Prima della pausa: studio israeliano scopre una fase nascosta di fallimento

Di Pesach Benson e Omer Novoselsky • 9 settembre 2026

Gerusalemme, 9 settembre 2026 (TPS-IL) — Un nuovo studio condotto da ricercatori israeliani e internazionali potrebbe eventualmente aiutare gli ingegneri a rilevare quando i materiali iniziano a cedere, prima che una crepa visibile li squarci improvvisamente.

I ricercatori hanno scoperto che le fratture possono iniziare con minuscole regioni danneggiate che si espandono lentamente prima di trasformarsi in una crepa in rapida crescita. La scoperta potrebbe offrire agli ingegneri un modo potenziale per identificare i cedimenti in via di sviluppo in anticipo. Lo stesso meccanismo potrebbe anche far luce su come iniziano i terremoti, sebbene il rilevamento di questi precursori a movimento lento rimanga una sfida importante.

Lo studio è stato guidato da Yuval Paz e dal Prof. Jay Fineberg del Racah Institute of Physics dell’Università Ebraica di Gerusalemme, insieme a Meng Wang del Beijing Institute of Technology e Mokhtar Adda-Bedia del CNRS/ENS de Lyon.

All’occhio umano, il vetro o la plastica possono sembrare rompersi istantaneamente. Ma gran parte del processo di frattura avviene prima della rottura finale. Sotto stress sufficiente, si forma una minuscola regione danneggiata all’interno del materiale e, anziché diventare immediatamente una crepa, si espande lentamente verso l’esterno.

“Il nostro studio unisce 3 domande separate che sono importanti per le persone che studiano i materiali, la loro stabilità e resistenza”, ha detto Fineberg a The Press Service of Israel.

Gli scienziati hanno a lungo compreso come si comportano le crepe una volta che iniziano a muoversi rapidamente, ma spiegare come inizia una crepa è stato più difficile. Lo studio fornisce una spiegazione meccanica per questa fase iniziale, che gli scienziati chiamano “creep”.

“Se ci pensate, questo è il modo naturale in cui un difetto in un materiale dovrebbe sempre formarsi”, ha spiegato Fineberg a TPS-IL.

I ricercatori hanno cercato di capire come un piccolo difetto, inizialmente molto più piccolo del materiale stesso, cresca fino a tagliarlo completamente. I loro esperimenti hanno dimostrato che la regione danneggiata si espande estremamente lentamente, a velocità che vanno da micron a millimetri al secondo, e rappresenta almeno il 75% dell’intero processo di frattura.

La transizione critica avviene quando la regione danneggiata raggiunge lo spessore completo del materiale.

“La zona si cambia essenzialmente la sua ‘topologia’ quando taglia infine lo spessore del materiale”, ha detto Fineberg.

In termini più semplici, la regione danneggiata inizia come una piccola zona che si espande lungo i suoi bordi. Una volta che taglia completamente il materiale, diventa una crepa convenzionale. A quel punto, la crepa richiede molta meno energia per continuare a crescere e può accelerare rapidamente.

Da Difetto a Frattura

I ricercatori hanno anche scoperto che le fratture possono iniziare a dimensioni molto più piccole di quanto previsto dalla teoria tradizionale della frattura: circa 0,1 millimetri, rispetto a una dimensione critica tradizionale, nota come lunghezza di Griffith, di circa 1 millimetro.

La scoperta suggerisce che lo stress che agisce su un materiale, così come le dimensioni e la geometria di un difetto esistente, giocano un ruolo nel determinare quando inizia una frattura.

“La base sottostante della teoria è interamente generale ed è semplicemente legata alla geometria dei difetti o delle crepe”, ha detto Fineberg a TPS-IL. “La forza della nostra teoria risiede nella sua semplicità. Abbiamo semplicemente tenuto conto correttamente dell’influenza della geometria della crepa.”

Le scoperte potrebbero anche offrire spunti sui terremoti, che si verificano quando le tensioni lungo le faglie superano le forze che tengono in posizione le placche tettoniche, causando lo scivolamento improvviso delle placche.

“Poiché la dinamica dei terremoti e il processo di frattura sono (matematicamente) gli stessi, le nostre scoperte predicono come dovrebbero comportarsi i precursori dei terremoti”, ha detto Fineberg a TPS-IL.

Le scoperte dei ricercatori suggeriscono che una rottura sismica potrebbe iniziare in modo simile con una regione in lenta espansione prima di accelerare improvvisamente. Fineberg ha detto che il suo team ha precedentemente osservato una transizione simile nella ricerca sull’attrito.

Le scoperte non significano che gli scienziati possano attualmente prevedere i terremoti o determinare esattamente quando un materiale cederà. La sfida principale è rilevare queste regioni a movimento lento prima che si verifichi un cedimento catastrofico.

“Poiché sono così lente, non fanno alcun ‘rumore’ mentre si espandono”, ha detto Fineberg a TPS-IL, rendendole difficili da rilevare tramite segnali sonori o sismici.

Se i ricercatori riusciranno infine a sviluppare modi affidabili per rilevare questi precursori, le scoperte potrebbero avere applicazioni pratiche.

“Se avremo successo, potremmo essere in grado di estendere la vita utile dei materiali o, nel caso dei terremoti, di fornire un allarme precoce sulla loro insorgenza”, ha detto Fineberg a TPS-IL.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista peer-reviewed Physical Review Letters.