Cosa può scatenare una rottura meccanica improvvisa e imprevedibile?

I cedimenti che interessano gli organi meccanici annoverano tra le cause più frequenti le rotture per sovraccarico e le rotture per fatica.

Proprio quest’ultima rientra tra i fenomeni in grado di generare cedimenti repentini e senza alcun segnale premonitore, causando spesso ingenti danni.

Perché si tratta di un fenomeno interessante da analizzare?

Questa tipologia di cedimento meccanico merita un’analisi approfondita poiché, mentre la rottura causata da sovraccarico si manifesta esclusivamente al superamento della soglia di resistenza del materiale in questione, la fatica si distingue per la sua capacità di danneggiare componenti anche a carichi molto inferiori alla resistenza meccanica, purchè sia presente una sollecitazione di tipo dinamico e ciclico.

È possibile riconoscerla?

Nonostante la particolarità di questo fenomeno, attraverso la Failure Analysis è possibile identificare le caratteristiche che permettono di riconoscerlo. La fatica, infatti, lascia segni caratteristici, tra i quali:

• Linee di spiaggia sulla superficie di frattura, dalle quali si vede l’avanzamento dei fronti di cricca;
• Superfici di frattura dall’aspetto piatto e vellutato;
• Profili di frattura molto lineari e direzionati ortogonalmente alle sollecitazioni presenti.

Quali sono le cause scatenanti?

Sebbene la fatica non dia segnali premonitori chiari ed evidenti, grazie alla Failure Analysis è possibile individuare le cause scatenanti di un prematuro cedimento. Tra le più ricorrenti è possibile segnalare:

• Errori progettuali;
• Sollecitazioni anomale o non previste;
• Scelta errata del materiale utilizzato (materiale non resistente a fatica);

Inoltre, grazie all’esperienza dei nostri tecnici, è stato possibile individuare delle linee guida per cercare di prevenire il presentarsi del fenomeno. Tra queste, si consiglia di:

• Dimensionare correttamente i componenti per garantire loro una vita maggiore;
• Studiare attentamente l’aspetto geometrico del componente per evitare eccessive intensificazioni di tensione in determinate zone (come gole, raccordi e zone con variazioni di sezione);
• Scegliere accuratamente il tipo di materiale e del trattamento termico da applicare.

Infine, è possibile citare due casi eclatanti e comunemente conosciuti in grado di dimostrare la portata di questo fenomeno.

Il primo è rappresentato dall’incidente in cui perse la vita il pilota A. Senna nel circuito di Imola, nel maggio 1994. A causa di un difetto di saldatura del piantone dello sterzo, infatti, le numerose sollecitazioni sulla vettura provocarono la propagazione di una cricca di fatica, con la rottura improvvisa del componente e il conseguente incidente mortale.

Il secondo caso, più recente, risale all’incidente alla stazione di Viareggio del 29 giugno del 2009, che causò il deragliamento di un treno, trasportante cisterne di GPL, con un successivo incendio e numerosi decessi e feriti. A causare tale incidente fu la rottura di un assile del convoglio per una cricca di fatica che, durante i controlli di manutenzione, non era stata individuata.