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.

 

 

 

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