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Lista Articoli
L’acqua che non ti aspetti
Gigi Signoretti (CCMT)
Come è noto, le moderne corde per alpinismo
sono costituite da sottilissimi filamenti continui di poliammide
6, il cosiddetto nylon, una fibra sintetica che è caratterizzata
da eccellenti proprietà fisico-meccaniche, ossia da
notevole resistenza alla trazione, alto grado di deformabilità
(allungamento a rottura elevato) e buon recupero elastico
[1] ; ma è altrettanto
noto, almeno per gli addetti ai lavori, che le prerogative
di questo materiale decadono vistosamente per effetto dell’acqua
assorbita.
Incuriositi da questa indesiderata caratteristica del nylon
e nell’intento di approfondirne l’importanza almeno
per quanto riguarda l’impiego di questo materiale nel
settore alpinistico, in un precedente articolo [2]
redatto a quattro mani con Giuliano Bressan erano stati descritti
gli inconvenienti derivanti dall’utilizzo - nella pratica
alpinistica - di corde bagnate e ghiacciate, mettendo in evidenza
come cambiasse il loro comportamento in termini di resistenza
dinamica (numero di cadute sopportate al Dodero [a]
) e di deformabilità, donde sforzo massimo alla prima
caduta. Nonostante all’epoca il numero di dati disponibili
fosse davvero esiguo, in quella occasione ci si era sbilanciati
con alcune conclusioni circa il reale decadimento di prestazioni
dinamiche della corda bagnata e/o ghiacciata, e la relativa
influenza sulla forza d’arresto alla prima caduta.
Erano state avanzate inoltre alcune ipotesi sia per giustificare
tale comportamento (influenza dell’acqua sulla struttura
cristallina del nylon e, in particolare, sulla mobilità
della parte amorfa della macromolecola che determina una sostanziale
modifica delle proprietà fisico-meccaniche del materiale),
sia per fornire alcune indicazioni riguardanti le prestazioni
di corde usate (ossia non nuove di zecca, com’era il
caso di quelle testate) e l’effetto dell’essiccamento.
A conclusione dell’articolo, era stata chiaramente espressa
la necessità di un approfondimento, al fine di dare
conferma ai risultati ottenuti e concretezza alle ipotesi
avanzate. Più in particolare, ci si proponeva di eseguire
una seconda serie di prove utilizzando sia corde nuove che
usate, in versione normale e “dry” (ossia protette
superficialmente con sostanze idrorepellenti), con verifica
delle loro prestazioni - in termini di comportamento al test
Dodero - sul materiale non trattato, bagnato, ghiacciato,
bagnato ed essiccato.
Parte sperimentale
La sperimentazione, di recente conclusa, ha impegnato la Commissione
in una notevole mole di lavoro, come testimonia la davvero
ponderosa quantità di risultati raccolta. I test sono
stati eseguiti su spezzoni di corda di tre marche differenti,
le cui caratteristiche vengono qui di seguito specificate.
A. Corda NUOVA, diametro 10.5 mm, versione normale
B. Corda NUOVA, diametro 10.5 mm, versione everdry
C. Corda USATA, diametro 10.5 mm, versione normale
Sulle corde in esame è stato effettuato il test Dodero
standard su campionature:
• non trattate (riferimento);
• bagnate (immersione in acqua per almeno 48 ore a temperatura
ambiente);
• ghiacciate (bagnate come sopra e poi tenute per almeno
48 ore in cella frigorifera a -30°C);
• bagnate e asciugate normalmente (bagnate come sopra,
poi distese in ambiente areato al riparo dal sole, come è
opportuno fare per la propria corda);
• bagnate ed essiccate extra dry (bagnate come sopra,
centrifugate, asciugate a temperatura ambiente in camera a
ventilazione d’aria, infine essiccate sotto vuoto in
presenza di un anidrificatore chimico).
Dopo ogni trattamento sono state inoltre rilevate, ove possibile,
le variazioni di peso e di lunghezza di ciascun spezzone allo
scopo di verificare l’esistenza di eventuali correlazioni
con le prestazioni ai test dinamici.
In merito alle suddette modalità seguite per la sperimentazione,
si potrà obiettare che i tempi lunghi sia di ammollo
in acqua che di permanenza in congelatore (peraltro dettati
dalla necessità di standardizzare la procedura di esecuzione
dei test e quindi garantirne riproducibilità e confrontabilità)
non sono proprio rispondenti a quanto può accadere
nella normale pratica alpinistica in montagna. Durante un’ascensione,
infatti, i tempi di utilizzo di una corda bagnata sono molto
più ridotti e, nel caso di salite su ghiacciaio o di
arrampicate su cascate di ghiaccio la temperatura a cui si
opera è in genere compresa tra -10°C e 0°C.
Ebbene, al fine di verificare l’eventuale importanza
dei tempi di imbibizione con acqua e/o della temperatura di
congelamento, nel corso di una terza serie di prove sono stati
eseguiti test su corde trattate in condizioni più realistiche,
ossia dopo immersione per un paio d’ore in acqua ed
anche dopo un breve trattamento con spruzzi d’acqua
sotto la doccia. Inoltre, è stato studiato l’effetto
di numerosi cicli consecutivi di ammollo-essiccamento, asciugando
le corde sia al coperto (come viene di norma raccomandato)
che esponendole alla luce solare diretta. Per quanto riguarda
le corde ghiacciate, infine, si è cercato di eseguire
il test Dodero mantenendole a temperatura costante, nel range
-10 ÷ -15°C, per tutta la durata di esecuzione
della prova, diversamente da come accaduto nella seconda sessione
di test (vedi commento più avanti); purtroppo però,
per ragioni che sarebbe troppo lungo esporre in questa sede,
i risultati ottenuti sono da considerarsi poco significativi
(e pertanto non sono stati riportati nella tabella riassuntiva),
seppur indicativi di un certo tipo di comportamento.
Esame dei risultati
I risultati ottenuti sono riportati in tabella e vengono qui
di seguito sinteticamente commentati.
Corde non trattate
Si tratta delle campionature di riferimento utilizzate per
definire le prestazioni iniziali delle corde in esame, sia
di quelle nuove che di quella vecchia (usata). Per quanto
riguarda le corde nuove e, in particolare, nel caso della
corda A, è stata riscontrata una buona corrispondenza
- in termini di numero di cadute sopportate al Dodero - tra
il dato dichiarato dal produttore e quello da noi rilevato.
Al contrario, la corda B ha evidenziato prestazioni dinamiche
nettamente superiori al dichiarato (3 cadute in più
rispetto alle 8 garantite dal produttore). Sulla corda C,
usata per 4 stagioni (uso peraltro limitato alle sole uscite
dei corsi AR1 della scuola “Cesare Capuis” del
CAI-Mestre), è stato invece riscontrato un dimezzamento
del numero di cadute rispetto a quello iniziale - presunto
- della corda nuova, un dato che comunque trova giustificazione
nel normale decadimento per usura dovuto alla pratica alpinistica.
Corde bagnate
È stato confermato il sorprendente, allarmante effetto
dell’acqua sulle prestazioni dinamiche della corda.
Alla luce dei risultati ottenuti si può infatti affermare
che la presenza di acqua abbassa notevolmente il numero di
cadute sopportate al Dodero, riducendolo all’incirca
a 1/3 delle cadute iniziali: addirittura peggio (sic!) di
quanto osservato nella precedente sessione di prove, nella
quale la riduzione rilevata era stata all’incirca della
metà. Tale decadimento di prestazioni è stato
riscontrato indifferentemente sia sulle corde nuove che in
quella usata, e sia che fossero state trattate o meno con
sostanze idrofobe (l’additivo idrorepellente impedisce
all’acqua di fermarsi in superficie ma non di diffondersi
all’interno della struttura polimerica della fibra).
È infine interessante rilevare come l’effetto
dell’acqua si faccia sentire anche nel caso di tempi
di immersione relativamente brevi (2 ore) e - seppur in modo
meno accentuato - persino per effetto di una semplice spruzzata
d’acqua.
Tale comportamento sarebbe in accordo con quanto descritto
in letteratura [3], secondo
cui la presenza di acqua nel nylon abbasserebbe notevolmente
la Tg [b], o glass temperature,
ossia la temperatura di transizione vetrosa del materiale;
in pratica, l’acqua agirebbe come un vero e proprio
plastificante, poiché andrebbe a modificare profondamente
sia la mobilità della parte amorfa della macromolecola,
sia la tipica temperatura di rilassamento meccanico del materiale.
Ciò significa - come viene ribadito in letteratura
- che “aggiungere acqua al nylon è equivalente
ad elevarne la temperatura di un notevole gradino”;
in altre parole: eseguire il test Dodero a temperatura ambiente
su una corda bagnata sarebbe equivalente a testare una corda
asciutta a 70-80°C, condizioni - queste ultime - che molto
verosimilmente determinano un decadimento delle prestazioni!
È stato anche confermato il sensibile aumento (5-10%)
della forza d’arresto alla prima caduta, come se la
corda fosse diventata “più rigida” di quella
asciutta. Ciò potrebbe essere imputato, oltre che a
fenomeni di attrito filo-filo (da non sottovalutare in presenza
d’acqua), anche all’oggettivo allungamento - mediamente
del 3-5% - riscontrato sulle corde bagnate subito dopo l’estrazione
dall’acqua (una corda già un po’ allungata
potrebbe essere meno deformabile e quindi risultare più
“rigida”; bisogna pensare che al Dodero la corda
si allunga del 30-35% e quindi quel 3-5% perso potrebbe in
qualche modo essere influente).
Un’ultima rilevazione: la quantità di acqua trattenuta
dalle corde nuove risulta essere pari al 40-45% del peso della
corda asciutta, indipendentemente dal trattamento idrorepellente
(forse l’elevato tempo di ammollo - 48 ore - rende inefficace
l’azione idrofoba dell’additivo). Nel caso della
corda usata, invece, l’acqua trattenuta è decisamente
superiore, ossia ca. il 60%, evidentemente a causa della vistosa
fibrillazione superficiale presente sulla camicia, determinata
dalla rottura dei filamenti per usura, che la rende più
“spugnosa”; dopo centrifugazione, per contro,
la quantità di acqua trattenuta scende all’incirca
al 12% nel caso delle corde nuove ed al 14% nel caso di quella
usata.
Corde ghiacciate
Prima di commentare le prestazioni dinamiche delle corde ghiacciate,
una precisazione è d’obbligo: considerati i tempi
tecnici necessari per montare la corda sull’apparecchiatura
Dodero e viste le modalità prescritte dalla normativa
per l’esecuzione del test (successione di cadute ad
intervalli regolari di 5 minuti esatti una dall’altra),
solo nelle fasi iniziali della prova si è potuto disporre
di corde propriamente ghiacciate; nella parte finale del test,
infatti, è stato giocoforza operare con corde bagnate,
ossia con corde che si sono scongelate sia per effetto del
calore sviluppato ad ogni caduta, sia per l’elevata
(rispetto alle corde) temperatura dell’ambiente circostante.
I risultati ottenuti vanno perciò letti con spirito
critico, cercando di estrapolare dai dati a nostra disposizione
l’effetto ghiaccio piuttosto che l’effetto acqua.
Come per le corde bagnate, anche per quelle ghiacciate sono
stati praticamente confermati - in termini di prestazioni
al Dodero - i risultati ottenuti nella precedente sessione
di prove. In particolare, il comportamento delle corde ghiacciate
risulta essere leggermente migliore rispetto a quello delle
corde bagnate; è stata infatti rilevata una riduzione
più contenuta (ca. il 50%) delle prestazioni dinamiche
che si accompagna ad un abbassamento (-10% mediamente) della
forza d’arresto alla prima caduta.
Alla luce di tali risultati, non è proprio improponibile
ipotizzare che - in assenza dello scongelamento di cui si
è accennato in precedenza, ossia riuscendo a mantenerle
congelate per tutta la durata del test - le prestazioni delle
corde ghiacciate sarebbero forse state ancora migliori, se
non addirittura su livelli analoghi a quelli delle stesse
corde asciutte! Ciò sarebbe in accordo con il fatto
che, come già esposto nel paragrafo precedente, nel
caso di corde ghiacciate lo spezzone verrebbe testato ad una
temperatura in cui la struttura cristallina del materiale
bagnato - e in particolare la mobilità della parte
amorfa - sarebbe equivalente a quella che il materiale asciutto
presenta a temperatura ambiente. In altre parole: eseguire
il test Dodero a bassa temperatura su una corda imbevuta d’acqua
(ossia ghiacciata) sarebbe equivalente a testare una corda
asciutta a temperatura ambiente!
Corde bagnate e poi asciugate normalmente
Era la prima volta che si testavano campionature di tal fatta.
I risultati - pur contraddittori per la presenza di qualche
dato da prendersi con riserva - sarebbero molto confortanti
per gli alpinisti. Dopo essere state bagnate ed asciugate,
le corde sembrano infatti riprendere completamente (o quasi)
le loro caratteristiche, esattamente come a suo tempo ipotizzato
sulla base delle sole informazioni derivanti da dati di letteratura.
Il numero di cadute sopportate al Dodero - che decade del
70% con corde bagnate - dopo essiccamento si riporta sostanzialmente
sui valori iniziali, mentre la forza d’arresto diminuisce
un po’, in accordo col fatto che la corda risulta essersi
leggermente accorciata (retrazione del 4%). In questo caso
valgono forse le considerazioni inverse esposte in precedenza:
essendosi retratta, la corda acquisisce una maggior deformabilità,
con conseguenti effetti sulla forza d’arresto alla prima
caduta.
È inoltre interessante rilevare che il recupero delle
prestazioni iniziali è garantito anche dopo numerosi
cicli di ammollo-essiccamento, purché le corde vengano
asciugate in luogo fresco, ventilato ed al riparo dal sole;
per contro, se l’essiccamento viene effettuato alla
luce solare, si osserva un notevole decadimento delle prestazioni
della corda al Dodero, evidentemente per il ben noto, deleterio
effetto delle radiazioni UV che è già stato
descritto in un precedente lavoro [4].
Al riguardo si precisa che, nel caso della nostra sperimentazione,
l’esposizione diretta al sole s’è svolta
complessivamente nell’arco di quattro settimane, ossia
un tempo sufficientemente lungo perché i suddetti fenomeni
producano i loro tangibili effetti.
Corde bagnate ed essiccate extra dry
I risultati ottenuti con questa ulteriore serie di prove costituiscono
una eccellente conferma di quanto abbozzato al paragrafo precedente.
Un essiccamento molto spinto (presumibilmente completo, considerata
la sensibile riduzione di peso dello spezzone in esame: mediamente
3% in meno rispetto al peso iniziale), consente di recuperare
quasi interamente la resistenza dinamica della corda - sia
essa nuova o usata, con o senza additivo idrorepellente -
e riduce mediamente del 10-12% la forza d’arresto alla
prima caduta. Quest’ultimo comportamento sarebbe in
accordo, come già detto, con la maggiore retrazione
rilevata dopo essiccamento su tutti i campioni in esame, assestatasi
nel range 4÷8%.
Conclusioni
Al termine della ponderosa sperimentazione effettuata, il
primo dato che emerge è che sono stati sostanzialmente
ribaditi i risultati ottenuti in occasione della prima sessione
di prove, con il conforto di aver confermato sul campo anche
la reale consistenza delle ipotesi allora avanzate. Alla luce
di tali risultati, si può pertanto affermare che la
presenza di acqua e/o ghiaccio nelle corde per alpinismo produce
un profondo cambiamento delle loro proprietà, caratteristiche
e prestazioni, modificando il loro comportamento secondo lo
schema riepilogato qui di seguito.
1. La resistenza dinamica delle corde, intesa come numero
di cadute sopportate al Dodero, decade vistosamente - fino
al 70% del valore iniziale - quando esse sono imbevute d’acqua,
sia che si tratti di corde nuove che usate e indipendentemente
dalla presenza o meno di additivi idrorepellenti.
2. Dopo imbibizione con acqua, la corda si allunga del 4-5%,
un dato che sembra essere correlabile con l’aumento
del 5-10% della forza d’arresto rilevato alla prima
caduta al Dodero;
3. Il deleterio effetto dell’acqua sulle prestazioni
dinamiche delle corde si manifesta anche per tempi di imbibizione
relativamente brevi e persino - seppur con decadimento più
contenuto - per effetto di una semplice spruzzata sotto la
doccia.
4. Questo sorprendente e, per certi versi, allarmante comportamento
sembra essere determinato da fenomeni di interazione dell’acqua
- peraltro ampiamente descritti in letteratura - sulla struttura
cristallina delle macromolecole del nylon con cui le corde
sono costruite.
5. Tale indesiderato comportamento permane fintantoché
la corda è imbevuta d’acqua, ma dopo essiccamento
- purché eseguito secondo le ben note raccomandazioni,
ossia in luogo fresco, ventilato e al riparo dalla luce solare
- essa recupera completamente (o quasi) le proprie prestazioni
dinamiche iniziali, un recupero che è garantito anche
dopo numerosi cicli di bagna-asciuga.
6. A seconda del grado di essiccamento (normale o molto spinto),
la corda si può accorciare dal 4% fino al 8%, un dato
che sembra essere correlabile con la diminuzione dal 6% al
12% della forza d’arresto alla prima caduta al Dodero.
7. Anche nel caso di corde imbevute d’acqua e raffreddate
(ghiacciate) la resistenza dinamica decade, ma con effetti
certamente più contenuti rispetto a quelli che si manifestano
sulle corde bagnate e tenute a temperatura ambiente (effetto
Tg?).
A conclusione di questa disamina, ci si augura che anche
il lettore poco attento abbia recepito la portata e l’importanza
dei fenomeni sin qui descritti. Sì, perché è
evidente che anche una corda considerata in buone “condizioni
di salute”, magari perché si ritiene che - seppur
usata - sostenga ancora 4-5 cadute al Dodero quando è
asciutta, può sopportarne appena 1 o 2 se si è
semplicemente imbevuta d’acqua in seguito ad un improvviso
acquazzone, un evento che in montagna può sempre capitare.
Certo, chi svolge la propria attività solamente in
falesia può anche essere poco interessato a queste
problematiche proprio in considerazione delle condizioni più
favorevoli in cui si trova ad operare (la criticità
dei voli è, in genere, modesta e, se proprio dovesse
piovere, egli fa presto a sfilare la corda e tornarsene a
casa); ma l’alpinista no! Chi arrampica in ambiente
alpino deve pretendere dalla propria corda il massimo margine
di sicurezza, anche quando è bagnata, specie considerando
l’eventualità che essa - in caso di volo - possa
andare a gravare su spigolo di roccia e quindi tranciarsi
anche se sottoposta a sollecitazioni di modesta entità
come quelle che di norma si registrano per effetto di una
corretta assicurazione dinamica. Migliore è lo stato
di salute della corda e minore sarà il rischio di una
eventuale rottura su spigolo.
Di qui la necessità di utilizzare corde non solo in
buone, bensì in ottime condizioni, come più
volte raccomandato in altre occasioni. Il problema si pone
forse in termini meno critici nel caso di salite su ghiacciaio
o su cascate di ghiaccio; ma, anche qui, occhio alla temperatura:
se ci troviamo ad operare poco al di sopra di 0°C il rischio
che si ricada nelle condizioni di corda bagnata - anziché
ghiacciata - è notevole.
E allora? Allora sarà giocoforza cambiare la nostra
corda molto più spesso di quanto in pratica non si
faccia, anche se ciò comporta un impegno economico
che di solito è malvisto dagli alpinisti ma che va
a tutto vantaggio della sicurezza.
Riferimenti bibliografici
[1] G. Signoretti - Senza una camicia coi
baffi... non ci rimane che l’anima! - La Rivista del
CAI, maggio-giugno 1997, pagg. 102-106.
[2] G. Bressan, G. Signoretti - Corde, acqua
e ghiaccio - La Rivista del CAI, gennaio-febbraio 1997, pagg.
80-84.
[3] Nylon Plastics, edited by Melvin I. Kohan
- Plastic Department; E.I. du Pont De Nemours and Co., Inc.
[4] G. Signoretti - Corde e luce solare: una
questione di... colore! - La Rivista del CAI, luglio-agosto
1999, pagg. 76-84.
Note
[a] Il Dodero è l’apparecchiatura
utilizzata per valutare certe prestazioni della corda e convenzionalmente
determinarne, in base al numero delle cadute sostenute in
condizioni controllate di temperatura (20°C) e di umidità
relativa (65%), la resistenza dinamica. Per ottenere l’omologazione,
secondo le norme CEN, una corda semplice deve resistere senza
rompersi ad almeno 5 cadute, producendo uno sforzo massimo
alla prima caduta non superiore a 1200 daN. Il test viene
eseguito facendo cadere ad intervalli regolari di 5 minuti,
per un’altezza totale di 4.6 m, una massa di 80 kg legata
all’estremità di uno spezzone di corda lungo
2.5 m; l’altra estremità dello spezzone è
bloccata ad un ancoraggio e passa attraverso un foro calibrato,
di caratteristiche simili a quelle di un moschettone (punto
di rinvio sul quale in genere avviene la rottura della corda),
situato poco sopra l’ancoraggio stesso.
[b] La Tg è la temperatura di transizione
vetrosa di un materiale. Per comprendere il significato di
tale parametro si può dire che, in genere, i polimeri
- com’è il caso del nylon - sono costituiti da
macromolecole in cui si alternano casualmente sia parti cristalline
(ossia strutture di catena perfettamente ordinate, con una
ben definita sistemazione spaziale degli atomi) che parti
amorfe (ossia strutture del tutto disordinate, con catene
aggrovigliate). La temperatura in corrispondenza della quale
viene modificata la mobilità della parte amorfa è
detta temperatura di transizione vetrosa (Tg, dall’inglese
glass Temperature), poiché il comportamento del materiale
dal punto di vista cristallografico è simile a quello
che avviene per il vetro (solido amorfo per antonomasia) quando
viene portato a rammollimento/fusione. La Tg è quindi
la temperatura in cui la parte amorfa passa da uno stato relativamente
rigido ad uno con mobilità aumentata, ossia più
plastico; tutti i polimeri, in genere, al di sopra di tale
temperatura si possono deformare proprio per effetto di questa
maggior plasticità. Nel caso del nylon è stato
dimostrato che la presenza di acqua abbassa considerevolmente
la sua temperatura di transizione vetrosa: dati di letteratura
riportano valori di Tg pari a 60÷80°C per il nylon
secco, che scendono a valori nell’intorno di 0°C
per il nylon saturo d’acqua! C’è di che
preoccuparsi, nel senso che l’abbassamento della Tg
in presenza di acqua modifica (pregiudica?) le caratteristiche
meccaniche dei filamenti di nylon di cui le corde sono costituite.
Ringraziamenti
L’autore ringrazia per la cortese collaborazione il
Direttore del Laboratorio del Dipartimento di Costruzioni
e Trasporti dell’Università di Padova, presso
il quale sono state realizzate le prove illustrate. Un grazie
riconoscente va inoltre al prof. Lorenzo Contri che ha coordinato
la sperimentazione, all’I.A. Sandro Bavaresco che -
con notevole professionalità e grande impegno - ha
eseguito materialmente i test al Dodero, e all’I.N.A.
Gianni Bavaresco che ha effettuato i rilevamenti delle temperature
durante le arrampicate su cascate di ghiaccio. L’autore
rivolge infine un cordiale ringraziamento ai colleghi della
CMT Vittorio Bedogni, Giuliano Bressan, Carlo Zanantoni e
- in particolare - a Gigi Costa, per i preziosi consigli e
gli utili suggerimenti forniti nella stesura del presente
articolo.
| |
|
Corda A |
Corda B |
Corda C |
| TRATTAMENTO |
TEST |
Normale |
Everdry |
Normale |
| |
|
NUOVA |
NUOVA |
USATA |
| DICHIARATO |
Cadute Dodero n° |
9 |
8 |
8 |
| COSTRUTTORE |
Forza d'arresto daN |
823 |
975 |
970 |
| NON TRATTATA |
Cadute Dodero n° |
8 |
11 |
4 |
| (riferimento) |
Forza d'arresto daN |
886 |
946 |
950 |
| |
Cadute Dodero n° |
2,3 |
3 |
1,5 |
| BAGNATA |
Forza d'arresto daN |
926 |
1022 |
1052 |
| |
Variazione n° cadute |
-71% |
-73% |
-62% |
| In
acqua |
Variazione forza d'arresto |
+5% |
+8% |
+11% |
| per
48 ore |
Variazione peso |
+45% |
+42% |
+59% |
| |
Variazione
lunghezza |
+4% |
+2% |
+5% |
| |
Cadute Dodero n° |
|
3 |
|
| BAGNATA |
Forza d'arresto daN |
|
984 |
|
| Immersa
2 ore |
Variazione n° cadute |
|
-73% |
|
| |
Variazione
forza d'arresto |
|
+1% |
|
| |
Cadute Dodero n° |
|
5 |
|
| BAGNATA |
Forza d'arresto daN |
|
990 |
|
| Spruzzata
doccia |
Variazione n° cadute |
|
-55% |
|
| |
Variazione
forza d'arresto |
|
+2% |
|
| |
Cadute Dodero n° |
6 |
9,4 |
|
| BAGNATA E |
Forza d'arresto daN |
867 |
812 |
|
| ESSICCATA |
Variazione n° cadute |
-25% |
-15% |
|
| CONDIZIONI |
Variazione forza d'arresto |
-2% |
-4% |
|
| NORMALI |
Variazione peso |
- |
-1% |
|
| |
Variazione lunghezza |
- |
-4% |
|
| |
Cadute Dodero n° |
9 |
10 |
3 |
| BAGNATA E |
Forza d'arresto daN |
785 |
826 |
861 |
| ESSICCATA |
Variazione n° cadute |
+12% |
-9% |
-25% |
| CONDIZIONI |
Variazione forza d'arresto |
-11% |
-13% |
-9% |
| EXTRA DRY |
Variazione peso |
-3% |
-3% |
-3% |
| |
Variazione
lunghezza |
-7% |
-8% |
-3,5% |
| 4 CICLI |
Cadute Dodero n° |
|
12 |
|
| BAGNA - ASCIUGA |
Forza d'arresto daN |
|
860 |
|
| ESSICCAMENTO |
Variazione n° cadute |
|
+9% |
|
| AL COPERTO |
Variazione forza d'arresto |
|
-7% |
|
| 4 CICLI |
Cadute Dodero n° |
|
8 |
|
| BAGNA - ASCIUGA |
Forza d'arresto daN |
|
860 |
|
| ESSICCAMENTO |
Variazione n° cadute |
|
-27% |
|
| AL SOLE |
Variazione
forza d'arresto |
|
-9% |
|
| GHIACCIATA |
Cadute Dodero n° |
4 |
5 |
3 |
| Bagnata
e |
Forza d'arresto daN |
805 |
898 |
819 |
| tenuta
a -30°C |
Variazione n° cadute |
-50% |
-64% |
-25% |
| per
48 ore |
Variazione forza d'arresto |
-9% |
-5% |
-14% |
| Nota: i risultati esposti in
tabella rappresentano il dato medio di tre campioni
testati. |

Variazione della forza di arresto

Test su corde Beal
PER SAPERNE DI PIÙ
Dalla lettura dell’articolo abbiamo appreso come la
presenza di acqua e/o ghiaccio nelle corde per alpinismo determini
un sostanziale cambiamento delle loro prestazioni dinamiche.
In realtà, ciò che pregiudica le proprietà
fisico-meccaniche dei filamenti di nylon di cui la corda è
costituita non è nè l’acqua trattenuta
meccanicamente dalle fibre (facilmente eliminabile per semplice
strizzaggio o centrifugazione) nè quella trattenuta
mediante legami fisici superficiali, acqua che - in entrambi
i casi - può essere presente anche in notevoli quantità
considerata l’elevata superficie specifica dei filamenti
il cui spessore, come è noto, è sottilissimo
(ca. 30?, ossia la metà di un normale capello). L’acqua,
per così dire, “cattiva” è quella
(poca) che si diffonde all’interno dei filamenti, andando
a piazzarsi - in particolare - nella parte amorfa della struttura
polimerica della macromolecola.
Per comprendere meglio come avviene tale fenomeno di diffusione,
è forse necessario - almeno per i non addetti ai lavori
- un breve chiarimento. Come accennato nella nota [b], il
nylon (ma il discorso può valere, in genere, per tutti
i polimeri sintetici) è costituito da macromolecole
formate da singole molecole semplici (monomeri) che si uniscono
a migliaia le une alle altre per formare una sorta di lunga
catena (polimero). Il polimero così ottenuto è
di tipo semicristallino, essendo caratterizzato da una parte
cristallina e da una parte amorfa, dove la prevalenza dell’una
sull’altra dipende dalle condizioni operative adottate
nella fase di produzione (polimerizzazione). Ciò significa
che nella macromolecola si alternano casualmente sia strutture
di catena perfettamente ordinate, con una ben definita sistemazione
spaziale degli atomi (parte cristallina), sia strutture del
tutto disordinate, con catene aggrovigliate (parte amorfa).
Per chiarire il concetto di “cristallino” e “amorfo”,
ci può essere d’aiuto l’esempio della nostra
stessa corda. Al momento dell’acquisto, quando si trova
ancora avvolta in matassa, ben sistemata, con le sue brave
spire ordinate le une sulle altre, tra le quali lo spazio
libero è minimo, la nostra corda costituisce un ottimo
esempio di cristallo di catena polimerica. Quando invece viene
svolta per iniziare l’arrampicata e magari si impreca
con il compagno perché è riuscito ad aggrovigliarla
per bene, essa diventa un chiaro esempio di catena polimerica
amorfa. In questo caso il materiale (ossia la nostra corda)
è sempre lo stesso, ma non è più organizzato
come lo era prima, occupa uno spazio maggiore e nei vuoti
che si sono creati ci possono stare piccoli oggetti. Nel caso
dei filamenti di nylon, ci possono stare delle molecole d’acqua.
Quest’acqua che si diffonde nelle catene polimeriche
impiega un certo tempo per passare dalla superficie all’interno,
ma chiaramente cambia la loro struttura modificando così
le proprietà meccaniche del materiale. Trattandosi
di fili sottilissimi, si ritiene che i tempi necessari per
raggiungere la completa saturazione siano relativamente brevi.
Nondimeno, nel caso della nostra sperimentazione, sono stati
adottati tempi di ammollo piuttosto prolungati per essere
sicuri di avere prodotto l’effetto massimo.
Nel caso del ghiaccio, il problema si presenta in termini
leggermente più complessi, ma si sa che anche le molecole
di ghiaccio possono diffondersi all’interno della struttura
polimerica seppur con maggior lentezza, e quindi raggiungere
la completa saturazione in tempi più prolungati.
Tornando a quanto accennato in apertura, appare quindi evidente
come sia sufficiente una modesta quantità di acqua
- ossia quella che si diffonde nella parte amorfa della macromolecola
- per modificare profondamente le caratteristiche meccaniche
del nylon, determinando un decadimento di prestazioni la cui
entità è funzione della quantità di acqua
assorbita.
L'articolo è apparso ne
La Rivista del CAI, gennaio-febbraio 2001, pp. 74-79
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