4.B Materiali d'armo

B. Galvan, "Prove di tenute delle piastrine Petzl e bulloni 8 MA resistenza 8.8", Atti VIII Conv. Reg. Sp. Trentino Alto Adige, 1984, p. 109-112.
B. Galvan, "La sollecitazione degli armi sui pozzi" Atti VIII Conv. Reg. Sp. Trentino Alto Adige, 1984, p. 107-108
G.Pannuzzo, "Prove moschettoni", Il nottolario, 7 n. 6 (Genn. 1995) p. 11-12.
A.Vanin, "Il materiale SPIT", Speleologia, n. 1 (1979) p. 29-33
F. Salvatori, "Una questione alla volta: tasselli e distanza di posa", Speleocai, N. 2 (1990) p. 10-11.
F.LoMastro, "Riflessioni fantastiche e non intorno al tassello ideale", Speleologia, n. 29 (1993) p. 78-80.
F.LoMastro, "Prove pratiche di realizzazione di un tassello estraibile", Speleologia, n. 30 (1994) p. 104-105
F.LoMastro, "Evoluzione del tassello estraibile", Speleologia, n. 31 (1994) p. 71.
Rigging for Alpine SRT http://www.cavepage.magna.com.au/cave/SRTrig.html
"http://web.ukonline.co.uk/memebers/andy.mccarron/cncc/cncctech.htm"
J.H.Ganter, W.K.Storage, "Artificial rigging anchors for the present and future", NSS News, n. 48 (1990) p. 120-128 http://nerve-net.zocalo.com/jg/c/pubs/Anchors/
B.Schwartz, "Project caving and permanent rigging", 1999 http://nerve-net.zocalo.com/jg/c/tech/PermRigging/default.htm

La forza trasmessa all'armo durante una risalita o una discesa su corda varia a secondo della distanza dall'armo (per l'energia assorbita dall'elasticita` della corda), e, soprattutto, dal modo di procedere. Muoversi con uniformita` e dolcezza, sollecita meno l'armo che non andare a strattoni o fare brusche frenate.

4.B.1 Carichi di rottura dei tasselli

La resistenza dei tasselli (spit e fix) dipende dal tipo di roccia, da come vengono infissi, e da come lavorano. A tal fine si distinguono due tipi di utilizzo dei tasselli: a taglio e ad estrazione. Le modalita` di cedimento sono differenti nei due casi.

Quando un tassello lavora a taglio il cedimento e` dovuto allo sgretolarsi della roccia al bordo del foro. Questo permette la flessione del tassello che si spezza a causa della sua rigidita`. Per questo motivo e` pericoloso mettere spit con fori troppo svasati (oltre 2 mm). Per lo stesso motivo e` pericoloso lasciar sporgere lo spit (oltre 1 mm) perche` il colletto viene a lavorare a flessione.

Nel caso ad estrazione e` invece la roccia a cedere (in genere), e precisamente si stacca un cono di roccia (alto 25 mm a diametro di base 130 mm per lo spit, e 110 mm per il fix) sulla cui superficie si puo` pensare agiscano le forze che sostengono l'ancoraggio. Per la roccia compatta queste sono forze coesive (resistenza a taglio T) mentre per roccia poco compatta sono forze di attrito (statico S) dovute alla pressione del tassello.

Malgrado il cono non sia regolare, si puo` fare una analisi (qualitativa) teorica assimilandolo ad un cono regolare. Nel primo caso la resistenza e` proporzionale all'area del cono:

La seguente tabella riassume le resistenze di spit, fix e fittoni. L'acciaio usato per spit e fix normali e` UNI 9 S Mn Pb 36, quello dei fix inox e` UNI X 10 Cr Ni Si 18 09.

Nel caso di attacchi multipli, la tenuta a taglio e` indipendente dalla distanza fra i due tasselli ed e` pari al doppio della resistenza del singolo tassello. La tenuta ad estrazione e` indipendente dalla distanza (e pari a due volte la tenuta del singolo tassello) solo se tale distanza e` superiore al diametro del cono di tenuta descritto sopra. Per valori inferiori i due coni interferiscono e la tenuta diminuisce a causa della forza di sostegno che viene a mancare. Questo effetto puo` essere stimato teoricamente: la riduzione di sostegno risulta pari a (in rapporto alla tenuta di due tasselli)

Nel caso di tasselli messi su gradini di roccia, quando lavorano ad estrazione la distanza dal bordo deve essere superiore al raggio del cono di estrazione. Quando lavorano a trazione si ha una riduzione della resistenza in dipendenza dalla distanza dal bordo: a 6 cm e` il 50%, a 5 cm il 20%. In mancanza di dati precisi [FIXME] si consiglia una distanza di 20 cm (e anche piu` per roccie deformabili).

4.B.2 Coppia di serraggio dei bulloni

La coppia di serraggio ottimale per i bullloni marcati e` descritta in apposite tabelle UNI da cui riportiamo i dati relativi ai bulloni M8 e M6 ("M" indica "metrico", e il numero e` il diametro esterno della vite in mm). Il coefficiente d'attrito per l'acciaio vale 0.14 senza lubrificanti e 0.10 con lubrificanti.

La coppia di serraggio consigliata e` tale da indurre nella vite una trazione pari al precarico, che e` 80% del carico di rottura. Questo valore e` una indicazione della resistenza del bullone: il bullone e` garantito tenere una forza ad estrazione inferiore o uguale al precarico. In tal caso la forza viene trasmessa al tassello (e di qui alla roccia) senza problemi per il bullone. Se la forza eccede il precarico, possono intervenire fenomeni di snervamento finche` si ha la ceduta del bullone.

I bulloni per spit sono gli M8. I bulloni devono avere una lunghezza adeguata in modo che la vite entri sufficientemente nel tassello (almeno cinque giri). Quindi, con le piastrine si usano bulloni da 15 mm (lo spit ha 12 mm di filettatura, e la piastra ha uno spessore di 4 mm), con gli anelli si usano bulloni da 20 mm (l'anello ha uno spessore di 8mm).

Per una adeguata resistenza e` sufficiente la classe 8.8. In effetti le prove sui materiali hanno mostrato che i bulloni M8-8.8 hanno una resistenza a taglio di 2900 Kgp e una ad estrazione di 3300 Kgp (stretti con una coppia di 2 Nm). Questi valori scendono leggermente all'aumentare della coppia (2700 e 3000 Kgp rispettivamente a 6 Nm). Tenuto conto che spesso i bulloni lavorano parte ad estrazione, parte a taglio, questi valori mostrano che gli M8-8.8 sono adeguati purche`

• stretti con una forza di circa 20 Kg
• avvitati per almeno cinque giri
• la placca o l'anello aderisca al tassello (o alla roccia), altrimenti il bullone lavora a flessione.

4.B.3 Resistenza di piastre ed anelli

La resistenza delle piastre in lega e` abbastanza vicina al valore nominale (1800 Kgp) anche quando la direzione di trazione non e` verticale, ma comunque entro i 30 gradi. Oltre tale limite la resistenza diminuisce notevolmente. Le piastre in acciao invece (resistenza 2200 Kgp) sostengono trazioni ad ogni angolo (anche a 90 gradi, cioe` quando si mettono a soffitto). Gli anelli in acciaio sono affidabili per trazioni ad ogni angolo; hanno una resistenza superiore a 2000 Kgp su spit e compresa fra 1200 e 1800 Kgp su fix. L'anello asimmetrico Petzl ha una resistenza a taglio superiore a 1900 Kgp su spit (1000 su fix) e ad estrazione arriva a 2700 Kgp (1800 su fix). Il clown ha una resistenza di circa 2500 Kgp per trazioni fino a 45^o poi questa decresce ed arriva a 1300 Kgp a 90^o.

E` possibile che le piastre in lega subiscano perdite di tenuta per usura, cioe` per le continue flessioni cui sono sottoposte, che causano una ceduta della coesione. Anche se questo non e` confermato e` meglio avere sempre gli ancoraggi di sicurezza (che non sono soggetti a fatica, non venendo sollecitati durante la normale progressione). Un ancoraggio ben fatto (in cui la piastra lavora di taglio, come "da manuale") riduce le flessioni sulla piastra e quindi l'usura della stessa.

La seguente tabella riassume i dati di resistenza di pastre ed anelli. Si riferiscono ad attacchi con un bullone da 8 millimetri a spit (diametro 12 millimetri) piantati per 30 millimetri o a fix da 8 mm. I carichi di tenuta sono espressi in kilogrammi.

4.B.4 I nodi sulle corde

Il nodo influenza la tenuta della corda. Per iniziare il nodo contribuisce con l'elasticita` e la plasticita` della spire, gli attriti interni (microscorrimenti) e quelli esterni (scorrimento delle spire e della corda) ad assorbire energia in caso di caduta. Inoltre il nodo riduce il carico di rottura, poiche` la corda si trova ad essere compressa fra le spire del nodo ed e` qui piu` "fragile". In effetti la maggior parte dei cedimenti avviene proprio all'ingresso del nodo dove massima e` la pressione sulla corda e c'e` la completa tensione del carico.

Dunque i nodi sono il punto debole della corda. In un nodo si ha la massima concentrazione delle forze di attrito sulle spire (dopo che e` stato strizzato). L'attrito e` pari al carico di trazione altrimenti il nodo scorrerebbe. in questo senso i nodi sono "rigidi": e` sempre lo stesso punto della corda che forma il nodo ed e` soggetto alle sollecitazioni di carico e d'attrito. E questo vale soprattutto per ancoraggi permanenti.

Il fatto che poi la corda si spezzi all'ingresso dipende dal fatto che l'attrito e` proporzionale alla pressione. L'attrito nel nodo dipende dalla pressione e dall'area su cui questa agisce. Quest'area dipende dalla struttura del nodo, mentre la pressione dipende dalla tensione (cioe` dal carico), ma non e` uniforme in tutto il nodo: si distribuisce in base alla struttura di questo. La riduzione del carico di rottura dovuta al nodo varia dal 30% al 57%. Inoltre se il nodo e` fatto male (spire accavallate) ci puo` essere un ulteriore 10% di riduzione.
[FIXME SCRIVERE MEGLIO QUESTE CONSIDERAZIONI]

La seguente tabella riporta i valori di resistenza residua per vari nodi, riportate da due fonti differenti [FIXME NON RICORDO QUALI].
E` ripportata anche la lunghezza di corda usata per il nodo, escludendo l'eventuale gassa e il capo libero. Questa e` espressa in centimetri, e si riferisce ad una corda da 9 mm.