Sono un appassionato di alpinismo. Sui moschettoni per arrampicare c’è scritto che hanno una resistenza di 2,2 tonnellate. Ad un corso di alpinismo ci è stato detto che la forza di strappo che dà alla fune uno scalatore di 75 kg che cade da 5 metri o da 35 metri è la stessa ed ha un valore di circa 1 tonnellata. Vorrei sapere se tale affermazione è vera e se sì quali calcoli bisogna eseguire per giungere a tale risultato. Vi ringrazio e complimenti per il servizio che offrite.

Io invece in montagna sono un vero pesce fuor d’acqua! Ciò nonostante i miei amici alpinisti mi dicono che, quando una corda ha subito uno strattone da caduta deve essere sostituita.

Se ne deduce che la corda quando "para la caduta" lavora in "campo plastico". I materiali solidi, sottoposti a sforzo, per un certo tratto si comportano in modo tendenzialmente lineare, la deformazione (allungamento nel caso della fune) e’ grosso modo proporzionale allo sforzo. Questo regime (detto elastico) e’ tale che, smettendo lo sforzo, il materiale torna alle dimensioni iniziali (o almeno molto vicino ad esse). Il materiale non ha subito modificazioni microscopiche e si può quindi riusare un elevato numero di volte.

Superato un certo sforzo i materiali si dividono in due grandi famiglie: i materiali fragili come pietra, vetro che si rompono di colpo, i materiali duttili che continuano a deformarsi senza grandi aumenti di sforzo. Il diagramma sottostante mostra il tipico comportamente di un materiale duttile (l’acciaio); come si vede lo sforzo cresce linearmente fino a 200 MegaPascal poi si entra in zona snervamento e lo sforzo si mantiene abbastanza costante (intorno ai 250 MPa) fino alla rottura che avviene intorno a una deformazione del 10%. La deformazione accumulata in campo plastico (il tratto oltre lo snervamento) non si recupera più e resta come deformazione permanente del materiale alterandone le caratteristiche.

Un comportamento come quella descritto per l’acciaio e’ proprio anche di molte fibre sintetiche e i costruttori di corde per montagna hanno giustamente pensato di sfruttare la grande capacita’ di assorbimento di energia del campo plastico per frenare le cadute degli alpinisti col minor danno possibile per il malcapitato.

Lo scheletro umano, specie se sostenuto da una muscolatura tonica e allenata come dovrebbe essere quella di chi si avventura in certe spedizioni, è in grado di sopportare diverse volte il peso proprio del corpo senza danni gravissimi, se ben imbragato anche svariati g, supponiamo 5g tanto per fissare le idee.

Ora un uomo di 75 kg, sottoposto a 5g tira con 75×5 = 375 kg

Bene se la nostra fune si snerva a 375 kg o giù di lì essa, una volta tesa, frenerà la caduta dell’uomo con quella tensione circa costante proprio perché a snervamento il tiro non aumenta più o quasi.La deformazione invece aumenta e nel caso di fibre sintetiche speciali può arrivare oltre il raddoppio della lunghezza.

Ora supponendo p.es un volo di 30m l’uomo di 75 kg avra’ accumulato 30x75x9,8 = 22 kJ di energia cinetica.

Trascuriamo pure l’energia assorbita dal tratto elastico, la deformazione plastica sarà:

22000 / (9,8 * 375) = ~6m

ora se la corda era lunga la metà della caduta, cioè 15m la sua deformazione è 6/15 = 40%. La corda di materiale speciale resisterà, ma sarà bene non usarla una seconda volta.

In conclusione:

La tonnellata di resistenza mi sembra eccessiva se confromtata con la resistenza dello scheletro umano, 300-400 kgp mi sembrano più adeguati.

Quanto al carico di rottura, se non ricordo male, certi materiali plastici, a differenza dei materiali metallici presentano una curva che ritorna verso l’alto

Come si vede la rottura può avvenire a un carico più che doppio dello snervamento. In altre parole, la fune per un buon tratto frena compatibilmente con la resistenza dello scheletro e del sistema muscolare, se proprio si esagera, cerca di farcela cavare lo stesso con qualche osso rotto.

Da tutto quanto esposto sopra appare chiaro che il compito della frenata della caduta è interamente affidato alla fune. E’ quindi perfettamente ragionevole che il moschettone e, in generale tutti gli organi di collegamento, siano dimensionati per carchi ben p1ù elevati; quindi 2 tonnellate e oltre per un moschettone vanno benissimo. Sarebbe ben grave che una fune che ha lavorato bene a salvarci la pelle fosse tradita da un moschettone sottodimensionato!