Corde e spigoli: una relazione pericolosa

Corde e spigoli: una relazione pericolosa
di Giuliano Bressan e Massimo Polato (Centro Studi Materiali e Tecniche – CSMT)
(pubblicato su lozaino n. 8, autunno 2019. La rivista si può scaricare qui)

La rottura di una corda in arrampicata, nei rari casi in cui accade, non avviene al contatto tra corda e moschettone, bensì al contatto violento con una lama di roccia (esclusi i casi di danneggiamento per eventi impropri come ad esempio effetto di acidi, caduta sassi, ecc.).

Questa situazione è pertanto differente da quanto previsto dalla Norma UIAA 101 e dalla corrispondente Norma Europea EN 892: qui, infatti, la rottura avviene su un orifizio arrotondato che simula la superficie di contatto determinata dalla presenza di un moschettone. Nonostante la norma abbia i suoi pregi, si è dunque pensato, per circa mezzo secolo, di associarle una prova che simuli la rottura su uno spigolo di roccia. Questa esigenza recepita dalla Norma UIAA 108 dell’UlAA fu poi sospesa nel 2004 perché non sufficientemente adatta a discriminare tra le varie corde. Solo recentemente, grazie anche allo sviluppo della strumentazione, il CSMT (Centro Studi Materiali e Tecniche del CAI) è riuscito ad associare alla norma classica un test che tenta di simulare, per quanto possibile, questo evento [1], La prova, denominata “Very Sharp Dodero”, è ancora soggetta a discussioni e conferme pratiche, ma costituirà comunque un mezzo per migliorare le corde nei confronti dell’evento che ne comporta il maggior rischio di rottura.

Cronistoria e stato dell’arte
Chi s’interessa di materiali per l’alpinismo sa che cosa è il DODERO: un’apparecchiatura inventata a Grenoble dal Professor Dodero per concepire una norma per la qualifica delle corde. Si era negli anni ’50, e alle corde di canapa si sostituivano quelle in nylon, non solo più resistenti ma soprattutto più “elastiche”. Fu un grande progresso dal punto di vista della costruzione delle corde perché, essendo più cedevoli, arrestavano più gradualmente la caduta generando forze di arresto più basse; ciò ha portato al doppio vantaggio di ridurre la probabilità di rottura e diminuire le sollecitazioni sul corpo umano.

Si poneva però il problema di come sottoporle a prova, come aveva deciso l’UlAA, da pochi anni creata: infatti, non aveva più senso imporre un carico di rottura statico, perché il valore della forza di arresto variava secondo le caratteristiche elastiche della corda. Da qui la necessità di provarla mediante la caduta di una massa che l’UlAA scelse di 80 kg. La caduta, verticale, nel Dodero è guidata senza attrito lungo due colonne; la corda, fissata a un’estremità, passa per un orifizio a bordo arrotondato che simula il moschettone. La massa sale sopra l’orifizio per tutta l’altezza concessa dalla lunghezza dello spezzone di corda, poi è lasciata cadere. La caduta libera (cioè fino al punto in cui la tensione inizia) è ovviamente il doppio della lunghezza della corda sporgente dall’orifizio. Il rapporto fra queste due lunghezze, che si chiama fattore di caduta (fc), vale dunque 2; questo è ovviamente il massimo valore di fc realizzabile (in realtà è un po’ inferiore a 2, perché il sistema di bloccaggio consente un limitato scorrimento della corda attraverso l’orifizio). Si sottopone quindi la corda alla massima sollecitazione possibile, perché se si scegliesse una maggiore altezza di caduta, lo sforzo non varierebbe. La forza di arresto dipende, infatti, solo dal fattore di caduta: se l’altezza di caduta cresce, cioè l’energia da assorbire cresce, cresce anche proporzionalmente la lunghezza di corda destinata a dissiparla tramite la sua elasticità. Soluzione indubbiamente brillante; restava da decidere a quante cadute la corda dovesse resistere. Erano 2 ai primi tempi, poi con il miglioramento delle corde, dovuto anche all’esistenza della norma, il numero passò a 3, per finire a 5 nel ’79. Oggi si superano le 10-15 cadute.

Questa prova, assieme a vincoli sul massimo sforzo e sul massimo allungamento, costituisce ancora oggi l’essenza della Norma UIAA 101. Ciò nonostante questa direttiva è stata fin dagli inizi criticata soprattutto riguardo al significato da attribuire, in particolare, alla grandezza definita come “resistenza dinamica della corda” (in pratica il numero di cadute che essa è in grado di sopportare nelle condizioni prescritte); un parametro questo che non è assimilabile a una quantità fisica misurabile in modo oggettivo e indipendente da altri fattori che portano a una certa variabilità dei risultati.

Non c’è dunque da stupirsi che fin dagli inizi si sia cercato di sostituire al numero di cadute una quantità fisica: l’energia assorbita dalla corda prima di rompersi. Un’altra critica importante al test Dodero fu presa in considerazione nei primi anni ’80: come si è detto, la corda nell’uso reale non si rompe sul moschettone, ma per azione di spigoli di roccia, più o meno vivi. Si propose dunque di sostituire l’orifizio con uno spigolo. Ci si doveva ancora basare, data la strumentazione disponibile, sul numero di cadute. A fine anni ’90, ritenendo di dovere escludere un approccio più ambizioso a causa delle inadeguatezze della strumentazione, Pit Schubert propose di limitarsi a introdurre, come Norma UIAA 108, una prova addizionale di caduta su spigolo in acciaio, richiedendo la resistenza a una sola caduta. S’introduceva così, per le corde già soddisfacenti alla Norma UIAA 101, una nuova categoria di corde: quelle che i produttori volessero dichiarare “resistenti a caduta su spigolo”. Una prova di questo genere (passa/non passa) era chiaramente inadeguata a qualificare con decente precisione una corda; fu comunque accettata perché presentata come prova volontaria, aggiuntiva al test classico. Usata da alcuni costruttori, fu disdegnata dai più.

A questo punto, nel 2000, giunse la proposta del Centro Studi: valutare l’energia assorbita dalla corda fino al momento della sua rottura su spigolo. Ciò fu reso possibile dai progressi nella nostra strumentazione che consentono oggi di valutare l’energia assorbita dalla corda con accuratezza tale da qualificarla in modo significativo. Il nostro metodo fu presentato all’UlAA nel 2002; da allora molto lavoro è stato fatto per perfezionarne i dettagli, applicarlo ai confronti fra corde e, recentemente, allo studio delle stesse. Per il test si usa il solito apparecchio Dodero, con un sistema di bloccaggio della corda per evitare il minimo scorrimento sia nella massa che nell’orifizio, sostituito rispetto alla versione standard con uno spigolo orizzontale in acciaio temprato; inoltre, il peso della massa viene elevato a 100 kg per avere la sicurezza che la corda si rompa alla prima caduta (Fig. 1-2-3).

La norma presentata dal Centro Studi è stata formalmente accettata a Chamonix nel giugno 2013 da parte della Safety Commission UIAA (e anche, poco dopo, a livello di preliminare norma europea), come prova aggiuntiva rispetto al test Dodero classico.

La versione attuale della norma (UIAA 101_7 – maggio 2016), prevede che il costruttore dichiari il valore dell’energia assorbita dalla corda a rottura per caduta su spigolo con massa di 100 kg.

Il Centro Studi – altre ricerche
Come già esposto il CSMT si è occupato e si dedica al problema della rottura di una corda in arrampicata da quasi vent’anni. Oltre a proporre la prova aggiuntiva UIAA, si sono svolte altre ricerche e ulteriori test sull’argomento sono attualmente in corso.

Di particolare interesse lo studio eseguito da Francesco Chitarin, durante il suo lavoro di tesi di laurea triennale in Ingegneria Meccanica all’Università di Padova.

La ricerca ha avuto origine da un testo tratto dal libro di Pit Schubert Sicherheit und Risiko in Fels und Eis (DAV, Miinchen, 1994). Basandosi sul fatto che dalle statistiche risulta che la quasi totalità delle rotture di corde da arrampicata è generata da spigoli taglienti di roccia [2][3], lo studio ha approfondito quest’argomento studiando il comportamento delle corde dinamiche d’arrampicata nella tenuta su spigolo. In pratica nelle prove effettuate nel laboratorio del Centro Studi, sono state utilizzate tre corde di diverso diametro e marca, da ciascuna delle quali si sono ricavati sei spezzoni: tre per la prova dinamica, svolta nella versione “very sharp” e tre per quella statica.

Le prove dinamiche sono state eseguite al Dodero secondo la procedura “very sharp”, mentre per la prova statica è stata utilizzata la macchina a trazione lenta, opportunamente modificata per applicare lo “sharp edge” in cui la corda, sottoposta allo stesso tipo di spigolo, viene tensionata lentamente fino a rottura (Fig. 4).

L’obiettivo del confronto tra i due test era di distinguere le varie proprietà della corda su spigolo e capire se la prova dinamica può essere sostituita da un’unica prova statica che risulti più precisa, rapida,  ripetibile ed economica; questo confronto era, in effetti, già stato proposto [4]. Risultati e analisi dei vari test sono esposti nella tesi “Analisi comparativa del comportamento a rottura di corde arrampicata in prove statiche e dinamiche” [5].

Prova su spigolo delle corde – Facciamo il punto
Recentemente si sono verificati diversi casi di rotture di corde in arrampicata. Ricordiamo che le corde si possono tranciare se si bloccano (ad esempio su uno spuntone), o se entrano in tensione sfregando su uno spigolo (vedere il video del volo fino a terra di Michele Caminati, causato dalla corda che si è spezzata nella falesia di Curbar in Inghilterra). https://www.planetmountain.com/it/notizie/arrampicata/michele-caminati-e-il-video-della-caduta-shock.html

Considerando proprio questa eventualità il Centro Studi ha iniziato uno studio comparativo fra varie tipologie di corda, diverse per diametro e costruzione. Nelle prove sono stati analizzati 12 tipi di corda eseguendo i test al Dodero nella versione standard, sostituendo però l’orifizio a bordo arrotondato che simula il moschettone con uno spigolo di raggio 0,75 mm e utilizzando una massa di 80 kg. L’obiettivo proposto è valutare, in caso di volo, la capacità di assorbimento di energia alla rottura dei vari tipi di corda per confrontarne parametri e prestazioni.

Nelle Tabelle 1-2-3 sono esposti i risultati dei vari test (per ragioni di correttezza non sono visibili i nomi dei produttori e delle corde). Analizzando i dati si può notare il diverso comportamento dei campioni testati: corda recisa sullo spigolo alla prima caduta, corda solo scamiciata (Fig. 5), corda scamiciata con rottura di qualche trefolo (Fig. 6).

Per perfezionare lo studio abbiamo inoltre verificato, con test al Dodero versione standard (EN 892), se la forza di arresto alla prima caduta e il numero di colpi sopportati corrispondevano ai valori dichiarati dai produttori.

Possiamo affermare che le prestazioni non sono mai state inferiori ai parametri esposti anzi, in diversi casi, vari tipi di corda hanno dato risultati addirittura superiori.

Si noti inoltre che alcuni tipi di corda, pur ben immagazzinati, sono parecchio longevi (1998, 2000, 2004 e 2010); i test confermano quindi quanto già esposto da Carlo Zanantoni sulla resistenza delle corde [6].

Volendo trarre qualche conclusione e fornire qualche utile suggerimento possiamo affermare:
1 – Acquistare corde in conformità alle seguenti indicazioni:
• Forza di arresto (FA) inferiore ai 1000 daN
• Peso della corda sui 75÷80 gr/m
• Numero di cadute al Dodero almeno di 10÷12 (maggiori garanzie di sicurezza anche per uso prolungato).

2 – Eseguire sempre un attento esame visivo e tattile della corda dopo ogni suo impiego.

3 – Compilare un diario giornaliero su cui annotare i metri di arrampicata distinguendo tra metri effettivi di progressione e i metri di arrampicata in moulinette o corda doppia. I danni arrecati dall’arrampicata in moulinette e/o da piccoli voli tipici dell’arrampicata sportiva, di solito sopportabili in falesia, potrebbero, infetti, risultare fetali al primo volo serio in montagna.

4 – Non usare mai la stessa corda per l’arrampicata sportiva e la pratica alpinistica in montagna.

Lo studio continua!

Bibliografia
[1] Bedogni Vittorio, Bressan Giuliano, Zanantoni Carlo, Rottura di una corda in arrampicata, Montagne360, aprile 2016;
[2] Schubert Pit, Le corde si possono rompere? 1a parte, Le Alpi Venete, febbraio 2000;
[3] Schubert Pit, Le corde si possono rompere? 2a parte, Le Alpi Venete, febbraio 2001;
[4] Melchiorri Claudio, Casavola Patrizio, Zanantoni Carlo, Nuove attrezzature per studi sulle corde dinamiche. La Rivista del CAI, luglio-agosto 2003;
[5] Chitarin Francesco, Analisi comparativa del comportamento a rottura di corde arrampicata in prove statiche e dinamiche, Tesi Laurea, Università Studi Padova, AA 2011-’12;
[6] Zanantoni Carlo, Le corde nel cassetto, La Rivista del CAI, marzo-aprile 1997

Gli articoli elencati in bibliografia sono scaricabili, in formato digitale, dal sito del CSMT: www.caimateriali.org (Articoli e Dispense/Materiali/Corde)

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Corde e spigoli: una relazione pericolosa ultima modifica: 2021-07-17T05:17:00+02:00 da GognaBlog

12 pensieri su “Corde e spigoli: una relazione pericolosa”

  1. 12
    albert says:

     Tenendo conto che tra gli infortuni dovuti a precipitazione e urto (specie se la  parete NON è strapiombante) ci sono traumi gravi a costole , schiena e quel che sta sotto..in ipotesi di tenuta di tutta lacatena di sicurezza, comincerei a testare  giubbini airbag che si gonfiano per trazione meccanica in tempi brevissimi e bombolette sostituibili.Magari sono gia’ allo studio..magari nelle gare di arrampicata si potrebbero testare..con sponsor che finanziano generosamente.Poi per ginocchia ..gomiti..paraurti tipo skate..scopo e’ minimizzare, non eliminare del tutto, le conseguenze.

  2. 11
    albert says:

    http://www.caimateriali.org/images/pdf/Perotto_Nicola_1106298.pdf
    è tanta roba , una tesi ingegneria dei materiali di 85 pagine ma ancora afferma  c’e’da testare (a temperature estreme…non dice..)
    Per  attutire colpi e proteggere da  traumi,mantenendo leggerezza ed elasticita’ tranne che al momento di impatto, ci sarebbe da studiare il “d3o “ma non trovo se viene applicato in campo alpinistico..per lo scialpinismo si trovano..e magari vanno bene pure protezioni  per motociclismo, downhill.( pezzi separati per  spalle  schiena , petto, ginocchia  gomiti…)e’pur sempre peso in piu’anche se  con strutture  vuoto-pieno a “nido d’ape”
    http://www.architetturaedesign.it/index.php/2009/01/15/d3o-smart-material.htm
    opiu’ ampia ricerca  web con”d3o materiale”
     

  3. 10
    Matteo says:

    Potrebbe essere interessante verificare se e come sono correlati tra loro i parametri standard che definiscono la corda con il valore di questa prova.
    Intendo peso al metro, carico massimo rapportato al diametro nominale, allungamento a rottura, forza d’arresto misurata come si legano alla resistenza su spigolo?
     
    Un ulteriore campo di prova sarebbe cercare le variazioni con la temperatura, considerando che non è improbabile che la medesima corda possa essere impiegata tra -20° e +40°C che per un materiale sintetico è un bel campo

  4. 9
    albert says:

     questo articolo mi ha acceso curiosita’ e sono andato alla ricerca.         Non sapevo..esiste il fattore “tirante d’aria”con schemetti ed anche una serie di  corsi
    https://www.ortovox.com/it/safety-academy-lab-rock/capitolo-3-punto-di-sosta-e-tecniche-di-sicurezza/competenze-darrampicata
    ma tanto ormai… solo teoria …solo mea culpa per errori graziati dalla buona sorte.  Beati i giovani che trovano di tutto e di piu’se poi applicano.
     

  5. 8
    albert says:

      n.4 Gioco per “bambini”, la teleferica con corda portante  e corda traente..che si è potrebbe pure tagliare, tanto è solo spago sostituibie e non succede niente..nel gioco.
    http://ipiccolissimi.it/root/stampa_prodotto.php?idProdotto=1631&tipologia=1

  6. 7
    albert says:

     supponendo che corda e  tutto il resto della catena di sicurezza funzioni..c’e’ qualche studio circa una protezione anti impatto  a zone tipo airbag sensibile ad una acccelerazione in basso , come per sci e moto , equitazione e cadute domestiche?? si legge in cronaca di alpinisti trattenuti   da corda ma..con impatto e traumi anche gravi su roccia.
    Sul web c’e’qualcosa:”protezioni airbag per caduta”e pare che aziende Italiane siano all’avanguardia.

  7. 6
    albert says:

    la massa fatta cadere nell’apparecchiatura Dodero e le conseguenze sulla corda a contatto con spigoli sono pur sempre un modello che riduce alcune variabili. Se la massa  non e’inerte ma e’ costituita da un corpo umano, non basta ridurre tutto a  Massa indistinta. Ci sono gli organi interni oltre che agli esterni.
    ASTENERSI ,SE IMPRESSIONABILI ,DAL LEGGERE IL CONTENUTO DEL SEGUENTE LINK, ANCHE SE E’  PRIVO DI FOTOGRAFIE.
     
    http://www.asci-trento-fzappaterra.it/ASCI/medicina%20legale/precip.htm
    Un motivo in piu’, poco evidenziato,  per essere grati ai soccorritori.

  8. 5
    albert says:

    Non mi sforzo adesso , venne  gia’  confermato in passato da pratica :i bimbi sembrava  che si divertissero ..invece imparavano!quanto agli adulti che sembrano scemi…chissa’perche’ quando ne facevo divertire 2 ne arrivavano altri dal cortile condominiale ,che abbandonavano pallette, tricicli , bambole!Mica li adottavo ha 24..poi se ne ritornavano ai loro giochi Game  boy  o da soli facevano gli “esperimenti” senza  far loro sentire un petulante fiato sul collo di una lezione frontale accademica..Tra l’altro in molti loro giocattoli c’e’tanta fisica nascosta…attualmente nel getto delle pistole ad acqua.. o nel gioco delle bocce piatte.Presso universita’ di    Trento esistevano fisici esperti che curavano il settore “giochi , testo” Fisica nel quotidiano”..di  Vittorio    Zanetti.  A volte ,oggi ,ne vedo lasciati allo stato libero incontrollato, che non volendo fanno  esperimenti traumatici con  monopattini, biciclette , altalene..hanno adulti che NON si forzano, li lasciano LIBERI  E spontanei (allo stato brado)..oppure li  stracaricano di giocattoli e se ne disinteressano.Recentemente hanno dotato un parco giochi  paesano di  parete attrezzata  e  scale di corda…ci vanno spontaneamente..senza spinta di gufi o grilli parlanti…e neppure assistenza di Istruttori  diplomati.

  9. 4

    Albert, tutti questi sforzi per fare divertire i bambini, perché? I bambini stanno bene con altri bambini così si divertono. Gli adulti che si sforzano per fare divertire i bambini sembrano scemi.

  10. 3
    albert says:

    Occorre un dinamometro anche artigianale con molla (vedi web”dinamometro auto costruito”), poi si appende con uno spago uno oggetto , meglio un pupazzetto o Pinocchio di legno o peso certificato per bilancia . Si pesa l’oggetto a riposo e poi lo si fa cadere da varie altezze legato a vari tipi di spago..si cerca di misurare il peso forza finale , se lo spago e’ troppo lungo si fa sbattere al suolo o si fa scoppiare lo spago.I bimbi si divertono..porgono proposte..si arriva anche a esperimenti  su scala ridotta di sicura dinamica o effetto di un dissipatore..
    Poi si cerca di far capire  anche che se una corda e’rigida, e trattiene, dentro un recipiente  alcuni aggeggi incollati si staccano per il principio d’Inerzia   (non di Nerzia), come accade per gli organi interni( vedi effetti di paracadute troppo grandi)..e si va con altri paracadute gioco.Il  gioco Missile Thor c’e’ancora…(con prudenza).
    Si puo’anche far cadere una sfera da varie altezze su un tappeto di plastilina e vedere la profondita’  nel punto di impatto.I Bimbi si divertono da matti.!

  11. 2
    albert says:

    Noto con piacere che il margine della massa in caduta  e’stato elevato a 100 Kg nei test…mentre 30 anni fa  rientravo sotto gli 80!Per la gente comune cosa rappresentano 1000 daN? 10000N?10KN?semplificando 1 kgp = 9,81 N.
     semplificando  ulteriormente un Kilo forza peso equivale a 10 N
     si confida sempre nella ricerca di nuovi materiali per le corde..Dyneema? Vectran?Kevlar? Mix di varie fibre    calza e interno differenziati??  dissipatori a scucitura o deformazione .Meglio sempre non cadere o non beccare sassi taglienti in caduta sulle corde, sul casco e spalle..ecc.
     

    Kilonewton
    kN
    103

    Ettonewton
    hN
    102

    Decanewton
    daN
    101

    Newton
    N
     

  12. 1

    Molto interessante. Peccato non siano riportate le marche e il modello delle corde testate. 
    Mi sembra che nei test delle automobili, per esempio  non si faccia mistero su quale veicolo si sia testando. Una ventina (sic) d’anni fa  ricordo che in un test fatto a Padova sulle corde con tanto di marca e modello le peggiori risultarono le Mammut, pur essendo le più costose. I test, oltre che a informare sul corretto uso della corda, dovrebbero servire anche come guida all’acquisto.  La pelle è una sola.

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