Algoritmo passepartout

Un'applicazione matematica per mettere a punto un dispositivo che, riducendo gli incidenti negli impianti di produzione, aiuta lo sviluppo sostenibile dell'industria chimica. Ma che trova applicazione anche in altri settori del tutto diversi, come la finanza e la logistica.

L'Università Carlo Cattaneo - LIUC ha la particolarità di possedere, oltre a quella di Giurisprudenza, due facoltà come Economia e Ingegneria che appartengono, in genere, a due tipologie di università diverse tra loro. Per Economia, si tratta di università di impronta umanistica, per Ingegneria l'impronta è quella tecnico-scientifica. L'idea di affiancare economia e ingegneria - due discipline che, nel settore della produzione industriale, viaggiano peraltro in parallelo - risale alla seconda metà dell'Ottocento, quando a Milano venne fondata la Società di incoraggiamento d'arti e mestieri. Nell'esperienza accademica, tuttavia, i due indirizzi di studio sono sempre rimasti indipendenti. I Politecnici hanno introdotto, da diversi anni, insegnamenti di economia e di organizzazione aziendale, particolarmente nei corsi di laurea di Ingegneria Gestionale ma, almeno nell'esperienza italiana, è soltanto la LIUC ad avere previsto, nel proprio impianto accademico, la com-presenza delle due Facoltà. Questa circostanza fa sì che la contaminazione tra discipline economiche e tecniche abbia luogo con estrema naturalezza per quanto riguarda la didattica e che, sul piano della ricerca, si sia dato vita ad un cenacolo di idee foriero di sviluppi altrove impensabili. Eccone un esempio.
Ricordate l'incidente all'Icmesa di Seveso? Era il 10 luglio 1976: una nube tossica contenente diossina fuoriesce dallo stabilimento chimico della cittadina brianzola e provoca conseguenze drammatiche per la salute dei cittadini. Dopo quell'episodio la Comunità Europea emana una Direttiva per scongiurarne il ripetersi negli impianti industriali definiti "a rischio di incidente rilevante". Le industrie devono adottare una serie di accorgimenti di prevenzione ma resta un pericolo incombente, che in verità riguarda non solo le grandi imprese (quelle cioè suscettibili di provocare disastri ecologici) ma anche quelle di modesta dimensione. E' il pericolo delle cosiddette "reazioni fuggitive", che sono una delle cause più frequenti di esplosione dei reattori chimici e che si verificano quando la velocità con cui si sviluppa il calore di reazione supera la velocità con cui questo può essere smaltito dal sistema di raffreddamento e si genera quindi un meccanismo tale per cui la temperatura della massa reagente aumenta con conseguente aumento della velocità di reazione e quindi dello sviluppo di calore. Solitamente, nelle prime fasi di questo meccanismo, quando cioè lo sviluppo di calore supera di poco la capacità di smaltimento, potrebbe ancora essere possibile riprendere il controllo del reattore con particolari misure d'emergenza. Come si può facilmente intuire, il problema interessa la moltitudine delle imprese chimiche, ma possono esservi interessate anche quelle delle materie plastiche e della gomma. Le esplosioni dovute a reazioni fuggitive sono, secondo la Stazione Sperimentale dei Combustibili di San Donato Milanese, alcune centinaia all'anno in Europa ed hanno pericolose conseguenze per persone, impianti ed ambiente.
La Comunità corre un'altra volta ai ripari e stanzia risorse per la ricerca. Così, centri di ricerca ed industrie chimiche di diversi paesi europei si sono uniti per sviluppare un dispositivo di prevenzione delle reazioni fuggitive. La collaborazione è stata possibile grazie al progetto Award (Advanced Warning and Runaway Disposal), finanziato nell'ambito del Quinto Programma Quadro.
Di particolare importanza è riuscire a rilevare l'inizio della fuga della reazione in tempo utile, prima che l'aumento della temperatura, con conseguente aumento di una pressione distruttiva, non siano più arrestabili. Il progetto Award , coordinato dall'Università di Manchester, mette a punto un dispositivo chiamato Ewds (Early Warning Disposal System), basato su un algoritmo sviluppato all'interno della Facoltà di Ingegneria della LIUC (in particolare da parte di Fernanda Strozzi, docente di analisi numerica e metodi matematici per l'ingegneria), in collaborazione con il Centro Comune di Ricerca di Ispra. Il dispositivo utilizza indicatori indipendenti dal processo considerato e fornisce tempestivamente un allarme quando il processo si avvicina a condizione pericolose, con un anticipo che varia da quindici minuti a 30 minuti a seconda della dimensione del reattore: sufficienti per intervenire per, come detto, riprendere il controllo del reattore, eventualmente bloccando la reazione chimica e impedendo così l'esplosione. Il dispositivo è stato testato prima in diversi laboratori di calorimetria: Università di Messina, Institut Quimic de Sarrià (Barcellona, Spagna) ed Università di Varsavia (Polonia), poi su impianti pilota negli Health and Safety Laboratories (Buxton, UK) ed infine su impianti industriali in Esteve Quimica (Spagna), Rohm & Haas Italia e Sanofi (Francia). Segibo, società d'Ingegneria di Bergamo, ha infine svolto l'attività di industrializzazione del dispositivo. Dalla collaborazione tra università e impresa è nato quindi un dispositivo che, riducendo gli incidenti negli impianti, aiuterà lo sviluppo sostenibile dell'industria chimica. Il passo successivo sarà quindi quello della diffusione di tale tecnologia, passo che la LIUC sta cercando di fare insieme al Politecnico di Milano, l'Università di Messina, la Stazione Sperimentale dei Combustibili e Federchimica.
Questo progetto ed il suo risultato dimostrano quanto la Facoltà di Ingegneria della LIUC, pur annoverando un corso di Ingegneria Gestionale, sia attenta alle ricerche suscettibili di essere tradotte in applicazioni industriali e testimonia ulteriormente il forte legame tra la LIUC e il mondo delle imprese. Ma come si diceva, c'è dell'altro.
Dalla stretta collaborazione tra docenti e ricercatori delle due Facoltà di Ingegneria e di Economia nascono idee innovative. Perché non sperimentare, ad esempio, l'algoritmo utilizzato per il dispositivo di sicurezza impiantistica anche in altri campi tipici dell'economia? In fondo, anche qui si verificano processi che presentano a volte aspetti di imprevedibilità. Ecco allora che la nuova metodologia è stata adattata per ottimizzare il trading nei mercati finanziari. La metodologia è stata applicata a serie temporali ad alta frequenza costituite dai cambi tra il dollaro e 18 altre monete considerando o meno i costi di transazione. I risultati sono in apparente contraddizione con l'ipotesi dei mercati efficienti che assume che non si possono estrarre informazioni sui futuri andamenti dei mercati analizzando i valori delle serie nel passato. Nell'analisi sviluppata dalla LIUC si dimostra che si possono ottenere guadagni medi del 25% se non si considerano i costi di transazione e di circa l'11% supponendo i costi di transazione pari a 0.2% per ogni transazione. E non è finita: dopo l'applicazione ai mercati finanziari - ricerca che è stata pubblicata in un Paper rintracciabile nel sito Internet dell'Università - i ricercatori di Castellanza sono al lavoro per verificare se l'algoritmo possa essere utilmente applicato anche ai flussi della Logistica.