Soste fisse e soste mobili:
un confronto
Claudio Melchiorri
SCA – 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
Sosta mobile classica
La 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)
Un confronto tra le soste
Criteri generali per la realizzazione di una sosta:
•
•
Caso peggiore: caduta diretta sulla sosta
Presenza di un “offset” di caduta:
impossibile prevedere la
direzione di carico
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
CONFRONTO MODELLO-DATI SPERIMENTALI
PROVA CON FILE # 3 del 10 giugno 2010
6000
•
Dettagliato modello matematico
5000
forze ( N )
4000
forza totale vertice (sperimentale)
forza ramo Sx (sperimentale)
forza ramoDx (sperimentale)
forza totale vertice (modello)
forza ramo Sx (modello)
forza ramoDx (modello)
3000
2000
1000
•
Prove sperimentali con
strumentazione apposita
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
tempo ( s )
0.5
0.6
0.7
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
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:
Sosta fissa: Fa = 515.58 daN
Fa = 541.35 daN
Fsx = 423.3
Fsx = 228.15 daN
Fdx = 150.2
Fdx = 368.80 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 daN
Sosta fissa: Fa = 515.58 daN
Fsx = 228.15 daN
Fsx = 423.3
Fdx = 368.80 daN
Fdx = 150.2
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 m
1.46 m
0.95 m
0.16 m
Assicurazione classica
Assicurazione classica – no cedimento
2876
3000
2752
2533
2455
2576
2244
2500
2350
2575
2330
2302
2191
1839
2000
1605
1468
1500
1457
1840
1488
1727
1305
1230 1266
1333
1133
1000
2642
1178
1082
1619
1746
1731
F min chiodo
1208
F max chiodo
F tot
500
0
1.95
Mob
1.46
0.95
Mob
Mob
Cordino kevlar
0.16
Mob
1.95
1.46
0.95
FB
FB
FB
F tot
F max chiodo
F min chiodo
0.16
FB
1.95
1.46
Mob
Mob
Fettuccia dyneema
Assicurazione classica – no cedimento
3000
2876
Sosta
mobile
2500
2000
Carichi totali sulla sosta
2533
2244
1839
Mobile Classica
1.46 1.49
dyneema
1839
1605
1605
1488
1468
1457
1305
1266
1500
Mobile Classica
1.95 1.31
dyneema
2455
1488
Mobile Classica
0.95 1.68
dyneema
1305
1230
Mobile Classica
0.16 1.94
dyneema
1000
Forza massima su
un ancoraggio
500
371
149
222
76
0
F media sx
Sbilanciamento
F media dx
F tot
F max chiodo
|sx -dx|
3000
2752
2500
2000
2350
2302
Sosta
fissa
2576
2330
2191
1840
1500
1840
1333
1208
Fissa bilanciata
Classica 1.95 1.31
dyneema
2350
2302
Fissa bilanciata
Classica 1.46 1.49
dyneema
1333
1217
1124
1178
1133
1082
Fissa bilanciata
Classica 0.95 1.68
dyneema
1000
758
500
Fissa bilanciata
Classica 0.16 1.94
dyneema
125
0
F media sx
F media dx
F tot
F max chiodo
|sx -dx|
Assicurazione ventrale e bilanciata
Assicurazione ventrale e bilanciata
4500
4000
2786
3000
24882415
2500
1500
4500
4000
3500
2000
4008
3821
4008
3821
1952
1715
Mob Ventrale
ADC no
FB Ventrale
ADC no
1812
1267
Mob Bilanciata
1/2 b no
1000
500
2786
3500
2488
2500
2000
1715
F min chiodo
F max chiodo
F tot
Offset:
0.52 m
Assicuratore:
Marco B. 63 kg
Lunghezza corda: 2 m
H caduta libera:
2m
1812
1952
1500
F min chiodo
F max chiodo
1267
1000
F tot
500
F max chiodo
0
no
Ventrale ADC
0
2415
3000
Mob
F min chiodo
no
Ventrale ADC
FB
no
Bilanciata 1/2
b
Mob
Minori sollecitazioni con
assicurazione bilanciata!
Comportamento sostanzialmente
equivalente negli altri due casi
F tot
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 cedimento
Considerazioni:
•
•
•
•
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
Assicurazione dinamica con cedimento
Sosta mobile: possibili danni alla fettuccia
Assicurazione dinamica con cedimento
4784
4784
4569
4569
5000
4368
4368
4168
4168
4500
4000
3950
3950
3500
3000
2500
medie sx
2000
1500
1341
medie dx
1310
medie tot
1015
1000
1309
1375
500
medie tot
0
medie dx
Mobile,
Ventrale 1/2
b
Offset:
Massa appesa:
Assicuratore:
kg
Andrea M.
Mobile,
Classica
Mobile,
Bilanciata
1/2b
0.52 m
65 kg
Marco B. 63
medie sx
Fissa,
Bilanciata 1/2
b
Fissa,
Ventrale 1/2
b
Minori sollecitazioni con
sosta fissa…
Confronto
Cedimento
4784
4784
4569
4569
4368
4368
4168
4168
3950 4076
3950
3132
3317
3043
3074
2394
1341 1310
2142
1015 1309 1375
1265
1968
medie sx
1161
1072
1412
medie dx
medie tot
medie tot
medie sx
M
ob
i le
,V
en
t ra
le
M
1/
o
2b
M
bi
ob
le,
ile
Cl
as
,B
si c
ila
a
nc
Fis
iat
sa
a1
,B
il a
/2
nc
b
ia t
Fis
a1
sa
,V
/2
en
b
tra
Fi s
le
sa
1/
,V
2b
en
t
Fis
ra
le
sa
,B
1/
2b
ila
nc
M
iat
ob
a1
il e
/2
,V
b
en
M
t ra
ob
le
ile
1/
,B
2b
ila
nc
iat
a1
/2
b
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
NON cedimento
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 diSeparazione
uno di essi delle funzioni
(trattenuta e autoassicurazione)
Separare le funzioni…
Barcaiolo
Capocordata
Assicuratore
Separare le funzioni…
funzione di
assicurazione
(collegamento
parallelo mobile)
funzione di
auto-assicurazione
(collegamento
parallelo fisso)
Separare le funzioni…
Separare le funzioni…
Tabelle di confronto 1/2
Volo diretto sulla sosta (caso peggiore)
Studio delle sollecitazioni sugli ancoraggi
Sosta Mobile
Corda bloccata (no
autoassicuratore)
Assicurazione classica
Sosta Fissa Bilanciata
No cedimento
Migliore distribuzione delle
sollecitazioni sugli ancoraggi,
anche se può essere nel
rapporto 2:1 o peggio. Il carico
maggiore è sul punto del lato
dell'offset
Cedimento
Sollecitazione sull'ancoraggio
rimanente maggiore, anche se
di poco, rispetto alla sosta
fissa; in ogni caso la
sollecitazione sul punto
rimanente è circa il doppio
No cedimento
Distribuzione delle
sollecitazioni sugli ancoraggi
che dipende dalla costruzione;
può essere sollecitato anche 1
solo punto. Il carico maggiore
è sul lato opposto all'offset
Migliore distribuzione delle
sollecitazioni sugli ancoraggi,
anche se può essere nel
rapporto 2:1 o peggio. Il carico
maggiore è sul punto del lato
dell'offset
Dipende dal posizionamento
del punto di
autoassicurazione: molto male
se è all'ancoraggio che cede;
male se è al vertice; neutro se
è sull'ancoraggio che rimane
Distribuzione delle
sollecitazioni sugli ancoraggi
che dipende dalla costruzione;
può essere sollecitato anche 1
solo punto. Il carico maggiore
è sul lato opposto all'offset
Migliore distribuzione delle
Maggiore sollecitazione a
sollecitazioni sugli ancoraggi, causa della caduta
anche se può essere nel
dell'assicuratore
Assicurazione bilanciata rapporto 2:1 o peggio. Il carico
maggiore è sul punto del lato
dell'offset
Sollecitazioni elevate sul
vertice a causa dell'effetto
carrucola sulla sosta
Maggiore sollecitazione a
causa della caduta
dell'assicuratore
Assicurazione ventrale
Sosta mobile: le sollecitazioni su chi cade risultano maggiori
che non nel caso di sosta fissa
Cedimento
Sollecitazione sull'ancoraggio
rimanente minore, anche se di
poco, rispetto alla sosta
mobile; in ogni caso la
sollecitazione sul punto
rimanente è circa il doppio
Dipende dal posizionamento
del punto di
autoassicurazione: molto male
se è all'ancoraggio che cede;
neutro se è al vertice; neutro
se è sull'ancoraggio che
rimane.
Distribuzione delle
Minore sollecitazione
sollecitazioni sugli ancoraggi sull'ancoraggio rimanente (no
che dipende dalla costruzione; caduta assicuratore)
può essere sollecitato anche 1
solo punto. Il carico maggiore
è sul lato opposto all'offset
Sollecitazioni elevate sul
vertice a causa dell'effetto
carrucola sulla sosta
Note
In tutti i casi con cedimento,
sull'ancoraggio rimanente c'è
una sollecitazione
"improvvisa" con valore pari a
circa il doppio rispetto al caso
di non cedimento
In tutti i casi con cedimento,
sull'ancoraggio rimanente c'è
una sollecitazione
"improvvisa" con valore pari a
circa il doppio rispetto al caso
di non cedimento
In tutti i casi con cedimento,
sull'ancoraggio rimanente c'è
una sollecitazione
"improvvisa" con valore pari a
circa il doppio rispetto al caso
di non cedimento
Minore sollecitazione
In ogni caso con
sull'ancoraggio rimanente (no l'assicurazione ventrale si ha
caduta assicuratore)
un effetto carrucola sulla
sosta
Sosta fissa: le sollecitazioni su chi cade risultano minori che
non nel caso di sosta mobile
Maggiori carichi sugli
ancoraggi rispetto alla
assicurazione classica a
causa del peso
dell'assicuratore
Maggiori carichi sugli
ancoraggi rispetto alla
assicurazione classica a
causa del peso
dell'assicuratore
Tabelle di confronto 2/2
Sosta Mobile
No cedimento
Corda bloccata (no
autoassicuratore)
Volo diretto sulla sosta (caso peggiore)
Studio delle conseguenze sull'assicuratore
Sosta Fissa Bilanciata
Cedimento
No cedimento
Cedimento
N.A.
N.A.
N.A.
N.A
N.A.
Dipende dal posizionamento
del punto di
autoassicurazione:
problematico se è
all'ancoraggio che cede o al
vertice; può esserlo se è
sull'ancoraggio che rimane
Coinvolgimento assicuratore
nella caduta
N.A.
Coinvolgimento assicuraotre
nella caduta
N.A
Assicurazione classica
N.A
N.A.
Dipende dal posizionamento
del punto di
autoassicurazione: può essere
problematico se è
all'ancoraggio che cede;
neutro se è al vertice o
sull'ancoraggio che rimane.
Nessuna differenza rispetto al
non cedimento dell'ancoraggio
Assicurazione bilanciata
N.A.
Assicurazione ventrale
Nessuna differenza rispetto al
non cedimento dell'ancoraggio
Note
Ringraziamenti
Si vuole ringraziare l’aiuto e il contributo fondamentale
di:
I membri del CSMT
Il CNSAS
C. Zanantoni
V. Bedogni
L. Caderone
A. Manes
M. Brunet,
M. Segat
N. Tondini
O. Piazza
UN RINGRAZIAMENTO
PARTICOLARE A
S. Bavaresco