Post del 01 Agosto 2018
Il termine “catena di eventi catastrofici” solitamente si applica per quei fenomeni che portano a dei blackout alle reti elettriche oppure per le reti informatiche (dalle LAN aziendali ad Internet).
Una “catena di eventi catastrofici” (da adesso definita come CEC) è da distinguere da un singolo evento disastroso che procura un danneggiamento esteso ad un sistema complesso. Prendiamo come esempio l’Undici Settembre. Nel giro di poche ore tutti i sistemi essenziali della città di New York (e non solo) sono stati posti sotto un’enorme stress, ma poi –addirittura nel giro di giorni- i sistemi essenziali sono ripartiti grazie al lavoro incessante di coloro che dovevano riportare in funzione questi sistemi. Quindi un disastro, per quanto gigantesco nei suoi effetti, se limitato nel tempo e nello spazio, permette di poter utilizzare meccanismi di compensazione per poter porre rimedio ai danni provocati.
Una CEC invece è una serie di eventi, contemporanei, che si protraggono nel tempo e degradano inesorabilmente le componenti di un sistema complesso. In una CEC non è possibile mobilitare tutte le risorse disponibili per compensare i suoi effetti perché il sistema viene compromesso a più livelli contemporaneamente. Un esempio lo si può avere nel blackout del 28 settembre 2003 in cui la CEC fu dovuta ad una serie di eventi innescati dalla scarica verso terra tramite un albero eccessivamente vicino della linea Svizzera ad alta tensione alle ore 03:01. Il carico si redistribuì automaticamente sulle altre linee, che a loro volta andarono oltre i limiti di sicurezza e s’interruppero. In particolare l'unica altra linea da cui l'Italia importa corrente elettrica dalla Svizzera, tramite il passo del San Bernardino si bloccò perché l'allungamento dei conduttori per dilatazione termica causata da correnti elevate determinò l'apertura degli interruttori di protezione e non risultò possibile reinserirla. Si innescò così una reazione a catena che nel giro di circa due minuti e mezzo mandò fuori uso l'intero sistema elettrico italiano. L’energia elettrica sul territorio nazionale fu ripristinata a macchie di leopardo verso le ore 9 del mattino e completamente solo alle 22 del giorno stesso e centinaia di tecnici ENEL dovettero lavorare ininterrottamente per le successive quarantotto ore per riportare la situazione alla normalità. Ovviamente si registrarono grandissimi disagi per la popolazione e per fortuna che questa CEC accadde di domenica. In ogni caso solo gli ospedali dotati di gruppi elettrogeni funzionanti furono in grado di mantenere attivi i servizi di emergenza e ci furono molti problemi in quelle aziende alimentari basate sulla lavorazione del cibo rispettando la “catena del freddo”. Venendo a mancare l’energia elettrica si generò per qualche ora un esempio di degradazione totale dei sistemi complessi quale è una città. Se il blackout si fosse protratto per più di trentasei ore ci sarebbero state le prime vittime tra la popolazione per motivi di varia natura. Da banali incidenti agli incroci per mancanza di regolazione semaforica/illuminazione stradale, fino ad isolati episodi di isteria collettiva da stress.
Un Sistema Complesso Interconnesso è, per definizione, molto fragile. Nonostante in fase di progetto possano essere stati previsti dei sistemi di backup per affrontare l'eventuale degradazione di alcuni suoi componenti, è pur sempre soggetto a perdere di prestazioni alla minima sollecitazione esterna.
Una città è un modello sistemistico complesso che di fatto non ha procedure di backup molto efficienti. Un Sistema Complesso Interconnesso di una città può essere rappresentato come nella Figura 1, ovvero un insieme di elementi di un grafo differenti tra loro e collegati con numerosi tipi di relazioni. Quando le relazioni sono normalmente funzionanti, il sistema si comporta in maniera normale e risponde agli input in modo appropriato. Se prendiamo ad esempio una città possiamo dire che i trasporti pubblici funzionano, energia e acqua sono normalmente erogati, il servizio di raccolta e smaltimento rifiuti è attivo, i servizi sanitari sono attivi come anche i servizi di Pubblica Sicurezza etc...etc...
Per un qualsiasi motivo si genera una CEC e alcuni componenti contemporaneamente sono sotto stress e smettono di erogare i propri servizi agli altri elementi del sistema con la stessa efficienza. Questo comporta una perdita di efficienza per l'intero sistema e gli elementi più periferici e/o con minori connessioni ridondanti diventano instabili (Figura 2).
Il carico di lavoro si sposta dai nodi instabili ai nodi rimasti con maggiori connessioni compromettendone l'efficienza. Il Sistema attiva delle risorse per ripristinare le relazioni tra i componenti. Le risorse consumano energia e tempo. Nel caso di una città immaginiamo uno scenario come quello in cui N cellule terroristiche compiono numerosi attacchi simultanei in diversi luoghi. Questo evento avrebbe ripercussioni sul traffico cittadino, sugli ospedali, sull'erogazione di servizi delle zone colpite dagli attacchi che verrebbero isolate e la concentrazione di servizi di emergenza in luoghi specifici distogliendoli da altre attività in corso.
Se la CEC è prolungata nel tempo (per un tempo superiore di quello disponibile per le risorse dedicate alla rigenerazione dei servizi) le relazioni tra gli elementi si degradano a tal punto da non essere più ripristinabili e scompaiono, indebolendo l'elemento fino a portare al suo isolamento totale e quindi alla sua cancellazione dal Sistema. A fine dell'emergenza il Sistema si ritroverà solo con alcuni elementi attivi, ovvero coloro che prima della CEC avevano più relazioni ridondanti (Figura 3).
Se prendiamo sempre una città come esempio possiamo immaginare uno scenario di un evento sismico di notevole intensità che distrugge permanentemente alcune funzioni chiave (acquedotti, sistema elettrico, ospedali) nel caso si prenda in considerazione la distruzioni di strutture fisiche, oppure una pandemia dove vengono a mancare in massa le persone preposte alla quotidiana funzione e manutenzione delle strutture di base.
Nel prossimo post esamineremo lo scenario di una pandemia che innesca una CEC.
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Il termine “catena di eventi catastrofici” solitamente si applica per quei fenomeni che portano a dei blackout alle reti elettriche oppure per le reti informatiche (dalle LAN aziendali ad Internet).
Una “catena di eventi catastrofici” (da adesso definita come CEC) è da distinguere da un singolo evento disastroso che procura un danneggiamento esteso ad un sistema complesso. Prendiamo come esempio l’Undici Settembre. Nel giro di poche ore tutti i sistemi essenziali della città di New York (e non solo) sono stati posti sotto un’enorme stress, ma poi –addirittura nel giro di giorni- i sistemi essenziali sono ripartiti grazie al lavoro incessante di coloro che dovevano riportare in funzione questi sistemi. Quindi un disastro, per quanto gigantesco nei suoi effetti, se limitato nel tempo e nello spazio, permette di poter utilizzare meccanismi di compensazione per poter porre rimedio ai danni provocati.
Una CEC invece è una serie di eventi, contemporanei, che si protraggono nel tempo e degradano inesorabilmente le componenti di un sistema complesso. In una CEC non è possibile mobilitare tutte le risorse disponibili per compensare i suoi effetti perché il sistema viene compromesso a più livelli contemporaneamente. Un esempio lo si può avere nel blackout del 28 settembre 2003 in cui la CEC fu dovuta ad una serie di eventi innescati dalla scarica verso terra tramite un albero eccessivamente vicino della linea Svizzera ad alta tensione alle ore 03:01. Il carico si redistribuì automaticamente sulle altre linee, che a loro volta andarono oltre i limiti di sicurezza e s’interruppero. In particolare l'unica altra linea da cui l'Italia importa corrente elettrica dalla Svizzera, tramite il passo del San Bernardino si bloccò perché l'allungamento dei conduttori per dilatazione termica causata da correnti elevate determinò l'apertura degli interruttori di protezione e non risultò possibile reinserirla. Si innescò così una reazione a catena che nel giro di circa due minuti e mezzo mandò fuori uso l'intero sistema elettrico italiano. L’energia elettrica sul territorio nazionale fu ripristinata a macchie di leopardo verso le ore 9 del mattino e completamente solo alle 22 del giorno stesso e centinaia di tecnici ENEL dovettero lavorare ininterrottamente per le successive quarantotto ore per riportare la situazione alla normalità. Ovviamente si registrarono grandissimi disagi per la popolazione e per fortuna che questa CEC accadde di domenica. In ogni caso solo gli ospedali dotati di gruppi elettrogeni funzionanti furono in grado di mantenere attivi i servizi di emergenza e ci furono molti problemi in quelle aziende alimentari basate sulla lavorazione del cibo rispettando la “catena del freddo”. Venendo a mancare l’energia elettrica si generò per qualche ora un esempio di degradazione totale dei sistemi complessi quale è una città. Se il blackout si fosse protratto per più di trentasei ore ci sarebbero state le prime vittime tra la popolazione per motivi di varia natura. Da banali incidenti agli incroci per mancanza di regolazione semaforica/illuminazione stradale, fino ad isolati episodi di isteria collettiva da stress.
Un Sistema Complesso Interconnesso è, per definizione, molto fragile. Nonostante in fase di progetto possano essere stati previsti dei sistemi di backup per affrontare l'eventuale degradazione di alcuni suoi componenti, è pur sempre soggetto a perdere di prestazioni alla minima sollecitazione esterna.
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| Figura 1 |
Una città è un modello sistemistico complesso che di fatto non ha procedure di backup molto efficienti. Un Sistema Complesso Interconnesso di una città può essere rappresentato come nella Figura 1, ovvero un insieme di elementi di un grafo differenti tra loro e collegati con numerosi tipi di relazioni. Quando le relazioni sono normalmente funzionanti, il sistema si comporta in maniera normale e risponde agli input in modo appropriato. Se prendiamo ad esempio una città possiamo dire che i trasporti pubblici funzionano, energia e acqua sono normalmente erogati, il servizio di raccolta e smaltimento rifiuti è attivo, i servizi sanitari sono attivi come anche i servizi di Pubblica Sicurezza etc...etc...
Per un qualsiasi motivo si genera una CEC e alcuni componenti contemporaneamente sono sotto stress e smettono di erogare i propri servizi agli altri elementi del sistema con la stessa efficienza. Questo comporta una perdita di efficienza per l'intero sistema e gli elementi più periferici e/o con minori connessioni ridondanti diventano instabili (Figura 2).
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| Figura 2 |
Il carico di lavoro si sposta dai nodi instabili ai nodi rimasti con maggiori connessioni compromettendone l'efficienza. Il Sistema attiva delle risorse per ripristinare le relazioni tra i componenti. Le risorse consumano energia e tempo. Nel caso di una città immaginiamo uno scenario come quello in cui N cellule terroristiche compiono numerosi attacchi simultanei in diversi luoghi. Questo evento avrebbe ripercussioni sul traffico cittadino, sugli ospedali, sull'erogazione di servizi delle zone colpite dagli attacchi che verrebbero isolate e la concentrazione di servizi di emergenza in luoghi specifici distogliendoli da altre attività in corso.
Se la CEC è prolungata nel tempo (per un tempo superiore di quello disponibile per le risorse dedicate alla rigenerazione dei servizi) le relazioni tra gli elementi si degradano a tal punto da non essere più ripristinabili e scompaiono, indebolendo l'elemento fino a portare al suo isolamento totale e quindi alla sua cancellazione dal Sistema. A fine dell'emergenza il Sistema si ritroverà solo con alcuni elementi attivi, ovvero coloro che prima della CEC avevano più relazioni ridondanti (Figura 3).
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| Figura 3 |
Se prendiamo sempre una città come esempio possiamo immaginare uno scenario di un evento sismico di notevole intensità che distrugge permanentemente alcune funzioni chiave (acquedotti, sistema elettrico, ospedali) nel caso si prenda in considerazione la distruzioni di strutture fisiche, oppure una pandemia dove vengono a mancare in massa le persone preposte alla quotidiana funzione e manutenzione delle strutture di base.
Nel prossimo post esamineremo lo scenario di una pandemia che innesca una CEC.
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