Genesi, evoluzione e applicazione dell'ingegneria forense.

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Ingegneria Forense
Genesi, evoluzione e applicazione
ing. M.G. Parlante 29 aprile 2021

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➢ L’applicazione di metodi scientifici e di tecniche di analisi
dell’ingegneria alle indagini su materiali, prodotti,
strutture o componenti che collassano o non funzionano
come previsto da progetto, causando danni alle
proprietà e/o alle persone.
➢ Le conseguenze del fallimento sono trattate dalla legge
sulla responsabilità del prodotto.
➢ Il settore si occupa anche di ripercorrere processi e
procedure che portano ad incidenti durante il
funzionamento di veicoli o macchinari.
Genesi
Che cos’è e perché
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L’ingegneria forense è nata negli Stati Uniti, a seguito di due
disastri ferroviari avvenuti rispettivamente in Inghilterra e in
Scozia:
➢ 24 maggio1847 - Dee Bridge – Chester
(5 morti e 9 feriti)
➢ 28 dicembre1879 - Tay Bridge – Dundee
(75 morti)
Genesi
Un po’ di storia…
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Genesi
Disastro del 24 maggio 1847 - Dee Bridge
➢ Progettato da Robert Stephenson.
➢ Struttura di travi in ghisa colata in tre pezzi uniti a coda di rondine
imbullonati a un pilone e rinforzata da barre in ferro battuto poste
nel senso della lunghezza.
➢ Completato a settembre 1846.
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Genesi
Disastro del 24 maggio 1847 - Dee Bridge
➢ Le indagini dimostrarono la debolezza delle travi di ghisa con cui
era stato realizzato il ponte, nonostante la presenza dei tiranti in
ferro battuto, anche a causa dell’aggiunta di carico (forze
trasversali)
➢ Coefficiente sicurezza 1,5 contro 6-8 e fenomeni fisici di fatica per
problemi di scala, instabilità torsionale non considerata tra le
condizioni di carico
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Genesi
Disastro del 24 maggio 1847 - Dee Bridge
➢ La relazione finale suggeriva che lo stato di flessione ripetuto della trave
aveva indebolito la trave stessa (fatica).
➢ La ghisa resiste bene a compressione ma non a flessione o trazione.
➢ Un esame delle porzioni che si erano rotte aveva portato l’ispettore a
concludere che la trave si fosse rotta in due punti, il primo al centro della
trave stessa.
➢ Un test condotto sulle travi ancora in opera, facendo transitare una
locomotiva, aveva permesso di verificare che le travi si flettevano di diversi
centimetri sotto il carico transitante.
➢ Il progetto delle travi non era corretto e le barre di ferro poste lungo le travi
non avevano avuto l’azione di rinforzo voluta, in quanto, essendo fissate
alle travi di ghisa, si erano deformate anch’esse sotto il carico.
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Genesi
Disastro del 28 dicembre 1879 - Tay Bridge
➢ Progettato da Sir Thomas Bouch.
➢ Struttura a campate con un unico binario ferroviario.
➢ 72 campate correvano sotto il piano dei binari mentre le restanti
13 alte 9 metri e a circa 29 metri sopra la linea d’acqua correvano
sopra il livello del binario (ovvero il treno attraversava un tunnel di
travi).
➢ Costruito nel 1871 ed inaugurato a giugno 1878.
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➢ Una burrasca di forza 10/11 investiva perpendicolarmente una
delle campate centrali del ponte, più lunga delle altre per
consentire la navigazione (75m contro i 44m delle altre),
facendola collassare nel fiume, trascinando con sé un treno di sei
carrozze con 75 passeggeri.
➢ L’inchiesta del Tribunale portò alla conclusione che il ponte era
collassato a causa della scarsa resistenza alla forza del vento degli
irrigidimenti a forma di croce e dei relativi fissaggi alla struttura
principale.
Genesi
Disastro del 28 dicembre 1879 - Tay Bridge
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➢ Insufficiente resistenza alla forza del vento degli irrigidimenti trasversali
e dei relativi ancoraggi alla struttura che, se propriamente progettati,
avrebbero permesso al ponte di sopravvivere alla forza del vento di
quella notte anche se con un fattore ridotto di sicurezza.
➢ Indagini basate sulla simulazione, mediante modellazione, del
comportamento del ponte sotto l’azione del vento: oscillazione della
struttura con collasso di una colonna e successivo collasso delle 13
travi alte:
Genesi
Disastro del 28 dicembre 1879 - Risultati dell’inchiesta
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➢ Nonostante la sentenza del Tribunale, la ricerca sulle cause che
avevano portato al collasso durarono ben 18 anni, dando origine ad
altre teorie e supposizioni, tutte pubblicate e, poi, in parte scartate.
➢ Deragliamento del treno
➢ Tutte le campate basse del ponte rimasero al loro posto, mentre,
quelle alte, al cui interno passava il treno, collassarono facendo
ipotizzare che fosse stato il deragliamento del treno e l’urto di una
delle carrozze contro un pilastro, con la rottura degli elementi di
fissaggio in ghisa che collegavano gli irrigidimenti trasversali, a
causare il crollo
➢ Fatica dei materiali
➢ Gli effetti dinamici furono più importanti di quanto considerato in
precedenza provocando il collasso degli elementi di fissaggio in
ghisa Affermazione confermata sia dalle testimonianze degli operai
che osservarono, al passaggio dei treni, l’oscillazione delle travi alte
in senso perpendicolare all’asse del ponte, sia dall’esame di foto ad
alta definizione delle sezioni di rottura
Genesi
Disastro del 28 dicembre 1879 - Altre teorie
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➢ È essenziale:
➢ sviluppare una metodologia che esamini le cause dei guasti, le lezioni
apprese e utilizzate, per prevenirne il ripetersi
➢ monitorare e riferire sulle indagini ingegneristiche dei guasti strutturali
➢ riferire e proporre miglioramenti della pratica sulla base degli
insegnamenti tratti dai fallimenti
➢ pubblicizzare i metodi di risposta alle emergenze degli ingegneri
➢ pubblicizzare tecniche di campo e valutazioni analitiche dei fallimenti
➢ informare sulle procedure di risoluzione delle controversie efficaci
➢ promuovere standard e pratiche etiche nei processi di indagine,
risoluzione e giudizio dei casi di cedimenti strutturali
Genesi
La lezione appresa dai disastri ferroviari britannici
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Genesi
Nascita dell’ingegneria forense
➢ La realizzazione di un prodotto, una macchina, una costruzione è sempre
soggetto alla possibilità del fallimento.
➢ Particolare attenzione va posta per le strutture e le opere d’arte necessarie
alla società per le sue attività e la sua sopravvivenza.
➢ È quindi necessaria una disciplina che studi questi eventi negativi,
formalizzando il dovere di individuarne le cause e le responsabilità.
➢ L’individuazione delle responsabilità è legata alla necessità della società di
tutelarsi.
➢ L’identificazione delle cause è necessaria per capire, attraverso una
opportuna spiegazione, cosa è successo e imparare ad evitare il ripetersi in
futuro di situazioni simili.
➢ Procedimenti basati su tentativi ripetuti, ovvero l’apprendere per tentativi,
possono essere accettati solo in casi semplici, in cui l’esito negativo ha
conseguenze limitate.
➢ Sulla base di esperienze concrete e reali, sono stati studiati i principali
concetti, metodi, strumenti necessari ad analizzare un fallimento nel campo
dell’Ingegneria Strutturale, a ricostruirne lo sviluppo e a darne una
spiegazione.
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➢ Nonostante, o forse a causa di un sempre maggiore livello di
sofisticazione della progettazione e dei progressi nelle tecniche di
costruzione, sembra esserci una proliferazione di guasti strutturali.
➢ Negli Stati Uniti le indagini sui guasti strutturali e la risoluzione delle
vertenze si sono sviluppate fino a diventare una pratica quasi di
routine con procedure, protocolli e risoluzioni alternative delle
controversie, in cui il consulente / esperto strutturale forense è un
attore di primo piano (expert witness).
➢ Lo stesso metodo di analisi si può applicare ai cedimenti e alle rotture
di natura meccanica, strutturale, chimica e fisica di macchine,
impianti e strumenti, anche nei casi in cui vi sia coinvolto il fattore
umano attivamente o passivamente.
Evoluzione
Pratiche e "codifica" dell’ingegneria forense
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Evoluzione
Nascita dell’ingegneria forense in Italia
➢ In Italia ed Europa continentale, l’ingegneria forense
nasce ufficialmente nel 2008 presso l'Università degli
Studi di Napoli Federico II con l'istituzione del primo
Master Universitario di II livello a cura del Prof. Nicola
Augenti.
➢ Attualmente, l’evento più importante di Ingegneria
Forense in Italia è il convegno che si svolge ogni due
anni circa, della serie IF CRASC.
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➢ Ingegneria Forense - Corso di Laurea Magistrale
➢ Requisiti Di Ammissione Esperto In Scienze Forensi
(bioclinica)
➢ Master Ingegneria Forense
➢ Ingegneria Forense
➢ Open Day Master in Ingegneria Forense
➢ Master di Ingegneria Forense – Executive (PD)
➢ Metodologie analitiche forensi
➢ Ingegneria forense - La consulenza tecnica nel
procedimento civile e penale
Evoluzione
Creazione di corsi e master
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Evoluzione
Casi di studio, concetti, metodi e strumenti
➢ Di particolare interesse, sia per i casi studio di
collasso presentati sia per l’importanza
affidata allo studio dei disastri piuttosto che
dei successi per migliorare il processo di
progettazione, uno dei testi del Prof. Henry
Petroski.
➢ A livello italiano, nel 2017, presso il CISM di
Udine, si è tenuta una serie di lezioni sullo
stesso tema che sono poi state raccolte in un
volume curato dal Prof. Franco Bontempi,
docente presso l’Università la Sapienza di
Roma.
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Evoluzione
Altri campi di applicazione
➢ Con il passare del tempo, l’Ingegneria forense, nata per lo
studio di cedimenti e rotture di natura meccanica, strutturale,
chimica e fisica di macchine, impianti e strumenti ha visto
l’evolversi di nuovi ambiti specifici (p.es. incendi, informatica
forense).
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Applicazione
Regolamentazione
➢ La figura di ausiliare tecnico del giudice è regolamentata dai
quattro codici, che contengono articoli specifici per il
Consulente tecnico, il Perito, il Consulente di parte, e il
professionista tecnico in generale, in cui sono esplicitati oneri e
obblighi dei tecnici in seno ai procedimenti giudiziari civili e
penali.
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Applicazione
Cosa fa l’ingegnere forense
➢ In sede di operazioni peritali, dovrà confrontarsi con i tecnici di
parte (CTP), le parti ed i loro legali,e a non farsi pilotare da loro.
➢ Dovrà verbalizzare quanto emerso in sede di operazioni peritali.
➢ In sede dibattimentale, dovrà rappresentare quanto illustrato in
perizia senza farsi mettere in difficoltà dagli avvocati delle
parti.
➢ È indispensabile che un ingegnere forense chiamato, per
esempio, per valutare la autenticità di un brevetto, conosca a
fondo le norme relative, conosca l’argomento tecnico da
indagare, e cioè sia formato sullo specifico problema da
risolvere.
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Applicazione
L’identikit dell’ingegnere forense
➢ Senso dello stato.
➢ Integrità morale.
➢ Forte determinazionee motivazione personale.
➢ Conoscenza delle norme relativealla propria professione.
➢ Conoscenzetecniche relativeall’argomento specifico.
➢ Capacità di analisi del problema e di sintesi dell’argomento
tecnico in linguaggio fruibile a tutti.
➢ Dalle risultanze di un ingegnere forense, in special modo in
campo penale, possono dipendere la libertà di uno o più
individui, l’impunità per un colpevole, la corretta attribuzione
delle responsabilità di un danno, la corretta quantificazione di
un rimborso, la corretta valutazione dell’esposizione ad
elementi pericolosi di un lavoratore.
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Applicazione
Certificazione dell’ingegnere forense
➢ La professione di ingegnere forense ha assunto anche in Italia
il rilievo che merita, tanto da aver motivato il CNI, Consiglio
Nazionale Ingegneri, a inserire l'ambito dell'Ingegneria Forense
tra quelli riconosciuti dall'ente certificatore terzo ACCREDIA,
nel processo di certificazione CERTING.
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Domande?
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ing. Maria Gabriella Parlante
ing.gp@jglab.net
329 378 2184
Albo Ordine Ingegneri n.18434
Albo Tribunale Milano n.8809
Grazie per l’attenzione