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Tutta colpa di un fazzoletto?

Una vicenda esemplare: partendo dalla debolezza di un dettaglio, l’allineamento di differenti mancanze porta al collasso di un ponte

L’evento

Il 1° Agosto del 2007, nell’orario di punta per il traffico sull’autostrada I-35W, il ponte è crollato improvvisamente con una sequenza drammatica ripresa da una telecamera di sicurezza. Immediatamente, per l’elevato numero di vittime, per l’importanza del ponte, per l’impatto mediatico, sono state avviate inchieste sull’evento e sulle sue cause. In generale, la ricostruzione di un collasso strutturale e la ricerca delle sue cause sono attività complesse: devono essere organizzate sviluppando una sequenza sistematica e minuziosa di passi, a partire dall’esame dei reperti dell’incidente, nel quadro dell’Ingegneria Forense. Questa, in senso stretto, applica i principi e i metodi specifici dell’ingegneria alla soluzione di problemi tecnici in ambito giudiziario: in effetti, in una visione più ampia, questa disciplina vuole ricostruire i motivi per cui un’opera di ingegneria non è risultata conforme alle aspettative, potendo arrivare a produrre danni alle cose e alle persone, finanche, a causa della gravità delle conseguenze, a produrre disastri.

Malgrado la molteplicità di oggetti, situazioni e contesti che possono presentarsi, è considerevole rilevare che esiste un modello generale in grado di rappresentare in termini sintetici la genesi e lo sviluppo di un incidente: si fa riferimento al modello introdotto da Reason nel 1997. Secondo Reason, si può immaginare che un qualsiasi sistema dell’ingegneria sia caratterizzato da differenti fasi tali per cui ordinatamente si possono avere concezione, progetto, analisi, costruzione, utilizzo e manutenzione; in ciascuna di esse possono essere presenti aspetti astratti o reali con rimandi su caratteristiche materiali o comportamenti umani. In termini ideali, ciascuna di queste fasi può essere pensata come uno strato (layer) di difesa nei confronti dei pericoli (hazard) che possono minacciare l’integrità del sistema, ovvero che possono minarne sicurezza e funzionalità. È però esperienza comune che nessuna di esse sia esente da errori o deficienze: le debolezze di ciascuno strato rappresentano delle falle (faults & errors) nelle difese del sistema. Ora, secondo Reason, se queste debolezze si allineano, ovvero ci sono delle coincidenze nelle falle, il sistema può essere perforato e quella che era solo una minaccia (hazard) si concretizza in una crisi (failure).

Il modello generale di Reason, denominato in slang come Swiss Cheese Model, può essere quindi così riassunto:

  • un sistema strutturale può essere pensato come composto da una serie di layer difensivi che ne proteggono l’integrità;
  • ciascuno di questi layer ha delle imperfezioni ma, di per sé, non è detto che queste singole mancanze portino alla crisi del sistema;
  • la crisi del sistema si realizza solo quando più mancanze si accumulano in modo critico.

Le indagini

Questo crollo ha scosso l’opinione pubblica tanto che la Federal Highway Administration (FHWA) e il National Trasportation Safety Board (NTSB) hanno rivolto la propria attenzione ai 465 ponti della stessa tipologia, preoccupati per la loro sicurezza strutturale. Attraverso modelli a elementi finiti particolarmente dettagliati, NTSB ha dimostrato come già all’apertura la traffico nel 1967, sotto peso proprio e carichi di esercizio, il gusset plate sotto accusa mostrava delle plasticizzazioni. Inoltre, nel corso degli anni, a seguito di operazioni di manutenzione, i carichi sulla struttura si sono incrementati notevolmente. Ad aggiungersi a ciò, ci fu anche la presenza del deposito di materiali e macchinari disposti proprio in corrispondenza del nodo avente connessione più debole.

Va detto che, accanto alla spiegazione proposta da NTSB, ci sono state altre opinioni. Dopo analisi alternative, la Società Thorton Tomassetti assunta dai familiari delle vittime ha affermato che il collasso non è avvenuto per via del buckling del gusset plate quanto per instabilità della trave nel bottom chord (corrente inferiore) della trave reticolare principale che, solo successivamente, ha comportato il collasso del gusset plate come indicato dal NTSB. Secondo la Thorton Tomassetti, infatti, la causa principale di tale collasso è attribuibile alla corrosione che ha bloccato l’appoggio della pila 6, facendo sì che fosse impedita l’espansione dovuta alle dilatazioni termiche, creando una azione di compressione che ha portato alla instabilizzazione del bordo inferiore della travatura del ponte. La proposizione di spiegazioni alternative di un crollo è frequente in un procedimento di Ingegneria Forense, essendoci conflitti di interesse fra le varie parti coinvolte (Progettisti, Costruttori, Collaudatori, Amministratori e proprietari). In questo caso, è bene tuttavia precisare che anche NTSB ha tenuto conto di questo possibile scenario, concludendo però che i risultati delle analisi, anche incorporando questo aspetto, non mostravano modifiche nell’origine del collasso.

Un aspetto logico differente emerso nelle indagini, risulta invece che questo ponte, nel rispetto delle Normative AASHTO, era stato oggetto di ispezioni annuali sin dal 1971. È inquietante osservare che dai report delle ispezioni effettuate fino al 1990 non era apparso nessun tipo di allarme per il ponte, tanto che questo era classificato come not deficent; solamente nel 1991, è stato invece classificato come structural deficient a causa della carenza strutturale attribuibile alla sovrastruttura: questa classificazione non voleva significare che il ponte fosse prossimo al collasso, ma solo che presentava aspetti per i quali erano da ritenersi necessari approfondimenti di analisi, interventi di manutenzione e sostituzione di elementi; infatti, nel Minnesota sono presenti ben 1.097 ponti classificati come structural deficient e che questi sono nondimeno ritenuti sicuri. Nell’ultima ispezione di questo ponte nel 2006, sono stati riportati tutti i problemi trovati nella sovrastruttura ma nulla appare sullo stato dei gusset plates, anche se già nel 1993 l’archivio delle foto scattate durante l’ispezioni evidenzia l’evidente ingobbamento (bowing) del gusset plate in esame.