Soste fisse e soste mobili:un confronto

Claudio MelchiorriSCA – CSMT

Un confronto tra le soste

• Più spesso di quanto è auspicabile avvengono gravi incidenti in montagna dovuti al cedimento della sosta

• Vi sono diverse “scuole” di pensiero sulla migliore sosta (fissa o mobile) da realizzare per prevenire questa eventualità

• La sosta dipende dal tipo di terreno in cui ci si trova e anche dal tipo di assicurazione che si mette in atto

Un confronto tra le soste

• Il CSMT e la SCA hanno da tempo iniziato un impegnativo studio sul confronto delle soste fisse e mobili

• Più di 300 prove eseguite (Torre di Padova, Arco) in diverse condizioni operative:

– Corda bloccata

– Assicurazione dinamica

– Presenza o meno di offset di caduta

– Caduta direttamente sulla sosta o con rinvio

La sosta mobile “classica”

Sosta mobile classica

Sosta mobile con asola inglobata

Sosta semimobile

Sosta fissa

Con nodo unico (sx)

Con nodi separati (dx)

La mobilità del vertice è molto limitata

L’abbassamento in caso di fuoriuscita di un chiodo è quasi nullo

Sosta fissa bilanciata

Sosta fissa ad anello

Sosta fissa ad anello

L'anello di servizio in caso di ancoraggi posizionati verticalmente (come nella foto) va sull'ancoraggio più basso, perché in questo modo, in caso di volo prima della prima protezione e cedimento dell'ancoraggio, non si verifica un significativo allungamento del volo. Unica eccezione si ha quando un eventuale caduta prima del primo rinvio termina sulla sosta (terreno o terrazza)

• Presenza di un “offset” di caduta: impossibile prevedere la direzione di carico

Criteri generali per la realizzazione di una sosta:

• Caso peggiore: caduta diretta sulla sosta

Un confronto tra le soste

Criteri per realizzare una sosta

• Ridondanza degli ancoraggi (2 o più)

• Minimizzare i carichi (bilanciare le sollecitazioni sugli ancoraggi)

• Minimizzare le conseguenze del cedimento di un ancoraggio (sollecitazione sul rimanente)

Un confronto tra le soste

Negli studi fatti, sono state considerate:

la sosta mobile “classica” la sosta “fissa bilanciata”

Strumenti di confronto

• Dettagliato modello matematico

• Prove sperimentali con strumentazione apposita

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70

1000

2000

3000

4000

5000

6000

CONFRONTO MODELLO-DATI SPERIMENTALIPROVA CON FILE # 3 del 10 giugno 2010

tempo ( s )

forz

e (

N )

forza totale vertice (sperimentale)

forza ramo Sx (sperimentale)

forza ramoDx (sperimentale)forza totale vertice (modello)

forza ramo Sx (modello)

forza ramoDx (modello)

Strumenti di confronto

COLLEGAMENTO FISSO

COLLEGAMENTO MOBILE

Casi analizzati

Sia per la sosta fissa che per la mobile si sono studiati i seguenti casi:

• Corda bloccata al vertice del triangolo

• Assicurazione classica

• Assicurazione classica bilanciata

• Assicurazione ventrale

Casi analizzati

E’ stata considerata (per tutti i casi) anche l’eventualità di cedimento di un ancoraggio

Corda bloccata al vertice

Corda bloccata al vertice

Sollecitazioni con offset pari a 1.7 m (a destra della sosta) di soste mobile (sx) e fissa bilanciata (dx)

Sosta mobile: Fa = 541.35 daNFsx = 228.15 daNFdx = 368.80 daN

Sosta fissa: Fa = 515.58 daNFsx = 423.34 daNFdx = 150.26 daN

Corda bloccata al vertice

Sollecitazioni con offset pari a 1.7 m (a destra della sosta) di soste mobile (sx) e fissa bilanciata (dx)

Sosta mobile: Fa = 541.35 daNFsx = 228.15 daNFdx = 368.80 daN

Sosta fissa: Fa = 515.58 daNFsx = 423.34 daNFdx = 150.26 daN

Corda bloccata al vertice

Sosta mobile• A causa dell’attrito al vertice NON si ha un

bilanciamento dei carichi tra gli ancoraggi. Si può avere il caso di 1/3 del carico su un punto e 2/3 sull’altro!

• Nel caso di cedimento di un ancoraggio, la sollecitazione sul rimanente NON è così peggiore rispetto alla sosta fissa come si crede!

Corda bloccata al vertice

Sosta fissa• A causa dell’offset NON si può prevedere la direzione

di sollecitazione e quindi lo sbilanciamento delle forze sugli ancoraggi è maggiore che non nel caso di soste mobili.

• Nel caso di cedimento di un ancoraggio, la sollecitazione sul rimanente è paragonabile a quella della sosta mobile

Corda bloccata al vertice

Sosta mobile• L’ancoraggio più sollecitato è quello

dal lato della caduta

Sosta fissa• L’ancoraggio più sollecitato è quello

dal lato opposto della caduta

Assicurazione dinamica

• Condizioni di prova: Massa: 63 kg

H caduta: 1.6 m

Offset:1.95 m1.46 m0.95 m0.16 m

Assicurazione classica

Assicurazione classica – no cedimento

Cordino kevlar Fettuccia dyneema

Assicurazione classica – no cedimento

Carichi totali sulla sosta

Forza massima su un ancoraggio

Sbilanciamento

Sostamobile

Sostafissa

Assicurazione ventrale e bilanciata

Assicurazione ventrale e bilanciata

Offset: 0.52 mAssicuratore: Marco B. 63 kgLunghezza corda: 2 mH caduta libera: 2 m

Minori sollecitazioni con assicurazione bilanciata!Comportamento sostanzialmente equivalente negli altri due casi

Assicurazione ventrale e bilanciata• I carichi ai punti fissi sono maggiori rispetto alla

“classica” a causa del peso dell’assicuratore

• L’effetto della massa appesa non pare cambiare molto la migliore ripartizione dei carichi del collegamento mobile rispetto al fisso (da verificare ulteriormente)

• Nell’assicurazione ventrale le sollecitazioni sulla sosta sono molto maggiori a causa dell’effetto carrucola sul falso rinvio!

Assicurazione dinamica con cedimentoConsiderazioni:

• Possibilità di perdita del controllo da parte dell’assicuratore

• Introduzione di ulteriore energia nel sistema per l’abbassamento della sosta e quindi maggiore caduta della massa

• Se appeso, vi può essere una caduta diretta dell’assicuratore sulla sosta

• Difficile esecuzione delle prove per motivi di sicurezza

Sosta mobile: possibili danni alla fettuccia

Assicurazione dinamica con cedimento

Offset: 0.52 mMassa appesa: 65 kgAssicuratore: Marco B. 63 kg

Andrea M.Lunghezza corda: 2 mH caduta libera: 2 m

Minori sollecitazioni con sosta fissa…

Assicurazione dinamica con cedimento

Confronto

NON cedimentoCedimento

Prova singola(altre medie 2-4 prove)

Riepilogando – no cedimento

•La sosta mobile NON distribuisce in modo uguale le sollecitazioni sugli ancoraggi. Le differenze dipendono da molti fattori e possono arrivare a caricare un ancoraggio fino al doppio dell’altro (33-66% invece che 50-50%)

•La sosta fissa genera comunque in genere una peggiore distribuzione del carico tra gli ancoraggi: vi è in genere un ancoraggio con un carico superiore che nel caso della sosta mobile (e peraltro l’altro con un carico inferiore)

Riepilogando – no cedimento

• Con offset, l’ancoraggio più sollecitato:

– per le soste fisse è sul lato opposto alla massa che cade

– per le soste mobili è sul lato della massa che cade

• Le differenze tra le sollecitazioni sugli ancoraggi:

– per le soste fisse sono proporzionali all’offset

– per le soste mobili sono inversamente proporzionali all’offset

Riepilogando – no cedimento

• Nel caso di assicuratore appeso al vertice, le differenze tra i due tipi di sosta tendono a diminuire

• Nel caso di volo direttamente sulla sosta, la assicurazione ventrale sollecita maggiormente la sosta rispetto alla classica (1/2 barcaiolo sul vertice)

Riepilogando – cedimento

• Nel caso in cui l’assicuratore non sia coinvolto nella caduta (p.e. appeso all’ancoraggio integro), vi è poca differenza tra le due soste (la maggior caduta dovuta al cedimento con sosta mobile non è molto influente)

• Se l’assicuratore è appeso, la sosta mobile provoca maggiori sollecitazioni dovute appunto alla massa dell’assicuratore che cade

• La sosta mobile rende molto più difficoltosa la trattenuta rispetto alla fissa, anche se l’assicuratore non è coinvolto nella caduta

Riepilogando

• Non sono state fatte prove specifiche, ma ci si aspetta che una sosta realizzata con materiale elastico (p.e. spezzone ½ corda) generi sollecitazioni minori

Sembra si possa dire che:

• Il collegamento mobile è migliore per abbassare il carico massimo sull’infisso più sollecitato

• Il collegamento fisso (quando l’assicuratore è appeso) è migliore per abbassare il carico sull’infisso restante in caso di cedimento di uno di essiSeparazione delle funzioni

(trattenuta e autoassicurazione)

Separare le funzioni…

Barcaiolo

AssicuratoreCapocordata

funzione di

assicurazione(collegamento

parallelo mobile)funzione di

auto-assicurazione(collegamento parallelo fisso)

Separare le funzioni…

Separare le funzioni…

Separare le funzioni…

Tabelle di confronto 1/2

Tabelle di confronto 2/2

Ringraziamenti

Si vuole ringraziare l’aiuto e il contributo fondamentale di:

I membri del CSMTC. ZanantoniV. BedogniL. CaderoneA. ManesM. Brunet, M. SegatN. Tondini

Il CNSASO. Piazza

UN RINGRAZIAMENTO PARTICOLARE A

S. Bavaresco