Nature: Appello a un uso responsabile dei Modelli

Il manifesto, uscito su Nature il 24 giugno 2020 e riferito ai modelli epidemiologici impiegati per l’epidemia di Covid19, presenta implicazioni assai più generali afferenti all’attività modellistica nel suo complesso.

Le cinque grandi priorità espresse nel manifesto

Il 24 giugno è stato pubblicato su Nature un manifesto dal titolo “FIVE WAYS TO ENSURE THAT MODELS SERVE SOCIETY: A MANIFESTO” (Saltelli et al., 2020) sottoscritto da vari scienziati e che in sostanza si propone come un “appello per una modellistica matematica responsabile e che sia realmente al servizio della società”.

Il manifesto fa riferimento ai modelli epidemiologici legati a COVID19 ma i suoi contenuti hanno una valenza molto più generale e che si estende a mio avviso all’intero settore della modellistica matematica. In estrema sintesi nel manifesto si additano ai  modellisti matematici cinque grandi priorità:

  • valutare i livelli d’incertezza con opportune analisi di sensibilità
  • diffidare dell’eccessiva complessità dei modelli
  • formulare il problema (contesto e obiettivo) con trasparenza
  • evitare l’uso indiscriminato dei test statistici in sostituzione del “sound judgement”
  • riconoscere con trasparenza quanto si ignora del sistema che si sta modellando.

Occorre peraltro dire che la parte più lungimirante del mondo scientifico avverte da tempo la rilevanza di tali priorità, come dimostra ad esempio il fatto che l’illustre biofisico John Monteith scrisse nel lontano 1996 un articolo-appello per me esemplare, dal titolo “The quest for balance in crop modeling” e riferito alla modellistica matematica delle colture. Analogamente Reefsgard e Endriksen, in un loro scritto del 2004 riferito all’idrologia, dettarono una serie di regole atte ad evitare l’uso improprio dei modelli matematici.

Da parte mia svilupperò un commento alternando brani tratti dal manifesto con esempi tratti dalla mia personale esperienza relativa al settore dell’agrometeorologia e delle climatologia.

I contenuti del manifesto

Il manifesto si apre con la constatazione che nel caso dell’epidemia di Covid19 i modelli matematici hanno prodotto scenari futuri altamente incerti in termini di infezioni, ricoveri e decessi. Inoltre, anziché usare i modelli per aumentare il proprio livello di comprensione dei fenomeni, i politici hanno spesso brandito i modelli come clave per supportare programmi predefiniti. Secondo gli autori del manifesto, per assicurarsi che le previsioni non vengano asservite a una causa politica, i modellisti, i decisori e i cittadini dovrebbero stabilire nuove norme sociali in forza delle quali i modellisti dovrebbero astenersi dall’attribuire agli output modellistici livelli di certezza superiori a quelli che i modelli meritano e d’altro canto ai politici non dovrebbero poter scaricare le proprie responsabilità sui modelli da loro scelti.

Che si possa modellare con successo producendo informazioni utili per il cittadino – sostengono gli autori, ce lo dimostrano tutti i giorni i modelli per le previsioni del tempo (Weather Prediction Models o NWP) e, aggiungo io, ce lo dimostrano in ambito agricolo i modelli di bilancio idrico utili a programmare l’irrigazione o i modelli fipotopalogici ed entomologici utili a guidare le attività di difesa conto i nemici delle colture. Ciò non toglie che chi fa ricorso a questi modelli abbia acquisito (spesso a proprie spese) un’idea del loro livello di incertezza, per cui se in una data località esci senza ombrello in un giorno per il quale il modello XY non ha previsto pioggia, ti assumerai comunque un certo rischio di tornare a casa bagnato.

Perché è importante prestare attenzione al dominio di applicabilità dei modelli

Ogni modello viene sviluppato, calibrato e validato con riferimento a uno specifico “dominio di applicabilità” spaziale (si pensi a un modello idrologico sviluppato per un piccolo bacino montano) e temporale (si pensi a un modello di nowcasting in meteorologia, fatto per offrire previsioni fino a 6-12 ore dall’istante di emissione). Ciò implica che se si cambia il dominio di applicazione, ad esempio passando dal piccolo bacino alla valle del Po o dal nowcasting alle previsioni a medio termine, occorre avere ben presente che ipotesi del tutto ragionevoli in una situazione possano divenire insensate in un’altra.

Una particolare attenzione dovrebbe essere posta a tale tema prima di spingere in avanti per decenni i modelli previsionali globali (GCM) e ciò in quanto (a) le nubi sono modellate con estrema incertezza nei modelli attuali (Stephens, 2005) e (b) lavorando su archi di tempo lunghi si entra nel dominio temporale proprio delle grandi ciclicità naturali proprie dell’atmosfera e degli oceani (Enso, Nao, Amo, Pdo, ecc.) per le quali non si dispone a tutt’oggi di modelli in grado di descriverle con un minimo di accuratezza.

Che questi temi siano all’attenzione dei modellisti si coglie ad esempio leggendo alcuni articoli scientifici degli autori del modello INM-CM4 (Volodin, 2014; Volodin & Gritsun, 2018). Dal primo di questi articoli si evince ad esempio che la descrizione molto realistica del cosiddetto iato (temporanea stabilizzazione delle temperature globali verificatasi nel periodo 2000-2014) ottenuta con tale modello nell’ambito dell’intercomparison denominata CMIP5 è stata conseguita agendo “cum grano salis” sulla sensitivity del modello (Volodin, 2014).

Rifuggire la hubris a favore di approcci ispirati alla consapevolezza dei propri limiti

Molti modellisti sono sedotti dall’idea di rendere sempre più complessi i propri modelli, incorporando un numero sempre più elevato di fenomeni nel tentativo di descrivere la realtà in modo sempre più accurato. Come evidenziano gli autori del manifesto tale tendenza può paradossalmente tradursi in una minore accuratezza, nel senso che l’incertezza si accumula e l’errore può aumentare fino al punto in cui le previsioni diventano del tutto inutili. Potrei portare molti esempi di tale fenomeno riferiti alla modellistica dei sistemi colturali ma per non appesantire eccessivamente il testo mi limiterò a rilevare che una delle conseguenze in ambito climatologico è che non sia affatto da escludere che modelli di minore complessità possano condurre a risultati più interessanti in termini operativi rispetto a quelli ottenuti con modelli meccanicistici globali, la cui complessità è sempre crescente anche perché le risorse di calcolo oggi disponibili assecondano tale tendenza.

Gli autori del manifesto citano come esempio estremo di eccessiva complessità quello di un modello utilizzato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per valutare il rischio di smaltimento dei rifiuti radioattivi nel deposito della Yucca Mountain e che comprendeva ben 286 sotto-modelli con migliaia di parametri. I regolatori avevano richiesto ai modellisti di prevedere la sicurezza di qui a “un milione di anni” ma la simulazione non reggeva in quanto la previsione di  una singola variabile chiave – il tempo necessario affinché l’acqua percolasse fino al livello del deposito sotterraneo – aveva un’incertezza elevatissima.

In sintesi la complessità nei modelli, scrivono gli autori del manifesto, è in vari casi fine a sé stessa e ciò costituisce un limite considerevole che si paga con un errore più elevato. Al riguardo gli autori affermano anche che coloro che costruiscono modelli non vengono spesso spronati a considerare un tale aspetto: mentre un ingegnere si pone il problema del caso limite, trovandosi di fronte a responsabilità personali ben precise in caso di caduta di un ponte o di un aereo,  molti modelli sono oggi sviluppati da team di dimensioni grandi al punto che nessuno si ritiene responsabile in caso di previsioni catastroficamente sbagliate. A tale considerazione, che condivido, aggiungo quella per cui “l’asino si attacca dove vuole il padrone”, il che in ambito climatologico si traduce nel fatto che un team finanziato per un certo obiettivo non farà molta strada se non riesce a dimostrare ciò che il committente si attende. Al riguardo mi rimarrà per sempre impresso ciò che un esponente del governo italiano intervenuto nel 2007 alla Conferenza Internazionale sulla risicoltura dei climi temperati di Novara disse ai ricercatori di tutto il mondo ivi convenuti: sul cambiamento climatico le idee sono del tutto chiare e la responsabilità è dell’uomo, per cui ai ricercatori si chiede solo di fornire ai politici elementi per convincere l’opinione pubblica ad aderire alle politiche che saranno poste in atto. Ognuno può immaginare quali siano le conseguenze di simili “regole d’ingaggio”.

A tale proposito casca a fagiolo il seguente brano del manifesto: “Ricorda sempre lo scopo e il contesto in ci viene sviluppato un modello. I risultati dei modelli rispecchiano almeno in parte gli interessi, gli orientamenti disciplinari e i pregiudizi degli sviluppatori. Nessun modello può servire a tutti gli scopi. I modellisti sanno che la scelta degli strumenti influenzerà e potrebbe persino determinare il risultato di un’analisi, per cui la tecnica non è mai neutrale.”

Sempre a proposito di hubris, nel Manifesto si afferma anche che per lungo tempo la filosofia occidentale ha fatto della coscienza del limite una virtù e un oggetto di ricerca intellettuale. Al riguardo si cita Nicola Cusano il quale indicava come “docta ignorantia” la coscienza della propria limitatezza. Da parte mia aggiungo la frase che Marguerite Yourcenar fa dire a Zenone, immaginario scienziato cinquecentesco protagonista del suo romanzo del 1968 “Opera al nero”: “So che non so quel che non so; invidio coloro che sapranno di più, ma so che anch’essi, come me, avranno da misurare, pesare, dedurre e diffidare delle deduzioni ottenute, stabilire nell’errore qual è la parte del vero e tener conto nel vero dell’eterna presenza di falso”. In sintesi nel Manifesto si sottolinea che ancor oggi comunicare quel che non si sa è importante almeno quanto comunicare ciò che è noto e gli esperti, anziché usare i modelli come paravento per la propria ignoranza, dovrebbero avere il coraggio di dire che per alcune domande non esistono a tutt’oggi risposte.

Le conclusioni del manifesto

Secondo gli autori i modelli matematici non sono solo un ottimo modo per analizzare problemi, ma sono anche un modo rischioso per trovare risposte. Pretendere dai modelli certezze è sintomo delle difficoltà nel prendere decisioni su temi controversi e può peraltro spingere all’uso rituale della quantificazione. I presupposti e le limitazioni esistenti nei modelli devono essere valutati apertamente e onestamente. Ne consegue che a giudizio degli autori una buona modellistica non possa essere effettuata solo dai modellisti perché si tratta di un’attività sociale.

Gli autori scrivono anche che non stanno affatto chiedendo la fine delle attività di modellazione quantitativa e neppure la genesi di “modelli apolitici”; quel che chiedono è invece una divulgazione completa e schietta. Porre in atto le cinque grandi priorità indicate nel manifesto aiuterà a preservare la modellistica matematica come strumento prezioso di cui si debbono conoscere punti di forza e di debolezza. Ignorare le cinque gradi priorità tramuterà i modelli in “cavalli di Troia” al servizio di interessi e valori non dichiarati. Da qui l’invito a modellare responsabilmente.

Più specificamente gli autori scrivono che “Il modo migliore per impedire ai modelli di nascondere le proprie ipotesi, comprese le tendenze politiche, è un insieme di norme sociali. Tali norme dovrebbero comprendere come produrre un modello, come valutarne il livello di incertezza e come comunicare i risultati. Linee guida internazionali per questo sono state elaborate per diverse discipline e prevedono che i processi coinvolgano le parti interessate, adattino molteplici punti di vista e promuovano la trasparenza, la replica e l’analisi della sensibilità e dell’incertezza. Ogni volta che un modello viene utilizzato per una nuova applicazione con nuovi stakeholder dovrà pertanto essere nuovamente validato.

Responsabilità collettiva o individuale?

Mi pare che la soluzione proposta dagli autori e che fa appello ad una sorta di “responsabilità collettiva” sia stata da tempo adottata in climatologia con la creazione dell’IPCC e qui devo ahimè confessare di non aver l’impressione di trovarci nel “migliore dei mondi possibili”. Infatti se l’IPCC nei suoi primi report evidenziava, come richiedono gli autori del manifesto, i livelli di ignoranza insiti nelle attività di modellazione del clima, da un certo punto in avanti ha manifestato la tendenza a privilegiare le certezze, per cui si è cominciato a dire che la scienza del cambiamento climatico era “settled” e a bollare come “negazionista” chi avanzava dubbi. E, si badi bene, questo mutamento di linea non è avvenuto a seguito di una riduzione sostanziale dei livelli di incertezza con cui si modella il sistema climatico. Al riguardo si rifletta sul fatto che il report dell’IPCC del 2013 indica che la sensitività all’equilibrio del sistema climatico al raddoppio di CO2 in atmosfera[1] ricade in un intervallo compreso fra +1,5 e +4,5°C (intervallo che se attualizzato detraendo l’aumento di 1°C già verificatosi dal 1850 ad oggi ci porta a valori compresi fra +0,5 a +3,5°C, che inoltre IPCC indica tutti come equiprobabili). Ciò configura un’incertezza enorme e che inoltre non è in alcun modo variata rispetto al valore fra 1,5 e 4,5°C stimato quarantanni orsono nel cosiddetto Charney report del 1979 (NAS, 1979). Ciò fa peraltro pensare che si tratti di un’incertezza strutturale al sistema climatico e che non è semplicisticamente risolvibile con più investimenti in ricerca o in potenza di calcolo.

Occorre peraltro considerare che nel settore della climatologia è da moltissimo tempo invalso il vezzo di “educare il popolo” utilizzando modelli che paventano catastrofi a ogni piè sospinto. Una conferma di ciò si trova nell’articolo “Dieci anni per salvare la terra”, a firma di Arnaldo D’Amico, uscito su Repubblica l’11 febbraio 1989. In esso compare un vasto campionario di previsioni catastrofiche prodotte dal Worldwatch Istitute con l‘ausilio di modelli matematici, previsioni che si sono poi rivelate infondate o ampiamente esagerate alla luce dei dati osservativi. Su tale argomento un’analisi impietosa e basata su svariati esempi è offerta da Sergio Pinna (2019) nel suo libro “Il cambiamento climatico, religione del XXI secolo”.

Tutto ciò ci deve far riflettere in modo critico sull’utilità delle ricette proposte dagli autori del Manifesto e basate sul concetto di “responsabilità collettiva”, che temo possa rivelarsi una foglia di fico per mascherare una “deresponsabilizzazione generalizzata” che poi porta a perpetuare con accenti sempre più millenaristici i riti che vediamo ahimè all’opera da decenni.

Mi domando se non valga invece la pena di considerare come base per l’azione futura in ambito modellistico l‘esempio proposto dal Manifesto stesso e relativo all’ingegnere progettista che si pone il problema del caso limite, trovandosi di fronte a responsabilità personali ben precise. Da ciò l’idea che fare appello alla responsabilità individuale (e dunque a una modellistica responsabile) anziché invocare un processo che coinvolga l’intera comunità internazionale possa rivelarsi l’elemento chiave su cui mirare per evitare le derive nella scienza modellistica che tutti noi viviamo sulla nostra pelle e che sono giustamente stigmatizzate dal Manifesto pubblicato su Nature.

L’autore ringrazia Gianluca Alimonti per la rilettura critica del testo

Bibliografia

  • Monteith J., 1995. The quest for balance in crop modeling, Agron. J., 88:695–697
  • Pinna S., 2019. Il cambiamento climatico, religione del XXI secolo, TAB edizoni, 154 pp.
  • Refsgaard J.C., Henriksen H.J., 2004. Modelling guidelines––terminology and guiding principles, Advances in Water Resources 27 (2004) 71–82.
  • Saltelli etal 2020. Five ways to ensure that models serve society: a manifesto, 482, Nature, Vol 582, 25 June 2020
  • Stephens G.L., 2005. Cloud Feedbacks in the Climate System: A Critical Review, J. Climate (2005) 18 (2): 237–273, https://doi.org/10.1175/JCLI-3243.1
  • Volodin, E.M. 2014. Possible reasons for low climate-model sensitivity to increased carbon dioxide concentrations. Izv. Atmos. Ocean. Phys. 50, 350–355. https://doi.org/10.1134/S0001433814040239
  • Volodin E.M., Gritsun A., 2018. Simulation of observed climate changes in 1850–2014 with climate model INM-CM5, Earth Syst. Dynam., 9, 1235–1242, 2018 https://doi.org/10.5194/esd-9-1235-2018

 

[1] E cioè riferito al passaggio dai livelli atmosferici 280 ppmv del 1850 a quello di 560 ppmv che con i ritmi di crescita attuali dovrebbe raggiungersi fra una settantina d’anni.

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Author: Luigi Mariani

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13 Comments

  1. esiste una vasta e comprovata verifica della prevedibilità dei sistemi dinamici complessi: imprevedibili!!!
    Il problema non è nei modelli in sè, ma nell’idea che avendo a disposizione una quantità quasi infinita di capacità di calcolo, ciò basti a effettuare previsioni certe e sicure.
    Purtroppo non è così!
    All’appello manca sempre la condizione iniziale (indeterminazione “temporale”) e manca anche la precisione (indeterminazione “spaziale”).
    Nessun modello, per quanto complesso, può predevere alcunchè anche se descrive alla perfezione i fenomeni.
    Diciamo piuttosto che l’antico desiderio umano di conoscere il futuro si è spostato dagli oracoli agli algoritmi; e non vi è differenza tra un oracolo ed un algoritmo nel prevedere il futuro! Sbagliano tutti e due!

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  2. Mi scuso per l’off topic ma vorrei chiedere al dottor Mariani cosa ne pensa del persistere dell’idealismo per cui un pattern causa di più calore e che distribuisce più calore sia la causa degli eventi estremi avuti fino al recentissimo passato ( l’anno scorso ) e cominciati col 2000

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    • Gentile Andrea,
      la frequenza e la persistenza dei pattern circolatori è un elemento chiave per interpretare gli effetti al suolo in termini termici, pluviometrici, ecc. In questo i pattern di blocco sono un elemento cruciale e meriterebbero un’attenzione molto maggiore. A tale riguardo i dati di cui dispongo relativamente alla frequenza annua dei promontori di blocco subtropicali africani e da su sudovest mi indicano che la loro frequenza è andata lievemente aumentando dal 1961 al 1994 per poi diminuire. Visto però che le ondate di caldo ci cui questi anticicloni sono forieri sono aumentate la deduzione che farei è che l’intensità di tali anticicloni è aumentata dopo il 1994, il che si potrebbe forse legare al fatto che dal 1994 AMO è passato in fase positiva, offrendo più energia alle diverse strutture meteorologiche.
      Preciso che quanto ho scritto si riferisce a dati non ancora pubblicati su riviste scientifiche anche se prima o poi conto però di farlo.

  3. Caro Luigi, grazie per il contributo, prezioso come e piu’ del solito.

    Mi permetto di aggiungere una riflessione a margine. L’appello e’ sicuramente lodevole, ma si scontra con una realta’ ben diversa. I modelli hanno un grosso problema di base: proprio in quanto delineano scenari futuri, si prestano per fare da stampelle all’azione politica, o meglio finanziaria. Al di la’ di generici impegni collettivi, quindi, resta il problema alla radice, ovvero: chi finanzia la ricerca? E con quali interessi?

    Giusto per fare un esempio pratico: la conferenza sul Clima di Monaco del Novembre 2019, evento cui ha partecipato anche il “nostro” Scafetta, evento boicottato in modo semplicemente abominevole, con tanto di ritiro della disponibilita’ inizialmente offerta dall’Hotel di Monaco in cui l’evento si era sempre tenuto in passato, intimidazioni da parte di “attivisti”, scorte della polizia e quant’altro. Nel corso della stessa conferenza il fisico danese Svensmark aveva sottolineato proprio la difficolta’ a reperire finanziamenti alle sue ricerche (leggi: ruolo dei raggi cosmici nel riscaldamento terrestre) a causa del fatto che i risultati andavano contro il mantra del catastrofismo targato IPCC (qui il link ad un riassunto della conferenza: https://hintermbusch.wordpress.com/2019/12/01/climate-conference-munich-2019/)

    Quindi alla fine ben vengano gli appelli. Ma se e’ solo il catastrofismo a “pagare”, in senso proprio e figurato, allora questi appelli non potranno che cadere nel vuoto. I soldi li fa girare il catastrofismo, e la presunta necessita’ di “riconvertire” quello che funziona ed e’ economico in qualcosa che funziona male e costa troppo. Il viceversa (mantenere lo status quo), non porta denari. E quindi non li porta neanche alla ricerca fatta da scienziati con la schiena dritta che osano sfidare i dogmi precostituiti cari ai “padroni del vapore”.

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    • Caro Massimo,
      grazie per aver focalizzato un aspetto che io avevo più velatamente trattato parlando dell’asino si attacca dove vuole il padrone. Per esperienza personale posso dirti che ho abbandonato tanti anni fa l’idea di ottenere fondi per le ricerche che mi interessavano relative ad esempio (a) agli effetti sugli agro-ecosistemi delle grandi ciclicità climatiche (AMO, NAO, Enso, ecc.) o dei pattern circolatori a scala sinottica e a mesoscala e (b) al ruolo di CO2 come fondamento essenziale per la vita e l’agricoltura (tema quest’ultimo che alla facoltà di agraria di Milano vanta importanti pionieri in Angelo Menozzi e Sergio Tonzig). Pertanto tutte le mie pubblicazioni scientifiche e divulgative uscite in questi anni sono state prodotte per puro volontarismo suscitato in me dalla passione per la materia. Mi rendo conto però che il volontarismo da solo non basta, nel senso che lavorando così non crei gruppi di ricerca e alla lunga non lasci alcuna eredità, il che è poi l’obiettivo di chi non ti finanzia…. Per tale motivo mi sento molto vicino a colleghi assai più esposti di me come ad esempio Nicola Scafetta e Sergio Pinna, dei quali ammiro molto la forza d’animo.

  4. Ancora una volta sono grato all’amico Luigi di questo importante articolo, che bisognerebbe far studiare al mondo del giornalismo che ogni giorno si rende responsabile dell’informazione che fornisce al cittadino comune e che dovrebbe proteggere da fallaci e fuorvianti interpretazioni e “luoghi comuni”, mentre invece sono loro stessi ad operare tale disinformazione.
    Grazie anche ai commenti qui sopra che dimostrano l’onestà intellettuale di chi li ha proposti.

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    • Caro Rinaldo,
      anch’io ho notato l’ottima qualità dei commenti, il che quantomeno denota il buon livello culturale degli abitanti del villaggio di Asterix.
      Sarebbe anche bello che gli abitanti del nostro villaggio approfondissero maggiormente le tematiche circolatorie, perché nella circolazione atmosferica e oceanica sono e saranno le radici principali del clima e del cambiamento climatico.

  5. Articolo molto interessante!
    Potrebbe essere considerato la “summa” dello stato dell’arte della modellistica matematica in generale. Personalmente condivido ogni parte di quanto L. Mariani ha scritto e non avrei problemi a sottoscrivere l’intero articolo, in quanto rappresenta esattamente il mio modo di vedere l’argomento.
    .
    Per ben due volte mi sono sentito chiamato in causa nell’articolo di L. Mariani e su questo vorrei portare il mio contributo alla discussione. Nel fare quotidiano utilizzo ed analizzo i risultati di modelli matematici: sono ingegnere civile e le mie strutture sono generate da modelli matematici. Sono uno di coloro che, usando le parole di L. Mariani, “si pone il problema del caso limite, trovandosi di fronte a responsabilità personali ben precise in caso di caduta di” un fabbricato o di una struttura in generale.
    .
    Ogni volta che firmo un progetto, un brivido mi corre lungo la schiena. In quel momento preciso assumo, di fronte a Dio ed agli uomini, responsabilità molto pesanti: la responsabilità morale della salute e dell’incolumità di chi vivrà in quel fabbricato e, meno importante, ma non trascurabile, la responsabilità civile per tutto ciò che potrà succedere a chi ha commissionato ed utilizzerà la struttura.
    La legge fa ricadere in capo ad una ben precisa individualità queste responsabilità. Esistono le società di ingegneria, ma la responsabilità delle strutture DEVE ricadere in capo ad una persona fisica: il professionista che firma le strutture (progetto, realizzazione e collaudo).
    .
    Noi progettiamo cercando di farlo nella scrupolosa osservanza delle norme vigenti e “della letteratura tecnica pacificamente accettata”, per limitare il più possibile il rischio, ma, in ogni caso, “affoghiamo” le incertezze insite nei modelli di calcolo in una serie di coefficienti di sicurezza: riduciamo le capacità di resistenza dei materiali ed aumentiamo l’intensità dei carichi agenti sulle strutture.
    .
    Ho parlato di incertezze insite nei modelli di calcolo, ma detto così non significa nulla. I modelli matematici generano sempre un risultato, a meno che non commettiamo errori madornali, ma questi risultati sono frutto di ipotesi progettuali basate sui livelli di conoscenza delle caratteristiche fisico-meccaniche dei materiali e dei carichi agenti sulle strutture e, infine, sulla corrispondenza del comportamento della struttura reale, con quello del modello matematico utilizzato nel calcolo .
    .
    Alla fine consegniamo al committente un’opera sicura, in quanto realizzata secondo le prescrizioni di legge. Ognuno di noi ha, però, un po’ di patema d’animo: la struttura realizzata, si comporterà come noi l’abbiamo concepita e costruita? Le ipotesi poste a base della schematizzazione matematica della realtà fisica, sono reali o no? Quel particolare nodo della struttura si comporterà come è stato schematizzato nel calcolo o si fratturerà e provocherà il crollo della struttura?
    Sono proprio i coefficienti di sicurezza che inseriamo nei modelli a consentirci di dormire la notte, perché i materiali reali ed i carichi reali assomigliano a quelli posti a base del calcolo, ma non sono uguali. Noi lottiamo giorno e notte con le incertezze dei modelli e ne teniamo conto in ogni passaggio del progetto.
    .
    A complicarci ancora di più la vita, è stato l’aumento della potenza di calcolo dei computer. Ciò ha consentito di rendere la schematizzazione delle strutture sempre più spinta, aumentando la complessità del sistema e rendendo sempre più difficile il controllo sui risultati dei calcoli.
    Come si può pensare di controllare circa mille pagine di numeri, simboli, grafici e descrizioni? E’ molto complicato, per cui molti demandano questi controlli alla macchina, chiudendo un circolo vizioso terribile: la macchina controlla il suo operato, ma la persona firma le carte assumendone la responsabilità.
    Una delle note più dolenti di tutta la vicenda è che all’aumento delle potenze di calcolo, non sempre corrisponde una maggiore conoscenza delle caratteristiche fisico-meccaniche dei materiali e dei carichi agenti sulle strutture: le incertezze non diminuiscono.
    Personalmente cerco sempre di capire, come si comporterà nella sua vita reale la struttura che sto progettando e validare il calcolo sulla scorta della mia esperienza e di semplici calcoli eseguiti in modo tradizionale, quasi spannometrici: lo impone la legge, ma anche il buon senso.
    Ogni calcolo è per me una fatica fisica, ma soprattutto macerazione spirituale: la spasmodica ricerca effettuata per far emergere dalla “scatola nera” del calcolo matematico computerizzato una struttura quanto il più possibile simile a quella reale.
    Ciao, Donato.

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    • Ciao Donato,

      “riduciamo le capacità di resistenza dei materiali ed aumentiamo l’intensità dei carichi agenti sulle strutture”

      si spera che poi si possano fare i rilievi del materiale utilizzato e dei carichi reali. Il progetto può essere valido in teoria e in pratica risultare altro perchè chi poi lo realizza lavora spesso con margini economici che tendono a ridurre le spese e quindi il coefficiente di sicurezza può risultare insufficiente nella pratica.

      P.s. il virgolettato è una frase secondo me che è meglio non scrivere o dire o far sapere a chi poi realizza il progetto…

    • Alessandro,
      quando parlo di incertezza circa le caratteristiche di resistenza dei materiali utilizzati e dell’intensità dei carichi agenti, mi riferisco alle incertezze statistiche connesse all’accertamento di resistenza e carichi e presuppongo la corretta esecuzione di lavorazioni ed utilizzo delle strutture.
      Quelle a cui tu alludi nel ps non le ho prese proprio in considerazione: entriamo nel campo della truffa e del reato e, mi auguro, che tutti gli attori operino secondo il copione, senza ricorrere a “improvvisazioni”, di cui nessun coefficiente di sicurezza riesce a tenere conto.
      .
      Circa la possibilità di accertare a posteriori la bontà dei materiali utilizzati e la corrispondenza del comportamento della struttura realizzata a quelli derivanti dal calcolo, sarebbe buona cosa che si procedesse ad un collaudo del fabbricato. Fino ad oggi non sono ancora riuscito a trovare un committente che accetti di sopportare la spesa, per collaudare seriamente la struttura realizzata (imposizione dei carichi di esercizio e verifica delle deformazioni).
      Circa le altre metodiche di accertamento delle caratteristiche dei materiali in sito, ho qualche perplessità, ma preferisco fermarmi qui; già siamo piuttosto fuori tema.
      .
      Poche volte nel corso di oltre trent’anni di professione ho eseguito il collaudo statico di qualche edificio. Capitò, anni fa, per il solaio di una scuola: il Comune lo commissionò a seguito delle pressioni dei genitori degli alunni che temevano per la stabilità dei solai dell’edificio scolastico. Gli esiti furono lusinghieri, ma l’edificio fu abbandonato dopo qualche anno: di fronte all’ignoranza ed all’emotività c’e poco da fare. Nei prossimi giorni l’edificio verrà abbattuto, ma non perché sia non idoneo staticamente.
      Ciao, Donato.

  6. Molto molto molto interessante e pienamente condivisibile. Ma non sarebbe anche stato decisamente opportuno se gli autori del manifesto avessero dato il buon esempio? Citare cioè i modelli ai quali hanno lavorato/stanno lavorando e che peccano in uno o più punti indicati dal manifesto? Perché altrimenti il tutto suona un attimo un po’ “etereo”, come parlare della mafia e quanto sia importante agire di conseguenza. Ok, ma qualche case study di esempio da cui prender spunto? E qualche worst case da evitare?
    E’ qui che viene il bello, il resto rimane “filosofia”… 🙂

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  7. Cosa aggiungere ad un articolo di Luigi Mariani ?
    Non nascondo di sentirmi un suo alunno, nascosto in fondo all’aula, e leggo i suoi articoli sempre con grande piacere.
    Poco fa alla porta hanno bussato i testimoni di Geova. Ed io ho pensato ai testimoni del riscaldamento globale di origine antropica.
    Tutto questo per dire che c’è qualcuno che vede una missione divina, o simil-divina, nel fare ricerca.
    La verità è quella già ampiamente divulgata, che è colpa dell’uomo. Una notizia non nuova, già nella preistoria se c’era un allagamento, una siccità, un’eruzione o qualsiasi altra calamità naturale… era colpa dell’uomo. Poco male, si prendeva il “colpevole” o la “colpevole”, e gli si faceva fare una brutta fine. Fine del problema.
    I Càtari attuali continuano quella tradizione, e, secondo me, si pongono alla ricerca con una tesi ben precisa da dimostrare, a cui i dati devono piegarsi.
    Opinione mia, naturalmente, che sono malpensante, e scettico blu, come ben sapete.
    Personalmente credo invece che nella Scienza, e in particolare nella climatologia, non debbano esistere tesi preconfezionate.
    Io non sostengo che il clima stia facendo qualcosa… cerco solo di capire, attraverso l’osservazione e lo studio, e qualche tentativo di ragionare sui dati ottenuti, cosa stia facendo il clima, e perché.
    Cioè, sono i dati a guidare le mie opinioni, non una tesi precostituita.

    Per tornare all’ottimo articolo di Mariani, dice che a mettere troppe cose in mezzo, con le loro incertezze, finisce che non ci si ottiene nulla.
    Vero.
    Però io non dimenticherei che a non metterne quelle significative (che potremmo anche non averle tutte davvero individuate) otterremmo comunque qualcosa che in qualche modo si allontana dalla realtà.
    Come spesso accade, non c’è un decreto legge che ci rassicuri su cosa si possa trascurare e cosa no.
    Basta esserne consapevoli, anche nel momento di comunicare l’incertezza a un mondo mediatico che di incertezze non ne vuole e non le capisce.
    Che poi la mia impressione è che i parametri in gioco non siano lineari, ma si influenzino l’un l’altro.
    Per esempio, se i ghiacci si sciolgono, cambia anche l’albedo, ecc.
    Viviamo in un mondo un po’ troppo farfallone, per dirla alla Lorenz, dove il Sole non ci scalda la mattina alla stessa ora, e quindi scalda parti di mare e terra ogni volta un po’ diversi, giusto per dirne una. Un mondo che sembra statico a tanta gente, ma che si rivela alquanto mutevole ed imprevedibile. E che interagisce con il resto dell’universo.
    Tutto questo mi spingerebbe ad una estrema prudenza nel modellarlo e nel trarne conseguenze e incertezze.
    E tenete conto che ho solo scalfito il ragionamento che dovrei fare, ma che altri possono fare al posto mio, più competenti di me.

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    • Ringrazio Guido, Alessandro e Donato per i commenti molto pertinenti.
      Le considerazioni di Guido (a parte l’eccesso di fiducia nei miei confronti che sarei per punire severamente) mi portano ad evidenziare un aspetto che non avevo espresso nel mio commento e cioè che chi ha firmato il manifesto modella porzioni più o meno piccole (alias sottosistemi) del grande sistema climatico (anche Covid19 con il suo carico di lutti è alla fin fine una piccola porzione). Pertanto gli inviti alla prudenza che i firmatari esprimono dovrebbero essere rafforzati in modo rilevantissimo quando si passa, chessò, dal modellare la falda acquifera nella Yucca mountain a modellare tutte le falde del pianeta che debbono essere lette nei loro legami on il ciclo idrologico che a sua volta si inserisce nel ciclo dell’energia, interagisce con gli esseri viventi, ecc. ecc. E’ proprio nei modelli globali che invece la hubris esplode in modo incontenibile e ci si lancia in modellazioni che trascurano o sottovalutano gli inviti alla prudenza che i firmatari fanno.
      Circa gli esempi personali di cui parla Alessandro, in effetti a leggerlo appare un pò troppo asettico, anche se qualche accenno ad attività modellistiche condotte dagli autori c’è. Aggiungo che la forma manifesto ha questo tipo di limite, anche perché coinvolge esperti di settori molto diversi in un mondo che va sempre più specializzandosi e parcellizzandosi, per cui trovare qualcosa di comune su cui convergere firmando diventa oggettivamente difficile.
      Circa infine le riflessioni di Donato, si sente che sono frutto di un’esperienza personale molto profonda (come l’orco delle favole ho sentito “odore di carne umana” per dirla con lo storico francese Marc Bloch). Vorrei però che Donato provasse a spingere un pò oltre la sua riflessione in merito al come l’esperienza sul campo degli ingegneri potrebbe essere di ammaestramento ai fisici che sono coloro che facendo girare i modelli vincono il Nobel per la pace ma poi magari hanno qualche problema guardandosi in faccia mentre si fanno la barba al mattino….
      Se una domanda analoga la ponessero a me come agronomo risponderei che la complessità che cogli in un campo coltivato e in un di qualche centinaio di ettari ammaestrano molto nell’evitare l’eccesso di confidenza rispetto a schemi/modelli precostituti (di fronte a un fattore causale che agisce, la risposta che viene spesso da dare circa gli effetti è un “dipende” che dice tante cose…). Il limite degli agronomi è tuttavia quello di non essere culturalmente preparati a ragionare a macroscala e su questo nel mio piccolo ho cercato di fare qualcosa per rimediare ma con risultati del tutto marginali.

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