Si analizzano i dati sulla deformabilità, sul lavoro alla rottura
e sulla resistenza ottenuti con prove di caduta a velocità
di deformazione variabile (Torre CRASC) su moschettoni
in lega di alluminio e in acciaio, evidenziando come
all’aumentare della velocità di deformazione le caratteristiche
di resistenza diminuiscano marcatamente. Queste
variazioni vengono messe in relazione ai diversi intervalli
dei valori della velocità di deformazione propri della progressione
speleologica, torrentistica, alpinistica e ad alte
velocità di deformazione (vie ferrate).We analyze data on the deformability, the work on resistance
to breakage and obtained evidence of a fall in variable
strain rate (Torre CRASC) on snap aluminum alloy
and steel, noting that with increasing strain rate characteristics
resistance decreases markedly. These changes are
made in relation to the different ranges of values of strain
rate of its progression caving, canyoning, mountaineering,
high strain rate (via ferrata)

Bocchio, Domenico

Menichetti, Marco

Poderini, Luca

Salvatori, Francesco

Sergio, Celesti

OpenstarTs

AbstractWe analyze data on the deformability, the work on resi-stance to breakage and obtained evidence of a fall in va-riable strain rate (Torre CRaSC) on snap aluminum alloy and steel, noting that with increasing strain rate characte-ristics resistance decreases markedly. These changes are made in relation to the different ranges of values of strain rate of its progression caving, canyoning, mountaineering, high strain rate (via ferrata).KeywordsSnap Steel and alloy, Strain Rate, Load at fracture, Defor-mability and StiffnessRiassuntoSi analizzano i dati sulla deformabilità, sul lavoro alla rot-tura e sulla resistenza ottenuti con prove di caduta a velo-cità di deformazione variabile (Torre CRaSC) su moschet-toni in lega di alluminio e in acciaio, evidenziando come all’aumentare della velocità di deformazione le caratteri-stiche di resistenza diminuiscano marcatamente. Queste variazioni vengono messe in relazione ai diversi intervalli dei valori della velocità di deformazione propri della pro-gressione speleologica, torrentistica, alpinistica e ad alte velocità di deformazione (vie ferrate). Parole ChiaveMoschettoni acciaio e lega, velocità di deformazione, ca-rico alla rottura, deformabilità e rigiditàInfluenza della velocità di deformazione nel carico di rottura di moschettoni in lega di alluminio e di acciaioFrAncesco sAlvAtori1, MArco Menichetti1, serGio celesti1, lucA Poderini1, doMenico Bocchio11 Centro Ricerche sulle Attrezzature Speleo-alpinistiche e Canyoning CRASC-CENS Loc. Calcinaro 7/A 06021 COSTACCIARO PG; Gruppo Lavoro Materiali della Scuola Nazionale di Speleologia del C.A.I.f. SaLVaToRi ET al. – influenza della velocità di deformazione nel carico di rottura di moschettoni in lega di alluminio e di acciaio 209Introduzionei moschettoni sono strumenti metallici (in genere in lega di alluminio e in acciaio) a struttura complessa con punti di debolezza concentrati nel tratto apribile (perno di rota-zione o sistema di incastro del “dito” apribile). Di fatto il moschettone cede quando la sollecitazione applicata fa raggiungere ad una delle due parti sopra indicate fra pa-rentesi il carico di rottura, che con moschettoni simmetrici è la metà del carico di rottura del moschettone intero.Dopo la rottura del “dito” apribile, nei moschettoni in lega (fig. 1) si ha la conseguente immediata rottura del ton-dino (2° cedimento) a valori di forza nettamente inferiori, mentre nei moschettoni in acciaio dopo il 1° cedimento si ha la solo flessione del tondino senza ulteriore rottura (fig. 2).i moschettoni esaminati sono il “simmetrico” in accia-io della Petzl “oxan” con carico di rottura dichiarato di 27 kn e il “simmetrico” della Kong (CE0426) in lega di allumi-nio con carico di rottura dichiarato di 22 kn. Entrambi, nel-le specifiche riportate sul dorso del moschettone (fig. 3) o sull’allegato pieghevole illustrativo, sono dichiarati testati esemplare per esemplare.moschettone Nuovo in Lega di alluminio simmetrico Kong Carico di rottura dichiarato 22 kNPer questo moschettone (l0 = 0,1 m) i risultati (media di tre prove analoghe) sono riportati nel grafico di fig. 4 e la pri-ma cosa da notare che, in condizioni di trazione lenta (QS = quasi-statiche), il risultato sia di 1586 kgp, valore di molto inferiore al carico di rottura dichiarato di 22 kn (circa 2200 kgp). È questa è una costatazione sperimentale inaspetta-ta che contrasta fortemente con la dicitura riportata nel moschettone “Testato pezzo per pezzo” e rivela la neces-sità di controlli sulla produzione di attrezzature speleo-al-pinistiche e canyoning.Sempre nel grafico di fig. 4 si rendono evidenti anche altri elementi di analisi molto significativi: a velocità di de-formazione crescenti il carico di rottura si abbassa drasti-camente, posizionandosi fra i 600 kgp e i 700 kgp, mentre la rigidità tende a diminuire man mano che aumenta la ve-locità di deformazione.anche questo risultato è sorprendente in quanto i test che in genere vengono eseguiti su provini metallici e pla-stici portano a concludere che con l’aumento della veloci-tà di deformazione aumenta la loro resistenza alla rottura, la loro rigidità e si amplia il campo di elasticità reversibile (Peroni M. et al., 2007, anghileri M. et al., 2009). il contrario di quanto si verifica con il moschettone in esame.Evidentemente la complessità della struttura “mo-schettone” con i punti di debolezza che ha nella parte apribile fanno si che questa anomalia (supponiamo solo apparente) prenda il sopravvento e abbassi tutte le carat-teristiche di questo attrezzo. in fig. 5 sono riportati i dati relativi al Carico di rottura del moschettone in funzione della variazione di Velocità di deformazione (ogni dato è la media di tre test uguali). È marcata la riduzione di fr ed è evidente anche la fragilità dell’attrezzo (fig. 1). Si confer-ma che la velocità di deformazione, aumentando, produce drastiche riduzioni della capacità a resistere alla rottura di questo moschettone in lega di alluminio.Ma per comprendere quanto questa diminuzione del carico di rottura incida nelle tipiche attività speleo-alpini-stiche e canyoning occorre rapportare il tutto agli inter-valli di Vd rispettivamente legati alle sollecitazioni pos-sibili: 1) nella progressione speleo, 2) nella progressione canyoning, 3) nella progressione alpinistica, 4) nella pro-gressione in vie ferrate e negli altri casi di rapidissime sol-lecitazioni come le esplosioni, gli urti fra veicoli e velivoli, il paracadutismo e altre attività similari. nella fig. 6 queste aree sono riportate con diverse tonalità. Si noti come la curva fr = f(Vd) decresca all’aumentare della velocità di deformazione, anche nelle aree proprie della progressio-ne speleo-canyoning e, soprattutto, nell’area alpinismo. il decremento maggiore si verifica nell’area via ferrate.Atti del XXi Congresso nAzionAle di speleologiA – sessione soCCorso 210ancora più chiara appare l’incidenza della diminuzio-ne del Carico di rottura in relazione alle varie aree delle progressioni se nel grafico di fig. 6 l’asse delle ascisse è espresso in progressione logaritmica, come appunto av-viene in fig. 7.nell’area speleo-canyoning la diminuzione della for-za di rottura fr per effetto dell’aumento della Velocità di deformazione Vd è minima e tutto sommato trascurabile (se si tralascia il fatto che il carico di rottura costatato a trazione quasi-statica è di ben 614 kgp inferiore a quello dichiarato dal costruttore!). nell’area alpinismo l’influenza delle variazioni di Velocità di deformazione hanno maggio-re effetto, fino al 14 %. Ma l’influenza è molto netta solo nell’area ad alte velocità, tipica delle vie ferrate.È la prima volta che si ottiene un risultato di questo tipo e si dà una risposta quantitativa sugli effetti delle solle-citazioni dinamiche su uno degli elementi della catena di sicurezza della progressione speleo-alpinistica e canyo-ning. E tutto sommato si può concludere che quanto viene ricavato in condizioni quasi-statiche è valido anche per le sollecitazioni prevedibili per la progressione speleo (e anche canyoning). Questo è un po’ meno vero per la pro-gressione alpinistica. Per le vie ferrate invece si conferma tutta la pericolosità della sua situazione, con la conse-guente imprescindibile necessità di utilizzare strumenti di dissipazione dell’energia.moschettone Nuovo in acciaio simmetrico Petzl oxan Carico di rottura dichiarato 27 kNPer questo moschettone (l0 = 0,1 m) i risultati sono riportati nel grafico di fig. 8 e ciascuno è il risultato della media di tre test uguali. È evidente un decremento della forza di rottura con l’aumentare della velocità di deformazione. Ma per avere una visione chiara di quanto questo decremento possa incidere sulla sicurezza nei vari tipi di progressione, occorre trasformare il grafico di fig. 8 in un grafico semi-logaritmico (fig. 9) e indicando opportunamente con diver-se gradazioni di colore le aree proprie della progressione speleo-canyoning, alpinismo, vie ferrate.Fig. 4 Moschettone Kong Nuovo 0426 22kN: confronto curve Forza/AllungamentoFig. 6 Moschettone Kong 22 kN Nuovo: curva Forza Rottura/Velocità DeformazioneFig. 5 Moschettone Kong 22 kN Nuovo: curva Forza Rottura/Velocità DeformazioneFig. 7 Moschettone Kong 22 kN Nuovo: curva Forza Rottura/Velocità Deformazionef. SaLVaToRi ET al. – influenza della velocità di deformazione nel carico di rottura di moschettoni in lega di alluminio e di acciaio 211BiBliogrAfiA Peroni M., Avalle M., Peroni L., 2007 – Caratterizzazione dell’influenza della velocità di deformazione sul comportamento meccanico di mate-riali polimerici, XXXVI Convegno Nazionale Associazione Italiana per l’Analisi delle Sollecitazioni (AIAS), Napoli, 2007: pp 78-88.Salvatori F. et Al., 1989 – Resistenza dei materiali speleo-alpinistici, CNS-CCS CAI, 1989 pp. 314.Anghileri M., Castelletti L., Milanese A., Moretti G., 2009 – Sviluppo di una macchina per prove a trazione veloce, La metallurgia italiana, 2009: 57-66.È netta la diminuzione del Carico di rottura con l’au-mentare della Velocità di deformazione, che passa dai 3351 kgp (QS) ai 559 kgp (Vd = 88,6 s-1). È questo un risul-tato che a prima vista può sembrare molto grave ma, per avere un corretta percezione dell’influenza di questo feno-meno sulla in questo ultimo grafico appare chiaro come l’influenza della velocità di deformazione sia:1. poco rilevante nel campo speleo-canyoning;2. abbia un minimo di incidenza nel campo alpinistico;3. abbia una fortissima influenza nella progressione in via ferrata. ConclusioniDa un raffronto fra moschettoni in acciaio e moschettoni in lega di alluminio (fig. 7 e fig. 9) risalta evidente che i moschettoni in lega sono maggiormente influenzati dalle variazioni della velocità di deformazione. Queste influen-ze, se si rimane nel campo delle sollecitazioni proprie della progressione speleologica e canyoning, non sono quantitativamente tali da evidenziare problemi per la si-curezza. nel campo alpinistico i moschettoni in acciaio mantengono le loro caratteristiche di affidabilità, mentre quelli in lega di alluminio richiedono un po’ più di attenzio-ni, specie se si tiene conto della loro proprietà di essere corrosi in condizioni di ambiente basico, come appunto è l’ambiente carsico superficiale e sotterraneo (Salvatori, 1989).Resta comunque il fatto, constatato sperimentalmen-te in modo inconfutabile (tre test con valori coerenti), che il moschettone in lega esaminato ha dato in condizioni di trazione quasi-statica un risultato inferiore del 26 % rispet-to al valore di carico di rottura dichiarato dal costruttore. E questo è già un elemento preoccupante che porta a rite-nere indispensabile un controllo, indipendente, di qualità delle attrezzature speleo-alpinistiche e canyoning messe in commercio. inoltre questo fatto è ancora più sorpren-dente in quanto sullo stesso moschettone è marcata (fig. 3) la dicitura “Testato pezzo per pezzo”.Fig. 8 Moschettone Nuovo Petzl Acciaio Oxan 27 kN: curva Carico Rottura/Velocità DeformazioneFig. 9 Moschettone Nuovo Petzl Acciaio Oxan 27 kN: curva Carico Rottura/Velocità Deformazione

Influenza della velocità di deformazionenel carico di rottura di moschettoni in lega di alluminio e di acciaio

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Influenza della velocità di deformazionenel carico di rottura di moschettoni in lega di alluminio e di acciaio

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