Prevedere la probabilità di frattura
marzo 2012
Non succede spesso, ma strutture come ponti, aerei e edifici cedono a volte in modo catastrofico. Quali sono le probabilità che eventi del genere accadano e come possono essere prevenuti?
I ricercatori dello IENI-CNR hanno scoperto una nuova pista teorica sulla probabilità di un cedimento strutturale, basati su centinaia di migliaia di simulazioni numeriche. 
Tradizionalmente gli ingegneri hanno calcolato le probabilità di cedimento sulla base di teoremi matematici che permettono un'estrapolazione indipendentemente dai dettagli sul come e perché i componenti della struttura, come le travi di un ponte, possano rompersi.
I ricercatori dello IENI-CNR, in collaborazioni con colleghi finlandesi e statunitensi, affermano che i loro calcoli forniscono un metodo molto più preciso e specifico per predire il cedimento strutturale.
Il modello utilizzato è basato su come cricche di diversa forma e dimensione, anche microscopica, si formano e crescono. Lo studio si basa su materiali cosiddetti fragili, come il vetro. Usando un programma di simulazioni per analizzare miliardi di cricche, è stato possibile predire la resistenza di un materiale, come ad esempio le travi di un ponte.
Confrontando i risultati ottenuti con quanto previsto dai metodi tradizionali di estrapolare i dati di frattura, è stato mostrato che le nuove previsioni sono molto più accurate.
In figura il campo di deformazione dovuto alle cricche presenti in un materiale.
Riferimento:
Claudio Manzato, Ashivni Shekhawat, Phani K. V. V. Nukala, Mikko J. Alava, James P. Sethna, and Stefano Zapperi
Strength of Disordered Media: Universality, Interactions, and Tail Asymptotics
Phys. Rev. Lett. 108, 065504 (2012)