Failure analysis: dalla modalità di guasto alla causa tecnica

Approfondimento · 13 settembre 2026

Superficie di frattura di un componente metallico con scala graduata: il punto di partenza di una failure analysis
Superficie di frattura di un componente metallico con scala graduata: il punto di partenza di una failure analysis

La failure analysis è l'indagine che ricostruisce perché un componente, un materiale o un sistema ha ceduto. Non si ferma a descrivere come si è rotto: separa il sintomo, la modalità di guasto, il meccanismo fisico che l'ha prodotta e la causa che ha attivato quel meccanismo. La distinzione conta perché la stessa frattura può nascere da un errore di progetto, da un materiale non conforme, da un montaggio sbagliato o da un uso fuori specifica, con responsabilità diverse. In una controversia il valore dell'analisi sta nella catena di evidenze che collega ogni passaggio, nella sequenza corretta delle prove e nella dichiarazione onesta di quanto la conclusione è sostenuta dai dati.

Schema della failure analysis: dal sintomo alla modalità di guasto, al meccanismo e alla causa radice
Schema della failure analysis: dal sintomo alla modalità di guasto, al meccanismo e alla causa radice

Che cos'è la failure analysis

La failure analysis, in italiano analisi del guasto o analisi delle cause di cedimento, è un processo tecnico strutturato. Parte da un oggetto che non ha fatto quello che doveva fare, un albero spezzato, una saldatura aperta, un cuscinetto grippato, una tubazione perforata, e risale a ritroso fino alla condizione che ha reso il guasto possibile.

Nell'industria serve soprattutto a evitare che il guasto si ripeta. Nell'ingegneria forense serve a qualcosa di più specifico: produrre una ricostruzione causale che regga al confronto con un'altra parte tecnica, con un Consulente Tecnico d'Ufficio e con un decisore che non è ingegnere. Le domande sono le stesse; cambia il livello di documentazione richiesto, perché ogni passaggio potrà essere contestato.

Il campo è ampio: componenti meccanici, strutture, impianti, materiali metallici e polimerici, apparecchiature elettriche. La logica dell'indagine è però comune, ed è quella descritta qui con esempi volutamente astratti: nessuno dei casi citati è un incarico reale.

Modalità di guasto e causa: due cose diverse

Il punto di metodo più importante si può riassumere in una formula: la modalità di guasto non è la causa. In inglese, failure mode non è root cause. Conviene nominare i quattro livelli uno per uno.

Un esempio astratto chiarisce la differenza. Un albero di trasmissione generico si spezza in corrispondenza di uno spallamento. La modalità è la frattura. L'esame della superficie indica un meccanismo di fatica: la rottura è cresciuta lentamente, ciclo dopo ciclo, prima del cedimento finale. Ma la fatica non è ancora una causa. La causa può essere un intaglio geometrico previsto male dal progetto, una finitura superficiale peggiore di quella prescritta, un disallineamento introdotto al montaggio, un carico che nessun documento aveva previsto. Ognuna di queste cause porta a una responsabilità diversa. Fermarsi a «rottura per fatica» significa non aver risposto alla domanda che conta nella controversia.

La tabella seguente raccoglie, in forma semplificata, le corrispondenze più comuni tra modalità, meccanismi ed evidenze che li distinguono. È uno strumento di orientamento, non una chiave automatica: ogni caso va verificato sulle proprie evidenze.

Modalità di guasto Meccanismi tipici Evidenze che li distinguono
Frattura Fatica; sovraccarico duttile; frattura fragile; tensocorrosione; infragilimento da idrogeno Fatica: superficie liscia con linee di propagazione concentriche e zona finale rugosa; duttile: deformazione plastica visibile, aspetto fibroso; fragile: superficie piana e brillante, poca deformazione, segni a chevron che puntano all'origine; tensocorrosione: cricche ramificate con prodotti di corrosione
Deformazione permanente Snervamento per sovraccarico; scorrimento viscoso ad alta temperatura; instabilità (buckling) Sovraccarico: geometria alterata senza rottura, coerente con la direzione del carico; scorrimento: allungamento lento, cavità ai bordi dei grani, storia termica documentata; instabilità: ondulazioni o piegamenti su elementi snelli
Usura Adesiva; abrasiva; per fatica superficiale; per sfregamento (fretting) Adesiva: trasferimento di materiale tra le superfici; abrasiva: solchi paralleli e particelle dure; fatica superficiale: crateri e sfaldature (pitting) su piste e denti; fretting: ossidi scuri in zone di micro-movimento
Corrosione Generalizzata; localizzata (pitting, interstiziale); galvanica; sotto sforzo Distribuzione del danno, morfologia degli attacchi, natura dei prodotti di corrosione, presenza di coppie di metalli diversi, ambiente chimico documentato
Guasto elettrico Sovracorrente; arco; degrado dell'isolamento; connessione allentata Segni di fusione localizzata, tracce di arco, colorazioni da surriscaldamento, resistenza di contatto, dati di protezioni e registrazioni

Raccolta e preservazione delle evidenze

Nessuna analisi vale più delle evidenze su cui si basa. Il primo errore, e il più irreparabile, è compromettere il reperto prima che qualcuno lo abbia esaminato.

Alcune regole valgono fin dal primo momento. Le superfici di frattura non si puliscono, non si toccano con le dita, non si riaccostano tra loro: il contatto tra le due metà cancella i dettagli che permettono di riconoscere il meccanismo. I componenti si conservano nello stato in cui si trovavano, protetti dall'umidità e da ulteriori danni. Si fotografano prima di rimuoverli, con un riferimento metrico e con inquadrature che mostrino la posizione rispetto al sistema. Le parti accoppiate, i frammenti secondari, i residui e i fluidi possono contare quanto il pezzo principale.

Sul piano documentale servono disegni e specifiche di progetto, certificati dei materiali, procedure di fabbricazione e di controllo, registri di esercizio e di manutenzione, allarmi e log se il sistema li registra, dichiarazioni di chi era presente. Questo insieme di dati permette di confrontare ciò che il componente doveva essere con ciò che era.

Esistono pratiche tecniche internazionali che formalizzano questi passaggi. ASTM E1188 tratta la raccolta e la conservazione di informazioni e oggetti fisici da parte dell'investigatore tecnico, in vista di un possibile contenzioso. ASTM E860 tratta l'esame e la preparazione di oggetti che sono o potrebbero diventare oggetto di causa, con particolare attenzione ai casi in cui una prova modificherà in modo irreversibile lo stato del reperto. Il principio che ne deriva è semplice: documentare tutto prima di alterare qualcosa. A questo, come regola di prudenza nostra e non prescrizione delle norme citate, aggiungiamo la pianificazione delle prove dalla meno alla più invasiva e l'informazione preventiva di chi ha interesse a partecipare. Il tema è approfondito nell'articolo sulla preservazione delle evidenze dopo un sinistro.

Analisi visiva, documentale, strumentale e di laboratorio

La failure analysis procede per livelli. Ogni livello aggiunge informazione, costa di più e, dal terzo in poi, può alterare il reperto: si esaurisce il reversibile prima di passare all'irreversibile.

Livello Che cosa comprende Che cosa può dire Che cosa non può dire Effetto sul reperto
1. Visiva Osservazione a occhio nudo e con lente, fotografia, rilievo dimensionale, confronto tra le parti Posizione dell'origine, direzione di propagazione, presenza di deformazioni, anomalie evidenti Composizione del materiale, microstruttura, valori di resistenza Nessuno
2. Documentale Progetto, specifiche, certificati, procedure, registri di esercizio e manutenzione, storia del componente Che cosa era previsto, che cosa è stato dichiarato, quali condizioni di esercizio erano note Che cosa è realmente accaduto sul pezzo Nessuno
3. Strumentale non distruttiva Controlli non distruttivi: liquidi penetranti, magnetoscopia, ultrasuoni, radiografia, termografia; misure di durezza superficiale; rilievi con strumenti Difetti interni o sotto la superficie, cricche non visibili, disomogeneità, anomalie termiche Il meccanismo microscopico, la composizione chimica Minimo, se eseguita correttamente
4. Laboratorio Frattografia al microscopio, esami metallografici in sezione, analisi chimica, prove meccaniche su provini, prove di simulazione Il meccanismo di guasto, la conformità del materiale, la microstruttura, i valori di resistenza effettivi Da sola, la causa organizzativa o di esercizio Distruttivo: va pianificato e condiviso

Due precisazioni. La prima: il livello documentale non è meno importante di quello di laboratorio. In molte controversie la causa non emerge dal microscopio ma dal confronto tra un certificato di materiale e una prova di durezza, o tra un piano di manutenzione e un registro che non lo rispetta. La seconda: i controlli non distruttivi hanno valore se chi li esegue è qualificato. Il riferimento per la qualificazione e la certificazione del personale addetto alle prove non distruttive è la norma UNI EN ISO 9712, che copre tra gli altri metodi anche la termografia. In Ingegneria Forense TOP l'Ing. Fabrizio Salamano dichiara la certificazione di termografo UNI EN ISO 9712 di livello 2, come riportato nel profilo dello studio.

Sequenza dei livelli di analisi della failure analysis: visiva, documentale, strumentale e di laboratorio
Sequenza dei livelli di analisi della failure analysis: visiva, documentale, strumentale e di laboratorio

Costruzione delle ipotesi causali

Raccolte le evidenze e riconosciuto il meccanismo, si passa alla domanda «perché». Qui il metodo deve difendersi dal rischio più comune: scegliere la prima spiegazione plausibile e cercare solo le conferme.

Il modo corretto è formulare tutte le ipotesi ragionevoli e sottoporle alle evidenze. Uno strumento utile è l'albero dei guasti (fault tree): in cima l'evento di cedimento, sotto i rami delle possibili cause, di norma raggruppate in famiglie ricorrenti. Progetto: geometria, calcolo, materiale, tolleranze. Materiale: conformità, difetti interni, trattamenti. Processo: lavorazione, saldatura, montaggio, controlli. Esercizio: carichi, temperature, ambiente. Manutenzione: intervalli, lubrificazione, riparazioni. Ogni ramo si sviluppa finché si arriva a condizioni verificabili.

Albero dei guasti stilizzato: dall'evento di cedimento ai rami progetto, materiale, processo, esercizio e manutenzione
Albero dei guasti stilizzato: dall'evento di cedimento ai rami progetto, materiale, processo, esercizio e manutenzione

La norma IEC 62740:2015 descrive i principi della root cause analysis e i passi che un processo di analisi dovrebbe comprendere, con una rassegna delle tecniche disponibili e dei loro limiti. Al di là della tecnica scelta, contano tre regole. Ogni ipotesi deve essere formulata in modo da poter essere smentita da un'evidenza. Ogni evidenza va classificata come compatibile, incompatibile o non discriminante rispetto a ciascuna ipotesi. Un'ipotesi si accetta solo quando è compatibile con tutte le evidenze e le alternative sono incompatibili con almeno una, non quando semplicemente «torna».

Le cause spesso sono più di una. Una cricca di fatica può nascere da un intaglio di progetto e crescere più in fretta per un carico di esercizio superiore al previsto. In questo caso la ricostruzione deve pesare il contributo di ciascun fattore, senza appiattirlo su un'unica responsabilità. Il ragionamento sul concorso di cause è trattato nell'articolo sul nesso causale tecnico.

Confronto con progetto, specifiche, esercizio e manutenzione

L'ultimo passaggio analitico consiste nel confrontare il componente reale con quello previsto, su quattro assi.

Questo confronto trasforma un'ipotesi tecnica in un'affermazione documentabile. «La frattura è di fatica» è un'osservazione. «La frattura è di fatica e ha avuto origine in un raggio di raccordo di 0,5 mm dove il disegno prescriveva 2 mm» è un'affermazione che collega meccanismo, evidenza e scostamento dal progetto, e che un'altra parte può verificare misurando lo stesso pezzo. L'esempio è astratto; la struttura logica è quella richiesta a ogni conclusione.

Lo stesso schema si applica ai cedimenti edilizi, dove il confronto è tra progetto, capitolato, posa e uso: ne parliamo nell'articolo su vizi e difetti costruttivi.

Limiti e livelli di confidenza

Una failure analysis onesta dichiara quanto la sua conclusione è sostenuta. Non tutte arrivano allo stesso punto: reperto alterato, documentazione di esercizio mancante, due ipotesi ugualmente compatibili con i dati.

Per rendere esplicito questo aspetto usiamo una scala a quattro livelli. È una convenzione di lavoro di Ingegneria Forense TOP, non una scala normata, e va letta come tale.

Livello Significato Condizione
Accertato La causa è individuata Più evidenze indipendenti convergono; ogni ipotesi alternativa è incompatibile con almeno un'evidenza; il ragionamento è riproducibile da un altro tecnico
Probabile La causa è la spiegazione più compatibile Le evidenze principali la sostengono; resta un dato mancante o una prova non eseguibile; le alternative sono meno compatibili ma non escluse
Possibile La causa non è esclusa Compatibile con le evidenze ma non sostenuta da elementi specifici; almeno un'altra ipotesi è altrettanto compatibile
Non determinabile Le evidenze non permettono di scegliere Reperto alterato, dati assenti, prove decisive non eseguibili; si documenta ciò che si può escludere

Dichiarare «probabile» invece di «accertato» non indebolisce il rapporto: lo rende difendibile. Nel contraddittorio, una conclusione dichiarata più forte di quanto i dati permettano viene smontata sul primo dato mancante. Una conclusione calibrata è più difficile da smontare e sposta il confronto su ciò che le evidenze effettivamente dicono.

Anche il rapporto scritto ha un riferimento: ASTM E620 definisce quali informazioni deve contenere il rapporto di opinione di un esperto tecnico su oggetti che sono o potrebbero diventare materia di causa, perché sia comprensibile al destinatario e concentrato sugli aspetti tecnici pertinenti. Il principio è coerente con il nostro modo di lavorare: dati osservati, inferenze e limiti vanno tenuti separati e riconoscibili, come descritto nel Metodo TOP.

Supporto alla controversia

Per chi affronta una controversia, avvocato, impresa, compagnia di assicurazione, la failure analysis è utile in tre momenti.

Prima che il contenzioso si formalizzi, aiuta a decidere che cosa conservare, quali prove eseguire e con quale sequenza, e se la tesi che si vorrebbe sostenere regge sui dati. È il momento in cui gli errori costano meno e le opzioni sono più aperte.

Durante le operazioni peritali, il Consulente Tecnico di Parte con competenza di failure analysis può seguire le prove disposte dal Consulente Tecnico d'Ufficio, proporre esami aggiuntivi, verificare che la sequenza rispetti la reversibilità e formulare osservazioni sul piano tecnico. Sulle domande da porre al consulente d'ufficio: quesito tecnico per la CTU.

Dopo, quando esiste già una relazione tecnica, serve a verificarne dati, metodo e conclusioni: evidenze raccolte correttamente, meccanismo riconosciuto, ipotesi alternative escluse e non solo ignorate, livello di confidenza coerente con i dati.

In tutti e tre i casi il consulente resta sul piano tecnico; la strategia processuale appartiene al difensore. Il nostro compito è fornire elementi tecnici verificabili, come descritto nella pagina dedicata al supporto tecnico per gli studi legali.

Checklist: prima di affidare una failure analysis

Se il caso riguarda un cedimento e le domande sopra non hanno ancora una risposta, è il momento giusto per un confronto tecnico. Sottoponi un caso.

Fonti e riferimenti

Domande frequenti

Che cos'è la failure analysis?

È l'indagine tecnica che ricostruisce perché un componente, un materiale o un sistema ha smesso di funzionare come previsto. Parte dalle evidenze fisiche e documentali, individua la modalità e il meccanismo di guasto e risale alla causa che li ha innescati. In ambito forense l'obiettivo non è solo evitare che il guasto si ripeta, ma fornire una ricostruzione verificabile e sostenibile nel contraddittorio.

Qual è la differenza tra modalità di guasto e causa radice?

La modalità di guasto descrive come il componente ha ceduto: frattura, deformazione, usura, corrosione. La causa radice spiega perché quel meccanismo si è attivato: un errore di progetto, un materiale non conforme, un difetto di processo, un uso fuori specifica o una manutenzione mancata. La stessa modalità può derivare da cause diverse, con responsabilità diverse: confonderle è l'errore più frequente.

Quali evidenze servono per una failure analysis attendibile?

Il componente ceduto e, se possibile, le parti accoppiate, conservati nello stato in cui si trovavano al momento del guasto; fotografie con riferimento metrico; disegni, specifiche e certificati dei materiali; dati di esercizio e registri di manutenzione; testimonianze sulle condizioni al momento del cedimento. Le superfici di frattura non vanno pulite né riaccostate.

Le prove distruttive possono compromettere la controversia?

Possono farlo se eseguite senza che le altre parti interessate siano state informate e messe in condizione di partecipare. Una prova distruttiva modifica per sempre il reperto. Per questo le pratiche tecniche di riferimento (come ASTM E860) prevedono di documentare lo stato del reperto prima di ogni intervento irreversibile; pianificare la sequenza delle prove dalla meno alla più invasiva e informare per tempo le parti interessate è la regola di prudenza che ne consegue.

Quanto è affidabile la conclusione di una failure analysis?

Dipende dalla quantità e dalla coerenza delle evidenze. Nella scala di lavoro che adottiamo, una conclusione può essere accertata, quando più evidenze indipendenti convergono ed escludono le alternative; probabile, quando è la spiegazione più compatibile ma resta qualche dato mancante; possibile, quando non contraddice i dati ma non li spiega da sola. Un rapporto tecnico serio dichiara il livello raggiunto e i motivi.

La failure analysis serve anche prima di una causa?

Sì, ed è spesso il momento più utile. Prima che il contenzioso si formalizzi si può decidere quali reperti conservare, quali prove eseguire e con quale sequenza, e capire se la tesi che si intende sostenere regge sui dati. Il consulente tecnico lavora sul piano tecnico; le scelte processuali restano al difensore.