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9.4 Disostruzioni

F. Bianchi Demicheli, "Gas acetilene: caratteristiche, fisiopatologia, analisi dei rischi potenziali nell'utilizzazione speleologica", Il Corsaro, N. 3, 1993, p. 13-18.
Gruppo Lavoro Disostruzioni CNSAS, "Disostruzioni con il Disostrex", Speleologia n. 36 (1997) p.106-107.
A.Lafarguette, J.M.Ostermann, T.Pelessie, "Etude de la toxicite` des gas d'explosifs eu speleologie", Comm. Medicale de la Fed. Francais de Speleologie, 1992.
E.David, "Le Gaz", Fed. Francais de Spelelogie, 1997.
M.Demierre, J.Demierre, "Monoxide de carbone et minage eu speleologie", 1999.
R.Bregani et al., "Acetilene e rischio di intossicazione da monossido di carbonio", Spelelologia 42 (2000) p. 72-73.
http://sssi.free.fr/rapportexplosif.html Toxicité des gaz d' explosifs

Ad ogni disostruzione/scavo i suoi atrezzi:

A questo elenco si aggiungono gli atrezzi per rimuovere il materiale:

9.4.1 La mazza e la punta

La mazza e la punta da disostruzione sono comuni atrezzi da muratore, acquistabili in ogni ferramenta.
La mazza puo` avere un peso variabile (a seconda della esperienza di chi la usa). Una mazza da 800 grammi, non stanca il braccio, ma e` meno efficace di una da 1 kg, o una da 1.5 kg. Questa pero` comincia ad essere "pesante" soprattutto se si opera in posizioni scomode: se non si riesce a dare un buon colpo perche` la mazza e` troppo pesante ne viene meno l'utilita`.
A volte si puo` utilizzare persino la mazza da 2.5 kg: e` veramente pesante! Per i piu` energici ricordiamo che esistono in commercio anche mazze da 5 kg.

La punta e` tanto piu` efficace quanto piu` e` corta, perche` l'energia del colpo si trasmette meglio al punto di contatto con la roccia. Pero` la punta e` utile anche come piccola leva, percio` non deve essere ne` troppo lunga ne` troppo corta; un lunghezza di circa 25-30 cm sembra essere un buon compromesso.
Molto importante e` invece che abbia una punta appuntita: infatti tanto piu` piccola e` la punta tanto piu` concentrata e` l'area su cui si trasmette l'energia del colpo.

Sia la punta che il leverino dovrebbero essere dotati di un cordino lungo circa una spanna, che si passa intorno al polso durante l'uso, per evitare che cadano. Il cordino viene legato alla punta o al leverino con un elastico di camera d'aria ben stretto. Punta e leverino si traspotano dentro una camera d'aria bloccata ad entrambe le estremita`, affinche` non lacerino il sacco. I loro cordini devono fuoriuscire dalla camera d'aria ed essere legati con un moschettone al cordino interno del sacco, per impedire che cadano inavvertitamente.


9.4.2 La paletta

Paletta La paletta da scavo e` una buona paletta da giardinaggio.
La paletta deve essere robusta, con una comoda impugnatura, piuttosto larga che lunga, e con un angolo fra l'impugnatura e la pala quasi nullo. Dimensioni buone sono: lunghezza della pala 15 cm, larghezza 8 cm, lunghezza dell'impugnatura 10 cm, circonferenza da 7 cm (lato pala) a 9 cm (altra estramita`), lunghezza totale della paletta 27 cm.

La paletta deve avere un piccolo anello di cordino per appenderla con un moschettone. Lungo una spanna viene passato intorno al polso durante l'uso. Anche la paletta puo` lacerare il sacco durante il trasporto. Quindi entra nella camera d'aria assieme a punta e leverino.


9.4.3 La tanica

Tanica La tanica consiste di una tanica per liquidi in plastica (per esempio una tanica per cherosene o gasolio) da 15, 20, o 25 litri, cui e` stato rimosso un lato. Essa e` comoda da trascinare dato che essendo piatta non tende a rovesciarsi. Si lega la corda alla maniglia della tanica, per tirarla. E` consigliabile fare un piccolo foro sul fondo cui si puo` legare un cordino per il recupero (anche mediante un moschettone) quando occorre.


9.4.4 Carrucole e paranchi

Carrucole e paranco sono utilizzati per muovere grossi pesi (massi) o per velocizzare e facilitare il lavoro di rimozione del materiale (in tal caso ci deve essere abbastanza spazio affinche` il loro impiegi risulti efficace).

Peztl ha in catalogo quattro tipi di carrucole:

Da ricordare che il punto di ancoraggio della carrucola deve sostenere uno sforzo pari alla somma del peso sollevato e alla trazione esercitata. Percio` quando si sollevano carichi molto grossi e` bene fare degli ancoraggi doppi.

Carrucola Carico
rottura (kg)
Carico
utile (kg)
Diametro
corda (mm)
Peso (gr)
rescue 320 40 <13 190
normale 220 30 <13 90
leggera 160 20 <13 55
ultraleggera 160 8 <13 10

9.4.5 Disostruzioni con esplosivi

L'impiego di cariche esplosive, anche se di potenza contenuta, ha esteso radicalmente le possibiltà esplorative permettendo di allargare occlusioni altrimenti non affrontabili con le "tradizionali" tecniche di disostruzione (mazzetta e punta).

Questa nuova tecnica non soppianta la mazzetta e punta, ma le integra e si aggiunge all'arsenale dello speleologo di(so)struttore. Infatti l'uso di cariche esplosive è meno efficace quando la roccia non è compatta e solida, poiche` l'energia liberata dall'esplosione viene assorbita plasticamente anziche` determinare una fratturazione della roccia, rompendone dei blocchi. Quando la roccia non è compatta sono molto piu' efficaci la punta e mazzetta.

Inutile ricordare che l'impiego di cariche esplosive deve essere effettuato solo da personale competente e qualificato. E` importante comunque che ogni singolo speleologo sia a conoscenza di queste tecniche per comprenderne meglio i rischi, al fine di evitare incidenti causati da speleologi improvvisatisi tecnici minierari.

Le cariche esplosive

Le cariche esplosive (chiamate comunemente "manzi", dallo slogan Manzotin, apri e gusta) consistono di piccoli tubi lunghi circa 12-15 cm, di diametro 6-8 mm, che vengono riempiti di un composto esplosivo, e dotati di un detonatore azionato dal passaggio di corrente elettrica in una piccola resistenza interna. Solo le cariche prodotte dalle ditte autorizzate sono legali. Per esempio il Disostrex della SEI citato nell'articolo. Queste devono riportare: nome del produttore, numero di omologazione, e quantita` di polvere contenuta. L'accenditore deve essere separato ed inserito solo al momento dell'uso.

La qualita` della resistenza e dei contatti elettrici e` fondamentale per assicurare una buona probabilita` di detonazione e per non sprecare un foro e una carica. Una resistenza adeguata e` fornita dal filamento di una lampadina da "albero di natale" da 6 V. I contatti elettrici devono essere saldati a stagno. Durante l'assemblaggio della carica e nei preparativi prima della uscita in grotta si controlla col tester lo stato della resistenza.

La carica viene posizionata all'interno di un buco praticato nella roccia con il trapano a batteria utilizzando una punta di lunghezza opportuna. Il miglior compromesso fra consume di batterie, lavoro di foratura e risultati per la roccia compatta e` una carica con diametro 7.85 mm usando una punta da 8 mm, con un foro profondo 20-30 cm quando la carica e` lunga 12 cm circa. Il foro deve stare ad una distanza di 20-30 cm dalla parete, ma la sua esecuzione e` spesso determinata dal tipo di strettoia e dalle condizioni di lavoro. E` bene iniziare ad allargare le strettoie da un punto in cui si riesce ad operare agevolmente, e sia facile rimuovere i blocchi rotti.

Manzo Ci sono due tipi di cariche, che si differenziano essenzialmente per la tecnica di chiusura. La carica del primo tipo (vedi figura) e` costituita da un tubicino metallico (detto cannuccia) chiuso ad una estramita` da un tappo con un canale centrale (in cui passano i fili elettrici "F" che vanno al detonatore "D"). La tenuta della carica nel foro e` assicurata da un cono ad espansione "C", simile a quello dei fix, e da una guarnizione "G" di gomma (o-ring) posta all'estremita` conica del tappo. E` importante che il buco sia ben fatto e non svasato. I fili elettrici sono fermati all'interno del tappo da una goccia di colla epossica. Il tubo viene riempito di esplosivo, e chiuso all'altra estremita` (quella che va in fondo al foro) con un tappino metallico.

La carica viene assemblata riempendo il tubo con il composto esplosivo "E". Durante tale operazione si pressa il composto per riempire meglio il tubo. Quanto maggiore e` la densita` tanto migliore e` la reazione perche` si ottiene una velocita` di combustione piu` elevata. La densita` ottenibile in una preparazione manuale e` circa la meta` di quella di una preparazione industriale, e la velocita` di combustione e` ridotta di circa un terzo. [FIXME Non so di quanto si riduce la pressione]. Quindi si inserisce il tappo, che entra a pressione sul tubo. La parte piu` delicata di questo tipo di carica sono i fili elettrici che possono strapparsi se la carica non e` maneggiata con cura.

Manzo Il secondo tipo di carica e` costituito da un tubo di plastica chiuso sul fondo da un tappo di colla epossica a dotato dall'altra parte un bullone "B" forato al centro per permettere il passaggio dei fili elettrici "F". Questo bullone si avvita su un tassello "T" filettato posto sul tubo. Il diametro della parte filettata del tassello e` svasato verso l'esterno in modo che avvitando il bullone il tappo si espande e blocca la carica nel buco. Nell'assemblaggio il tubo viene riempito col composto esplosivo senza pressare questo, per non deformare il tubo di plastica, rischiando che non entri nel foro. La chiusura del foro e` piu` efficace con questo tipo di carica rispetto al precedente ma ha il difetto di non poter essere messo in "profondita`" nella roccia, percio` il suo effetto risulta limitato alla parte superficiale.

Il posizionamento delle cariche

Per il posizionamento della carica nella roccia si esegue un foro con una punta di diametro appena superiore a quello della carica, e di profondita` opportuna (20-30 cm per la cariche del primo tipo, poco piu` della lunghezza della carica per le seconde).

Per una efficace detonazione e` importante che la pressione del gas generato dallo scoppio non abbia sfogo attraverso il foro di inserimento della carica. Quindi il punto critico e` la chiusura della carica nel buco. A tal scopo si usa il calcatoio (o "spingimanzi"): un cilindretto d'acciaio di diametro leggermente inferiore al foro (7 mm per un foro da 8) lungo circa 20 cm, con due scanalature laterali diametralmente opposte. In esse si fanno passare i fili elettrici facendoli uscire uno da ciascuna scanalatura, e si spinge la carica nel foro. La carica deve entrare a fondo nel buco. Alla fine si blocca la carica con una leggera martellata facendo attenzione a non tranciare i fili elettrici.

Se si usa una carica del secondo tipo, a questo punto occorre stringere il bullone sul tappo (chiave da 14 mm).

Si collegano ora i fili uscenti dalla carica con il cavo di collegamento elettrico. Prima di fare questa operazione assicurarsi che all'altro capo del cavo i fili non sono attaccati ad una batteria: un criterio di ulteriore sicurezza consiste nel collegarli fra di loro all'altro capo. Lo speleologo che sta` collegando il cavo alla carica puo` sincerarsi che non siano collegati sentendo se c'e` della tensione con la lingua (meglio farsi male per un po` di corrente che saltare in aria! Dopo rompere le corna a chi ha fatto questo stupido scherzo)

Nel collegare i fili puo` occorrere di dover pulire i contatti: un po` di saliva e le labbra sono sufficienti. Prestare cura a tenere i due fili separati.

Si raggiunge l'altro capo del cavo elettrico ad una distanza di sicurezza: questa distanza deve essre di almeno 15 m, ed e` importante che non sia direttamente in linea di tiro con la zone di detonazione: percio` almeno due curve a gomito. Se questo non e` possibile mettere degli oggetti (sacchi, massi, etc) che riparino dalla zona di detonazione.

Colui che detona controlla che tutti siano pronti e quindi collega i capi del cavo elettrico ai poli di una batteria. La corrente che passa e` sufficiente a scaldare la resistenza del detonatore e ad eplodere la carica. E` molto comodo un pulsante di detonazione (attivato a pressione) sul cavo in modo da collegare i fili alla batteria con tranquillita`. Durante la detonazione, e` buona precauzione tenere la bocca aperta per evitare che l'onda d'urto (di pressione) danneggi i timpani delle orecchie. Questa onda puo` essere abbastanza forte da spegnere le fiammelle d'acetilene.
[FIXME COSA VUOL DIRE CIO` IN TERMINI QUANTITATIVI ???]
Un "trucco" per ricordarsi di tener la bocca aperta consiste nell'emettere un lungo suono "aaa...".

Un interruttore a pulsante sul cavo e` un piccolo ma notevole accorgimento. Permette di collegare i capi del cavo alla batteria con tranquillita` (possibilmente tramite una idonea spina), di accertarsi che tutti siano pronti, e quindi di detonare la carica.

In caso di mancata esplosione, dopo alcuni tentativi si staccano i fili dalla batteria, per ricontrollare che non ci sia una interruzione nel collegamento elettrico (cioe` che il cavo sia collegato ai fili della carica e che i due fili siano separati). Se la carica non esplode neanche la seconda volta, vuol dire che qualcosa si e` rovinato e non si puo` far altro che mettere una nuova carica.

Quando la carica e` esplosa si lasciano disperdere i fumi tossici prodotti dall'esplosione per qualche minuto (anche se la polvere e` della categoria "senza fumi") e quindi si va a controllare il risultato. Occhiali di protezione e mascherina antifumo possono essere utili.

I gas nocivi d'esplosione

In genere i gas dannosi prodottisi con l'esplosione sono il monossido di carbonio, CO, e gli ossidi di azoto, in particolare ossido nitrico NO, protossido d'azoto N2O, e tetrossido d'azoto N2O4. Indicativamente si hanno 10-40 cm3 di CO per grammo di esplosivo, e 0.1 - 3.0 cm3 di ossidi di azoto. Anche l'anidride carbonica (biossido di carbonio CO2) in concentrazioni elevate e` pericoloso. Questi gas sono principalmente il prodotto della reazione esplosiva, ma possono essere dovuti anche a combustione degli altri materiali che costituiscono la carica (involucro) o di eventuali materiali di tamponamento (per esempio, carta), che sono affetti dall'esplosione.

Fino al 5 percento l'anidride carbonica provoca aumento della respirazione e del battito cardiaco (oltre ad un sapore acido in bocca). Infatti l'anidride carbonica e` uno stimolatore della respirazione; con l'attivita` muscolare aumenta la concentrazione di anidride carbonica nel sangue (v. Sez. 6.2), pertanto l'effetto stimolante induce un meccanismo che tende a riportare a valori normali la percentuale di anidride carbonica, aumentando l'apporto di ossigeno. Se l'atmosfera e` ricca di anidride carbonica risulta piu` difficle ridurne la concentrazione nel sangue, e quindi ne risulta un aumento di attivita` respiratoria e cardiaca.

Quando la concentrazione arriva al 10%, la respirazione diventa affannosa, si ha mal di testa, stordimento e sudore. Compaiono congestioni alle estremita`: dita delle mani, labbra. Tra 25 e 30% si hanno convulsioni, con perdita di coscienza. Oltre il 50 % si ha narcosi completa, coma e collasso circolatorio con insufficienza respiratoria.

Il monossido di carbonio e` pericoloso in percentuali superiori a 50 ppm (parti per millione). Per fortuna e` instabile e si combina (abbastanza velocemente) con l'ossigeno a formare anidride carbonica. Esso si lega all'emoglobina del sangue (formando carbossiemoglobina) 210 volte piu` facilmente dell'ossigeno, e quindi inibisce il trasporto di ossigeno da parte del sangue. Gli effetti dipendono dalla percentuale di carbossiemoglobina: fino al 10% (di carbossiemoglobina) non si hanno sintomi apparenti (caso dei "fumatori"). Dal 10 al 30 % si hanno mal di testa, fiatone, palpitazioni. Tra il 30 e il 50 % si hanno disturbi sensoriali (visivi e uditivi), nausea, fiacchezza: si e` a rischio di collasso. OLtre il 50 % si va in coma, con convulsioni, agonia (al 60%), e decesso (70%).

Il monossido di carbonio assorbito nel sangue viene eliminato attraverso l'apparato respiratorio, in aria pura, o con terapia ad ossigeno. Il tempo di dimezzamento del CO assobito nel sangue (emitempo) per travaso mediante respirazione in aria ambiente pura e` di 5-6 ore.

Degli ossidi di azoto il protossido e` quasi innocuo, e l'ossido nitrico e` nocivo come l'ossido di carbonio, ma si forma in quantita` ridottissime. Invece il tetrossido d'azoto e` veramente pericoloso (in percentuali superiori a 50 ppm) perche` non ha sintomi immediati ed apparenti: un po' di tosse, irritazione alla gola, nausea, bruciore agli occhi. Inoltre sono seguiti da un periodo senza sintomi (alcune ore), mentre il tetrossido d'azoto si fissa lentamente nei polmoni. I successivi sintomi sono chiari: violenta tosse, iperpnea, senso di soffocamento, emissione di liquido rosso schiumoso, tachicardia, cianosi. Questo puo` portare ad una bronchiolite, con conseguenze permanenti, o persino letali. E` possibile l'insorgere di edema polmonare.

Nitrati, nitriti (e clorati, benzene, toluene, anilina) portano alla formazione di metememoglobina (MetHb), in cui il ferro dell'emoglobina passa da ferroso a ferrico. Essa al contrario dell'emoglobina non si lega in modo reversibile all'ossigeno, percio` non serve per il trasporto dell'ossigeno. Valori normali sono inferiori a 1.5% di emoglobina. Con percentuali superiori al 1% [FIXME ???] si ha cianosi. Per fortuna la metememoglobina viene riconvertita rapidamente ad opera di enzimi. POssono sorgere problemi solo in caso di inalazione di sostanze tossiche in quantita` tali da superare la velocita di riconversione.
[FIXME QUESTO E` DA METTERE A POSTO]

In genere le gelatine esplosive producono abbastanza poca CO (circa 80 ppm m3/gr) ma devono essere escluse poiche` producono i molto piu` pericolosi ossidi di azoto (8 ppm m3/gr). I migliori esplosivi sono quelli che non producono ossidi d'azoto ed hanno un bilancio di ossigeno positivo (per cui la reazione di combustione tende a produrre prevalentemente CO2 e poca CO).

  Concentrazione
normale
Peso
molecolare
Densita`
rispetto all'aria
1 ppm Limite d'esposizione Sensibilita` Sintomi  
< 30 sec 5 min ore
CO 0.01 - 0.02 ppm 28 0.947 0.873 mgr/m3 1200 ppm 200 ppm 35 ppm inodore
incolore
insapore
cefalee, vertinigi,
fatica, nausea,
vomito
si fissa all'emoglobina
230 volte meglio di O2,
diffonde uniformemente in aria
CO2 0.03 - 0.06 %
300 - 600 ppm
44 1.52 1.37 mgr/m3 ... 50000 ppm 3000 ppm sapore acido affanno,
mal di testa,
congestione alle
estremita`,
vertigini, narcosi
piu` pesante dell'aria
NO ... 30 1.04 0.93 mgr/m3 ... ... ... ... ... leggermente tossico
NO2 ... 46 1.59 1.43 mgr/m3 ... 5 ppm 0.1 ppm odore oltre 0.5 ppm irritazioni
oculo-faringee,
tosse, cianosi,
nausea, vomito,
perdita di conoscenza
molto tossico
(edema polmonare),
piu` pesante dell'aria

La tabella sottostante riporta i segni di intossicazione per i principali gas tossici. Per la CO la percentuale si riferisce alla percentuale di emoglobina fissata alla CO invece che all'ossigeno. Per la CO2 le percentuali si riferiscono al contenuto nell'atmosfera.

CO < 10 % 10 % 20 % 30 % 40 % 60 %
100 ppm - 8 h
pochi sintomi
200 ppm - 4 h
dispnea
200 ppm - 2 h
cefalee, vertigini,
nausea, vomito,
spossatezza
500 ppm - 2 h
obnubilamento,
agitazione,
tremori,
disturbi visivi
1000 ppm - 2 h
agitazione,
nausea e vomito,
perdita di coscienza
4000 ppm - 1 h
perdita di coscienza,
come e morte
NO2 0.5 ppm
odore caratteristico
10 ppm - 2 h
debole irritazione
20 ppm - 2 h
irritazione
80 ppm - 5 min
oppressione toracica
90 ppm - 30 min
edema polmonare
250 ppm
morte
CO2 0.5 % 2 % 3 % 5 % 8 % 10 %
5000 ppm
debole iperventilazione
20000 ppm
iperpnea
(stimolante respiratorio)
30000 ppm
ventilazione doppia
narcotico
50000 ppm
dispnea, cefalea,
respirazione faticosa
80000 ppm
cefalea, vertigivi,
perdita di conoscenza
100000 ppm
perdita di coscienza,
intossicazione, morte

Per valutare il rischio di intossicazione per esplosioni in zone confinate bisogna distinguere due casi. Se la zona e` ventilata, si puo` stimare la concentrazione di gas durante una serie di esplosioni come

K [mg/h] = C [mg/m3] F [m3/h]
    = C [mg/m3] V[m3] / T[h]

dove C e` la concentrazione del gas, F if flusso d'aria, (che e` pari al rapporto fra il volume V e il tempo di rinnovamneto T), e K e` l'apporto di gas, che e` dato dalla quantita` di gas prodotta da una carica per il numero N di cariche esplose in un'ora. Per esempio, usando cariche da 5 gr (supponendo 400 mgr di gas), con un flusso di 10 litri/sec (36 m3/ora), per restare sotto il limite di esposizione di 35 mg/m3 occorre non eccedere le tre cariche all'ora.

Per stimare il tempo di attesa dopo una singola esplosione, occorre considerare che la percentuale di gas, trattandosi di un fenomeno di disffusione, decresce esponenzialmente nel tempo:

C(t) = ( M / V ) e- F t / V

dove M e` la massa di gas prodotta da una carica. Ad esempio se il volume interessato dall'esplosione (la strettoia) e` stimabile in un metro cubo, C inizialmente vale 400 ppm, e decresce sotto il limite di esposizione (200 ppm) in circa quattro minuti: percio` non aver fretta di correre a vedere i risultati dell'esplosione. Un metodo empirico per stimare il tempo di attesa e` un minuto per ogni grammo di esplosivo, anche se in realta` bisogna tener conto di molti fattori (correnti d'aria, volume di diffusione, ...) cioe` bisogna aver presente la meteorologia della cavita` prima di procedere alle esplosioni.

Se la zona non ha ventilazione (per es. durante il periodo di inversione termica) il numero massimo di cariche che si puo` far esplodere, senza dover ricorrere a misure protettive (maschere e filtri), e`

N = C V / M

Approfondimenti:
Esplosivi da disostruzione.
Disostruzioni con cartuccie a salve.



http://geocities.com/marco_corvi/caving/m_index.htm
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