methodology was shown for a simple case of a linear road section. Then, given the frequencies and characterization of incidents, the thesis focused on the development of a quantitative security risk assessment methodology for the transport of dangerous goods, resulting in the calculation of individual risk. The procedure is based on conventional approaches for the safety risk assessment, but a preliminary assessment of attractiveness was also included to support the probabilistic evaluation. This methodology was applied to a complex case study considering a section of road with varying population density and characteristics, crossed by two different flows of vehicles, LPG tankers and chlorine tankers. To highlight the influence of socio-economic, political and cultural aspects, it was assumed that the section of road was located in three different countries, Russia, Iran and Morocco. The individual risk, for this case study, was assessed through the development of a dedicated Matlab® code.
The results show that the application of the methodology to assess the attractiveness factor helped identify the more critical targets and route segments, resulting in the transport of Chlorine especially in the sections of the route close to densely populated areas. Geographical location also had a significant role; it emerged that among the three countries considered, the most critical was Iran, characterized by an unstable context with the presence of terrorist groups. The quantitative analysis then confirmed the results obtained from the attractiveness analysis, indeed individual risk reached higher levels and larger areas in the case of Chlorine. The methodology is more effective as the number of data available on the vehicles, routes and socio-economic, political and cultural aspects of the countries crossed increases, but even with more limited information, it is possible to obtain a ranking of the level of attractiveness that can be used to allocate resources for prevention or mitigation measures, but also to decide on which possible targets or parts of routes to concentrate more structured analyses. For this reason, a fundamental part of this analysis is the preliminary attractiveness assessment that permits the identification of the most critical targets and route segments, allowing the quantitative analysis to be carried out only on these. The integration of attractiveness assessment in the quantitative security analysis also enables for the evaluation of 'non-technical' aspects in parallel with the technical ones, which are equally important in the study of intentional attacks; for example, without an attractiveness assessment, the route segments and countries crossed would be considered equal, but using the attractiveness assessment methodology, fundamental differences emerge in many aspects in order to make an overall analysis. This methodological approach is an important tool to support the risk analysis for intentional attacks against HAZMAT transport and can be a useful tool to conduct integrated safety-security risk assessment.