Il Progetto delle nuove ricerche

Il primo passo: recuperare conoscenze scientifiche e tecniche     Il CRASC    Velocità di deformazione

Campi d'indagine sconosciuti     Energia     Chimica dei polimeri

Struttura di una corda     Azione di controllo     Diffusione e divulgazione dei risultati

 

Il primo passo: recuperare conoscenze scientifiche e tecniche - All'inizio del 2009 chi ancora, dopo decenni, operava nel Laboratorio prove materiali di Costacciaro ha iniziato una revisione approfondita dei metodi di ricerca e delle strumentazioni utilizzate per i test. L'esperienza e le conoscenze accumulate durante i lunghi anni di studi e risultati hanno fatto si che, senza disconoscere in alcun modo quanto sino a quel momento era stato portato avanti, si prendesse coscienza di quanto fosse oramai inadeguato il metodo e le strumentazioni usate. Le richieste del mondo speleo-alpinistico e canyonistico erano ben al di sopra di quanto il Laboratorio di Costacciaro potesse dare (a nostra conoscenza questo vale in generale). Non ci si poteva più accontentare di conoscere i carichi di rottura o le forze massime, ma si voleva avere notizie precise e quantitative, per esempio, sui carichi di lavoro che ogni attrezzo è in grado di sopportare e di come si distribuisce l'assorbimento d'energia durante una sollecitazione. Ma soprattutto rimaneva sempre in sospeso la questione: i carichi, i valori, il comportamento in genere degli attrezzi registrati a trazione lenta sono comparabili con gli stessi parametri acquisiti in prove di caduta? O meglio ancora: quali sono le differenze, se esistono, fra il comportamento in condizioni di sollecitazioni "quasi-statiche" (dinamometro idraulico da banco) e il comportamento in condizioni di trazione veloce (come appunto accade all'inizio delle prove a caduta di un peso che riproduce abbastanza fedelmente quanto può avvenire nella realtà della progressione)? Fra le tante opzioni possibili si è deciso di intervenire con spirito di servizio e curiosità, e di puntare ad una nuova fase delle ricerche per colmare i vuoti di conoscenza che invece di ridursi tendevano ad ampliarsi. Ma per far ciò occorreva cambiare mentalità e metodi di ricerca, adeguare e integrare le strumentazioni di misura, recuperare il gap di conoscenze scientifiche e tecniche che avevamo accumulato rispetto agli altri centri  di ricerca sui materiali in genere.
Il primo passo verso questa nuova fase è stato di dedicare molto tempo ed energie a recuperare conoscenze scientifiche e tecniche. Il che ha portato a raccogliere una vasta bibliografia fatta di trattati, manuali e articoli specialistici molto attuali, che ha subito mostrato quanto l'elaborazione teorica e la tecnologia, specie se informatizzata, fossero andate avanti e di quale capacità di analisi fossero dotate le strumentazioni ora disponibili. Poteva essere rivoluzionato il mondo delle prove sui materiali speleo-alpinistici! Questa lunga fase, che ha visto un lavoro collegiale degli operatori del Laboratorio di Costacciaro, è stata fondamentale ed ha portato ad una vasta raccolta di pubblicazioni, il cui elenco è riportato in una specifica pagina di questo web.

Il CRASC  - Il secondo passo della nuova fase ha visto la trasformazione del Laboratorio Prove Materiali di Costacciaro in Centro Ricerche sulle Attrezzature Speleo-alpinistiche Canyoning (CRASC). Questa nuova struttura operativa utilizza le vecchie e le nuove attrezzature del laboratorio del CENS e ha l'appoggio della speleologia CAI (Commissione Centrale per la Speleologia e Scuola Nazionale di Speleologia). La sua operatività è data da un gruppo di lavoro composto da diversi membri della vecchia commissione (che ha sinora garantito la funzionalità del laboratorio) e da nuovi membri aggiuntisi sulla base di chiare competenze. La sua struttura amministrativa è inserita in quella del CENS e la copertura finanziaria viene dalle risorse del CENS, dai contributi della Commissione Centrale per la Speleologia CAI e dalla Scuola Nazionale di Speleologia CAI, dalle risorse messe a disposizione di sponsor e di enti pubblici e privati. Per ora è così, ma non è da escludere che in futuro possano aggiungersi i contributi e gli appoggi di altre associazioni e individualità.

Velocità di deformazione - Venendo ai programmi di ricerca veri e propri la parola d'ordine è velocità di deformazione. Vediamo perché. Le nostre ricerche future verranno realizzate avendo come punto di riferimento fondamentale quanto è stato sviluppato e si è affermato nell'ultimo ventennio nel campo delle prove sui materiali in genere: è determinante misurare le caratteristiche e la resistenza del materiale sottoposto a test a diverse velocità di deformazione (che non è la velocità di allungamento del campione sottoposto alla sollecitazione, ma il rapporto fra questa e la lunghezza del campione stesso: la prima si misura in metri/secondo, la seconda in secondi-1). In effetti nella casistica della progressione in grotta o in montagna i vari attrezzi possono essere sollecitati con velocità di deformazioni che vanno da 0,003 s-1 (trazione sul dinamometro da banco) a 10 s-1 (possibile velocità di deformazione iniziale in prove di caduta). La velocità di deformazione iniziale in certe vie ferrate può arrivare potenzialmente anche a 25-30 s-1.

Campi d'indagine sconosciuti - In provini metallici e di fibre plastiche (in unico soggetto e non composti da una molteplicità di fili elementari come appunto accade nelle corde) la velocità di deformazione influenza fortemente le caratteristiche dei materiali sottoposti a prova: in genere con l'aumentare della velocità di deformazione aumentano il livello di elasticità (il che è un bene) e la forza di rottura (il che è sempre un bene). Ma nella progressione speleo-alpinistica i materiali sono molto complessi come struttura (si pensi alle corde composte da almeno un milione di fili elementari, ai moschettoni, ai discensori, ai dissipatori, alle longe, ecc. che non possono essere assimilati alle strutture di semplici provini da test) e non si conoscono le influenze della velocità di deformazione sulle loro caratteristiche di deformazione e di tenuta. Ancor più complesso è il problema dell'influenza della velocità di deformazione nel caso di situazioni con interazione fra attrezzi diversi, come ad esempio in una potenziale caduta con bloccante su corda, oppure nella strizione di un nodo. Sinora i dati descrittivi delle attrezzature speleo-alpinistiche  sono stati ottenuti in condizioni quasi-statiche (trazione lenta per intenderci) a parte il numero degli choc sopportati prima della rottura. Spesso con le prove sono stati ottenuti valori alla rottura, ma sempre in condizioni di trazione lenta. Per ora fra speleo e alpinisti tutto questo viene semplicisticamente sbrigato con un: "... si ma in condizioni dinamiche" (alludendo a chissà quali sfaceli possano prodursi nelle sollecitazioni a caduta), non ricordando fra l'altro che in caso di caduta  tutto porterebbe a supporre il contrario visto che il materiale da progressione da grotta e da montagna, se su esso potessero essere applicate le conclusione ricavate per provini metallici e plastici, si comporterebbe in modo più elastico e resistente.
Dunque è chiaro che esiste un vasto campo d'indagine, sinora ignorato o quasi, che lega le caratteristiche delle attrezzature usate in grotta, in montagna e in canyon alla velocità di deformazione; e su questo campo il CRASC intende spendere molte delle sue energie (magari per concludere che non vi sono differenze sostanziali fra condizioni "statiche" e "dinamiche").

Energia - Un secondo altrettanto vasto campo d'indagine ha come parole d'ordine: "energia, contenuti energetici, energia dissipata, lavoro, lavoro prodotto". Questo significa rivoluzionare le indagini che non dovranno più accontentarsi di conoscere i valori della forza alla rottura, ma registrare tutta la variazione della forza in funzione degli allungamenti prodotti, e quindi conoscere tutta la dettagliata storia delle fasi dell'assorbimento dell'energia prima di giungere all'arresto della massa cadente o al cedimento del vincolo che la sosteneva. La conoscenza, anche quantitativa, degli aspetti energetici legati ad una sollecitazione costituisco la principale carta d'identità delle attrezzature speleo-alpinistiche, la loro migliore presentazione di fronte ai problemi di sicurezza e affidabilità. Che nella catena di sicurezza della progressione vi sia solo una successione di elementi rigidi ad altissima resistenza alla rottura non garantisce minimamente che questa catena possa sopportare lo choc di una caduta; anzi .... La possibilità di evitare la rottura della catena sta solo nell'indispensabile inserimento di almeno un elemento deformabile, magari a bassa resistenza alla rottura, che possa assorbire l'energia in gioco attraverso il suo allungamento. Il grafico Forza/Allungamento è la chiave interpretativa fondamentale per la comprensione del fenomeno. Il che vale tanto in condizioni "quasi-statiche" che in condizioni "dinamiche" e proprio dal confronto energetico fra sollecitazioni in diverse condizioni che potrà venire una parola definitiva sulla differenza dei comportamenti (se ci sono!).

Chimica dei polimeri - Un terzo dimenticato campo d'indagine riguarda soprattutto gli aspetti chimici legati alla composizione molecolare delle fibre sintetiche che, teoricamente, dovrebbero risentire della presenza di acqua e della conseguente idrolisi. In breve: la presenza o meno di acqua influenza le caratteristiche di deformabilità e di resistenza delle fibre? E' una domanda molto pertinente e a onor del vero il Laboratorio di Costacciaro sta portando avanti oramai da oltre sei anni una indagine in tal senso appoggiando con le propri strumentazioni una ricerca pensata e messa in campo dal francese Georges Marbach.

Struttura di una corda - Una quarta direttrice di ricerca vede al centro lo studio dei rapporti esistenti fra la struttura di una corda (che può variare in modo quasi infinito con la messa insieme di milioni di fili elementari nell'anima e nella calza) e le sue caratteristiche di capacità di assorbimento delle energia e di resistenza alla rottura e all'usura. Per esempio, quale è la sezione trasversale effettiva di una corda rispetto a quella dichiarata dal costruttore che fa riferimento al diametro che si vede e si può misurare? Quale è la lunghezza effettiva dei fili elementari in un campione di corda rispetto alla sua lunghezza misurabile?

Azione di controllo - Un quinto ed ultimo campo di ricerca (ma dei nuovi sono sempre dietro l'angolo!) sta nel controllo della sempre maggiore proliferazione di attrezzi prodotti, che hanno portato ad una offerta di vendita che disorienta, creando problemi anziché risolverli. Occorre controllare perché, da alcuni dati campione già acquisiti, sembra che alcuni produttori non chiariscano bene le caratteristiche dei loro prodotti, fino al caso estremo che si affermino cose non corrispondenti alla realtà dei controlli effettuati.

Diffusione e divulgazione dei risultati - La ricerca razionale e scientifica sulle attrezzature speleo-alpinistiche è l'elemento basilare fra gli scopi del Centro Ricerche di Costacciaro. Ma a tale finalità si abbina un'azione che punta alla diffusione corretta dei dati acquisiti e del loro significato in termini di affidabilità, di efficacia e di sicurezza.  A tal fine, contestualmente alle ricerche, il CRASC realizzerà una serie di azioni che possano riportare la cultura tecnica ai livelli ottimali di un tempo, eliminando sovrastrutture concettuali che solo la mancanza di informazioni corrette ha permesso di proliferare. Pubblicazioni, incontri a tema, seminari, corsi, produzione di strumenti informatici esplicativi e di sintesi, dimostrazioni saranno gli elementi con cui si tenterà di diffondere e divulgare. Questo sito WEB sarà il fulcro intorno al quale ruoterà tutta l'azione di comunicazione e verrà aggiornato ogni volta che nuovi risultati e nuove considerazioni possano essere sottoposte agli speleologi, agli alpinisti e ai torrentisti. In queste pagine web verranno rese note le varie iniziative che il CRASC attuerà insieme alla Speleologia CAI (CCS e SNS).