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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:
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.
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.
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 |
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
[FIXME QUESTO E` DA METTERE A POSTO]
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
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:
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`
Approfondimenti:
Esplosivi da disostruzione.
Disostruzioni con cartuccie a salve.