Paradigmi, paradossi e malafede

In ambito ingegneristico, dovrebbero esserci dei criteri abbastanza univoci per decidere se un approccio, un metodo o un sistema di calcolo e progetto siano attendibili. E, in ambito ingegneristico, la inattendibilità di un metodo, di un approccio o di un sistema dovrebbe bastare a decretarne la fine.

Invece, proprio in ambito ingegneristico, e più in generale scientifico, non è così.

Come spiega bene Don Anderson nel suo bellissimo What Planet Do You Live On, Anyway?, un certo paradigma scientifico entra in crisi quando si vede che dà luogo a paradossi, o a situazioni chiaramente inaccettabili. Allora, un nuovo paradigma viene proposto, che risolve quel paradosso, in attesa che arrivino altri paradossi e che una nuova teoria, un nuovo paradigma, si affermi.

In teoria.

In pratica, ogni paradigma si porta con sé incarichi universitari, carriere, fondi di ricerca, incarichi dirigenziali e denaro pubblico che, se il paradigma crolla, dovrebbero essere reindirizzati.

E qui cade l'asino.

Infatti, il vecchio paradigma, ormai dimostrato dal paradosso non più valido, viene strenuamente difeso da chi da esso ha tratto soldi, carriera e prestigio. La questione non è il merito del problema scientifico o tecnico, ma è piuttosto ciò che ruota intorno al merito del problema.

La resistenza al nuovo paradigma si può estrinsecare in vari modi.

In certi casi essa è esplicita e porta a sfide, o giudizi di Dio, che nei casi migliori sono risolti dalla prova sperimentale (come la posizione di Mercurio con la teoria della relatività).

Nei casi peggiori (come quello di Ignàc Semmelweiss), chi scopre un nuovo paradigma viene dapprima ignorato, poi possibilmente ridicolizzato, ed infine espulso.

Se si trattasse solo di errori fatti in buona fede sarebbe grave, allarmante, ma ancora accettabile. Ciò che è inaccettabile è quando gli "errori" sono fatti in malafede, e quando gli incarichi pubblici sono utilizzati per fini privati. In questo caso, chi agisce in questo modo è un vero delinquente e può fare molto, molto danno.

Peraltro, una confraternita di silenziosi yesmen (a loro volta interessati a non perdere le loro elemosine) è il modo migliore per allungare la vita di un paradigma errato. Per scardinare questo meccanismo perverso, servono da un lato persone competenti, che vogliano capire, dall'altro persone che non si spaventino e che non si lascino intimidire.

Nel corso della Storia del pensiero scientifico, sono numerosi i casi in cui una confraternita di yesmen ha ritardato il progredire della conoscenza, e ciò ha creato danni economici e anche morti. Ritenere che oggi, nell'anno 2015, tali problemi non esistano più sarebbe ingenuo.

E' sempre la solita storia, da secoli. E sarà sempre così, temo.

In morte del calcestruzzo armato

Dopo svariati decenni di utilizzo indiscriminato appare abbastanza evidente che il calcestruzzo armato non è il materiale di elezione per tutti i tipi di costruzione.

Il suo utilizzo ubiquo per edifici, ponti, serbatoi, viadotti, muri di contenimento, qui in Italia, ha generato una delle ragioni principali per cui, nel nostro Paese, si sono irrimediabilmente rovinate esteticamente intere regioni "che il mondo ci invidia".

 

Il calcestruzzo armato corrente è semplicemente brutto.

 

In altri Paesi la cura nel suo confezionamento si estrinseca anche in una migliore qualità estetica. In Italia no: il calcestruzzo è mediamente brutto perché mediamente è fatto male e perché è mediamente usato male. Si dirà che la colpa non è del materiale ma del modo in cui viene usato. Invece, è il materiale ad avere specifiche caratteristiche che lo rendono perfetto per le devastazioni, ottimo strumento in mano agli speculatori, ai suicidi involontari, ed ai politici corrotti.

 

La intrinseca natura del calcestruzzo armato dà alcune pessime rese:



1. All'apparenza può essere fatto da chiunque, infatti indurisce e sta su. Ben pochi sanno che è un composto chimico che necessita di un attento dosaggio dei componenti e di un attentissimo posizionamento delle armature. Il risultato è che torme di incompetenti se ne sono occupati con esiti disastrosi.
2. Esso occulta al suo interno ogni errore, anche il più plateale, avvolgendolo in un cappotto grigio uniforme e lugubre, ma spesso dipinto da squillanti ocra, e tale occultamento rende possibile ogni abiezione progettuale (ancoraggi errati o assenti, errato posizionamento di ferri, insufficiente o assente staffatura...).
3. I suoi eventuali difetti di confezionamento (acqua di impasto) e di costruzione (copriferro) impiegano mesi o anni a evidenziarsi sotto l'azione degli agenti aggressivi esterni. Di solito però bastano mesi, quando i lavori sono finiti, consegnati e pagati: i ferri corrosi, visibili anche in strutture novissime,  sono già il segno di una struttura malata e che si sta autodistruggendo.
4. E' molto pesante ed ha una nulla resistenza in trazione, dunque le sue prestazioni sismiche sono oggettivamente sfavorevoli.
5. Eventuali errati posizionamenti di barre d'armature o la presenza di carichi posizionati in modo imprevisto possono dare luogo a collassi disastrosi, quando i carichi cambiano (dato che l'armatura, invisibile, si deve strettamente coniugare al carico applicato).
6. Non è un materiale riciclabile.

 

La "sacchetta di cemento" si può trovare dovunque a causa della intensa attività lobbistica di aziende cementiere che hanno efficacemente promosso l'uso di questo materiale a scapito di altri: un po' d'acqua una miscelatrice da orto, e via Ramsete. Essendo rapido e apparentemente facile da usare, il calcestruzzo è stato usato da orde di incompetenti che hanno cementificato con esso ogni cosa.

 

In questi anni i manufatti in calcestruzzo armato costruito in opera, cominciano a mostrare vistosi segni di marcescenza (anche opere importanti come i ponti o i viadotti o i muri di contenimento). Molte migliaia di bombe ad orologeria sono purtroppo pronte ad esplodere, ed un gigantesco conto alla rovescia è iniziato per i manufatti in calcestruzzo armato del XX secolo.

 

Sono attese numerose demolizioni o più probabilmente  estesissimi interventi di recupero. A tale riguardo, occorre ben distinguere tra un vero recupero, ed un recupero puramente estetico-politico, ars magna qui in Italia, che, applicando il belletto impiastricciato sulle piaghe, appena scartavetrate con la spugnetta abrasiva per le pentole, o bendaggi miracolosi in fibra di carbonio per riammucchiare le ossa sparpagliate, ne occulti la vista senza rimuoverne il pericolo sostanziale.

Speriamo che per il XXI secolo si usino anche e sempre più altri materiali. Per fortuna, il segno di un cambiamento di rotta è visibile.

La percezione del rischio sismico in Italia

La percezione del rischio sismico, in Italia, non esiste. Non viene fatto nulla per prevenire possibili futuri disastri, e quando i disastri avvengono non si traggono le giuste lezioni.

Un importante ruolo potrebbero averlo gli organi di informazione, ma questi sembrano sostanzialmente presi dal chiacchiericcio che si accende e si spegne in funzione dell'ultima notizia, spesso inconsistente. Gli organi di informazione, in sostanza, titillano i peggiori gusti del pubblico pagante, e lo fanno nella errata idea che sia questo che fa audience e in definitiva soldi.

Tuttavia, in rari casi, si è potuto vedere che molta gente è in realtà interessata ad avere una informazione corretta e che operazioni a priori pensate come possibilmente fallimentari sono in realtà state grandi successi.

La questione del rischio sismico in Italia (come quello idrogeologico) è ampiamente sottovalutata. Molte azioni di basso costo e di grande impatto potrebbero essere realizzate: minimi provvedimenti atti ad assicurare una maggior sicurezza. Campagne pubblicitarie atte a sensibilizzare la popolazione potrebbero sortire un grande effetto per mitigare i possibili effetti dei terremoti, ma gli spazi pubblicitari pubblici non esistono o, se esistono, sono poco e male utilizzati. La sicurezza delle strutture, in Italia, è problema che non esiste. Di conseguenza, tutti progettano e calcolano strutture, con risultati disastrosi.

Una occhiuta minoranza ha avuto in mano la gestione della protezione civile e questa è stata in passato distorta al fine di gestire cose che con la protezione civile nulla avevano a che fare.

L'impressione che si ha è che enti elefantiaci e mal gestiti siano stati creati al solo fine di gestire (spendendolo) denaro pubblico. Non tanto e non solo tangenti o distrazioni di denaro, ma stipendi, onorificenze, carriere.

Non solo la Protezione Civile, che è stata nell'occhio del ciclone, ma anche l'INGV (responsabile del balletto di mappe sismiche e della interpolazione su maglia che infesta la nostra normativa facendo credere di poter "calcolare" il sisma) ed il CNR. Ovviamente ci sono sempre le eccezioni, singole eccellenze, ma l'andazzo generale è questo.

Rimuovere dai loro incarichi persone che occupano indebitamente ruoli di comando e di dirigenza è uno dei temi fondamentali del Paese. Finché non si rimuoveranno i dirigenti incapaci e non si darà vero e nuovo impulso alla ricerca, innervandola nelle reali esigenze del Paese, noi tutti, con le nostre tasse, spenderemo soldi per sostenere e mantenere apparati tanto elefantiaci quanto inutili.

Ma questo Paese, annichilito da 27 secoli di storia, tramortito dal susseguirsi degli imperi, dei regnanti, delle culture e delle grida, sembra ormai poter subire qualsiasi cosa senza reagire.

 

Pane raffermo

Prendete un dado e considerate la probabilità che esca il 4. Essa, se accettate l'idea di dado "perfetto e ideale", è di solito considerata pari a una possibilità su sei, 1/6.

Lanciate il dado dieci volte. Ogni volta, la probabilità che esca il 4 è 1/6, dato che l'esito di ogni lancio non dipende dall'esito dei lanci precedenti.

Va bene.

Prendete ora un pezzo di pane raffermo con due mani, un filone, ed applicate una lievissima flessione, via via crescente, sempre crescente con gradualità.

O prima o poi, il filone si spezzerà in due, no?

Considerate, in ogni secondo, la probabilità che il filone si rompa.

Direste mai che, di secondo in secondo, in ogni secondo, la probabilità che il filone si rompa resti identica? Che cioè tra il terzo e il quarto secondo la probabilità di rompere il filone sia eguale alla probabilità che si rompa tra il ventesimo e il ventunesimo?

Non credo.

I terremoti, in un certo senso, sono causati come da filoni di pane raffermo che si rompono quando la sollecitazione è eccessiva.

Eppure, secondo le norme in vigore, Norme Tecniche per le Costruzioni 2008, D.M. 14-1-2008, la probabilità di un sisma di intensità X nel sito Y nel 2015 è eguale a quella di un sisma di intensità X nel sito Y nel 2050 o nel 2100. Il tempo non conta. Come con i dadi.

Si tratta di una cosa palesemente errata, che la norma in vigore ci impone di fare. Ci arriva anche un bambino che è errato.

Ma: troppi stipendi da pagare. Troppe ricerche da finanziare. Troppe carriere, ormai compromesse, da sostenere. Se uno per tutta la vita ha sostenuto che gli asini volano continuerà a farlo.

I giornalisti nel frattempo si occupano di questioni più sexy (per esempio: "Elemosine e preghiere on line: Prayer Box, il social cristiano", o "Sessismo: rivolta delle calciatrici") , e così nessuno lo sa.

Povera Patria.

Il "periodo di ritorno" del sisma

Tutti sanno che i terremoti non si possono prevedere. Direi che dopo il tragico terremoto de L'Aquila, il fatto è diventato paradigmatico, ed è stato oggetto di lunghe disquisizioni e discussioni. Se chiedete alla Sora Lella: "I terremoti si possono prevedere ?" risponderà "no".

 

I terremoti non si possono prevedere.

 

Però la nostra normativa tecnica per le costruzioni NTC 2008 (e temo anche la successiva minacciata NTC 2015), nelle parti relative alla determinazione del terremoto di progetto  è basata sul concetto di periodo di ritorno del sisma.

L'idea che il terremoto ritorni con un certo "periodo" è molto comoda per mettere in piedi una finzione numerica (detta PSHA, Probabilistic Seismic Hazard Assessment), ma fa a pugni con l'idea che il terremoto non si possa prevedere.

 

Il metodo numerico che sta dietro PSHA, e le nostre norme, suppone che a ogni intensità di sisma corrisponda un periodo di ritorno, e che docilmente a un periodo di ritorno corrisponda una certa probabilità. Non sto a tediare con considerazioni tecniche, a questo link si trovano gli approfondimenti (vedi anche la nota in calce).

Il metodo funzionerebbe così: 1) si fissa la probabilità del sisma di progetto sulla base di considerazioni di opportunità sociale e politica. 2) Si determina come giocando ai dadi che frequenza annuale ha questo terremoto per avere quella probabilità. 3) Dalla frequenza annuale si determina il periodo di ritorno. 4) Dal periodo di ritorno, con altre fortunose manipolazioni di cui dirò ancora in un altro post, si calcola la intensità del sisma corrispondente, da usare nei calcoli.
 

Alla base del metodo c'è proprio questa idea balzana, che il terremoto X ritorni in ogni luogo dopo un certo esatto numero di anni (esatto con tre o quattro cifre). A dire il vero, loro dicono "in media", ma se il fattaccio si verifica ogni 475 anni (o più) la "media" diventa temeraria. E poi, se la media è incerta, i loro risultati sono invece certi, certissimi, hanno tre o quattro cifre.

 

La vera domanda non è come si possa mettere in piedi un sistema tanto palesemente errato. Le illusioni di validità sono ben note ai cognitivisti. La vera domanda è: ma come fanno a crederci migliaia di ingegneri?

 

La mia risposta è che non  ci credono, ma sono obbligati a bersi questa cosa che non è per legge.

 

 

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Nota

In sostanza, se voglio che in 50 anni la probabilità di un sisma di intensità X sia "solo" del 10%, la probabilità di non sisma deve essere del 90%, o 0.9.

 

50 eventi indipendenti tutti con la stessa probabilità P si verificano con una probabilità P elevato alla 50 (proprio come fare tre volte 4 lanciando un dado ha probabilità (1/6) elevato alla terza).

 

Il numero che elevato alla 50 dà 0.9 è P=0.9979: è la probabilità anunale di NON sisma. Quindi ogni anno c'è la probabilità di (1-P)=(1-0.9979) = 0.0021 che ci sia il sisma. E siccome il terremoto è un autobus di linea il suo periodo di ritorno è 1/ 0.0021 ANNI, ovvero 475 anni, circa. Poi, con altri sistemi, si vede in ogni luogo che intensità corrisponde a questo periodo di ritorno: tanto più tempo ci mette a ritornare, tanto più sarà forte il terremoto.

 

Questo - tolte le inutile astrusità e gli inutili logaritmi - è il ragionamento di legge. Su questa regoletta si basano le nostre norme sismiche. E' incredibile ma è così.

Uno potrebbe dire. Ma io voglio una probabilità molto più bassa per il sisma di progetto, non che capiti con il 10% di probabilità in 50 anni, ma solo con lo 0.001 (un per mille)! Ma questo la norma non lo consente. Infatti il "periodo di ritorno" sarebbe 49000 anni circa, e il normatore dice che... non abbiamo i dati.
In realtà, l'esperimento mostra che il metodo è sbagliato. Se volessimo le probabilità come piacciono a noi, le severità calcolate dei sismi sarebbero assurde, e le chiese verrebbero scagliate in alto come razzi.
In conclusione: le probabilità non le decidiamo noi, ma le decide il metodo. E' tutta una colossale mistificazione.

Perché questo blog

Da tempo sulla stampa specializzata - o sé dicente tale - assisto a una sostanziale omologazione del pensiero, interrotta solo qua e là da qualche sporadico intervento che, molto velatamente, lascia intendere opinioni dissonanti. Si tratta comunque di velature, la impressione generale è quella di una sostanziale uniformità. Le norme sono prestazionali, la probabilità è del 10% in 50 anni, lo stato limite di qui, la gerarchia delle resistenze di là, il BIM...  Uffa.

 

Nel frattempo le strutture crollano in continuazione: vedi la mia raccolta di crolli .

 

Credo quindi che ci sia bisogno di voci libere che dicano cose non allineate, possibilmente nell'interesse generale. La tecnologia viene in soccorso, e quindi penso che un blog possa essere un buon mezzo per diffondere opinioni motivate e per discutere di ingegneria.

 

Per esperienza so che i preamboli e le premesse rischiano di essere noiose, quindi sarò tendenzialmente breve.

 

Vorrei, se ci riesco, far diventare questo blog un appuntamento fisso dove parlare di ingegneria strutturale e magari non solo.