O que é uma falha em cascata?

Uma falha em cascata é uma condição dos sistemas interconectados quando a falha de uma parte ou componente pode levar a uma falha em áreas relacionadas do sistema que se propagam até o ponto de uma falha geral dos sistemas. Existem muitos tipos de eventos de falha em cascata que podem ocorrer em sistemas naturais e artificiais, desde sistemas elétricos e de computador até sistemas políticos, econômicos e ecológicos. O campo de pesquisa conhecido como Ciência da Complexidade tenta definir as causas da raiz de tais falhas, a fim de construir em salvaguardas que possam impedi-las no futuro. Um exemplo disso ocorreu em 1996 nos Estados Unidos, quando uma linha de energia no estado de Oregon falhou e desencadeou uma falha maciça da grade elétrica por toda parteOs estados do oeste dos EUA e o Canadá, afetando entre 4.000 e 10.000.000 de clientes. Quando a linha de transmissão falhou, fez com que a rede elétrica regional se dividisse em ilhas de transmissão separadas, que não foram capazes de lidar com o aumento da carga e depois também falharam, levando ao colapso de todo o sistema. Uma falha em cascata semelhante ocorreu no estado americano do meio-oeste de Ohio em 2003, o que levou ao maior apagão elétrico da história dos EUA.

Freqüentemente, uma falha em cascata envolve vários sistemas que falham devido ao efeito borboleta, onde um evento aparentemente muito pequeno ondula para produzir um muito maior. Um exemplo disso é o acidente de uma aeronave DC-10 sobre Paris, França, em 1974, matando todos a bordo. Uma investigação posterior sobre a causa do acidente revelou que uma porta do compartimento de carga não havia sido presa corretamente. O homem mais diretamente responsável por este rEputadamente não sabia ler inglês e, portanto, não foi capaz de ler as instruções de como prender corretamente a porta.

O design técnico da porta de carga permitiu que ela fosse fechada sem que as travas fossem totalmente engajadas. À medida que a aeronave subia a 3.962 metros, a pressão interna fez com que a porta cedesse, e a descompressão explosiva ao redor da porta ao explodir os controles hidráulicos danificados na área, o que fez com que os pilotos perdessem o controle completo da aeronave. A causa raiz de uma falha em cascata é difícil de determinar. Ele abrange as regiões de educação, políticas governamentais para a contratação de imigrantes, projetos de engenharia para hidráulicos e aviônicos e sistemas informais de apoio social no ambiente de trabalho.

As grades de energia de sistemas de alta tensão são o exemplo mais notável de grandes eventos de falha em cascata, mas falhas em grandes sistemas não são raras. De engarrafamentos a acidentes de mercado ou incêndios florestaisNo início com uma única faísca, grandes travamentos do sistema geralmente são um resultado direto do que é conhecido como um evento de falha bizantina, onde um elemento de um sistema falha de maneira incomum, geralmente continuando a funcionar e corrompendo seu ambiente antes de desligar completamente. Tais eventos revelam uma condição subjacente a todos os sistemas complexos descritos pela teoria do caos, que é a de dependência sensível. Espera -se que cada parte de um sistema se comporte dentro de uma certa gama de parâmetros e, quando se afasta fora desse intervalo, pode iniciar uma reação em cadeia que altera o comportamento de todo o sistema.

A síndrome de Kessler é um exemplo entre muitos em que a ciência está tentando ficar à frente da curva e prever uma falha em cascata antes de ocorrer. Com base nas teorias de Donald Kessler em 1978, um cientista dos EUA que trabalha para a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA), traça os efeitos da colisão de objetos na órbita da terra baixa (LEO). Tais colisões ao longo do tempo will Alimentar um aumento exponencial no número de pequenas partículas em Leo, conhecida como cinto de detritos, tornando as viagens ao espaço muito mais arriscado do que antes. Mais de 500.000 pedaços de detritos em órbita que viajam a 28.164 quilômetros por hora) são rastreados a partir de 2011 em uma base contínua para evitar futuras colisões catastróficas. Uma partícula tão pequena quanto um mármore poderia causar danos irreparáveis ​​a uma espaçonave militar ou científica após o impacto, resultando em possíveis mortes ou impactos políticos e ecológicos de proporções imprevistas.