Tecniche e sicurezza

Vita da chiodi

Nuove e interessanti prove sulla tenuta dei tasselli autofilettanti Heco

Garavini Davide, Valgimigli Remo Gruppo Speleo GAM – Mezzano (RA)

Ilitotipi carsificabili non calcarei sono riconducibili prevalentemente alle rocce evaporitiche come ad esempio i gessi o il salgemma; insomma tutte litologie decisamente tenere. In particolare le rocce gessose non hanno nulla a che spartire con quelle calcaree, né dal punto di vista chimico-fisico, né da quello della genesi e neppure dal punto di vista prettamente “meccanico”, ovvero della consistenza - e conseguente tenuta - dei vari tipi di ancoraggi. Un esempio per tutti: gli spit non si usano e non si sono mai utilizzati; a parte pochi e rarissimi casi, capitati più per esperimento che altro.

Un po’ di storia La speleologia nei gessi, dal punto di vista degli ancoraggi, ha ancora il sapore dell’alpinismo di un

tempo, con chiodi artigianali fatti in casa, e soluzioni personalizzate sperimentate direttamente sul meandro prima ancora che in laboratorio. Quasi tutte le grotte romagnole sono chiodate con chiodi a pressione artigianali di solito costituiti da un gambo (di sezione quadrata o esagonale) alla cui estremità è saldato un anello realizzato con una maglia di catena, oppure due rondelle appaiate o ancora una piastrina quadrata con foro centrale. Il chiodo a pressione può lavorare esclusivamente a taglio, e la tenuta all’estrazione è legata unicamente all’interferenza che si viene a creare fra il foro tondo (Ø 8 mm) e il corpo del chiodo (esagono o quadrato circoscritto al Ø 8 mm). Per l’infissione di un chiodo a pressione è necessaria la mazzetta da 1 Kg. Il martello standard da speleologia non basta. In questi ultimi anni sono stati fatti alcuni esperimenti con chiodi chimici, ma non vi sono studi approfonditi sul comportamento chimico - fisico della resina a contatto della roccia gessosa e viceversa. Bisogna inoltre tenere presente che l’ambiente ipogeo gessoso è particolarmente aggressivo nei confronti dei metalli: nessuna zincatura resiste per più di pochi anni e anche i moschettoni in lega di alluminio, se lasciati sporchi di fango misto a cristalli di gesso in ambienti umidi per alcuni mesi ne

risentono, presentando le classiche macchie scure accompagnate da forellini superficiali che nascondono micro cavità interne. L’unico materiale idoneo ad armi fissi è, naturalmente, l’acciaio inox.

Lo stato dell’arte Il tassello più utilizzato sia dai gruppi regionali sia dal CNSAS, testato in laboratorio, è il fix marca CMS a doppio anello di espansione. Questo tassello è stato preferito ai molti altri modelli in commercio per la presenza del doppio anello di espansione, che ne determina un carico ad estrazione superiore. Determinare i carichi di rottura di qualunque tassello in laboratorio (intesi come valori assoluti) ha poco senso se prima non viene creata una scala standardizzata di “consistenza” della roccia gessosa. I geologi mi perdoneranno per quello che scrivo da profano, ma un decennio di attività in grotte nel gesso mi ha fatto osservare una tale varietà nella dimensione dei cristalli, nella loro coesione, nella compattezza degli strati che li compongono, che si traduce nella opportunità di codificare la “consistenza” della roccia in una scala graduata. E personalmente ritengo che una scala con 10 valori sarebbe ancora insufficiente a rappresentare la varietà della roccia gessosa. Per questo abbiamo ritenuto più attendibile effettuare prove comparative sui carichi di rottura/estrazione, realizzate cioè nello stesso sito su tasselli di marca e/o modello diversi, ma a distanza di pochi centimetri l’uno dall’altro. Infatti non è affatto raro riscontrare caratteristiche meccaniche della roccia completamente diverse anche a distanza di pochi decimetri.

La novità Quale è stata l’evoluzione del chiodo nel legno? La vite. Il chiodo lavora a taglio, la vite sia a taglio che ad estrazione. E può essere svitata… Da un paio di anni sono state introdotte nel settore edile delle viti autofilettanti da calcestruzzo. Da due anni il nostro gruppo (GAM di Mezzano) le ha adottate e sperimentate inizialmente per risalite in artificiale, e successivamente anche per armi fissi (inox). Solo ora siamo riusciti a trovare un canale per poter avere un riscontro strumentale della tenuta di queste viti nel gesso. Le viti in oggetto sono prodotte dalla ditta HECO-Schrauben GmbH & Co. KG, rappresentata sul territorio italiano da Heco Italia s.r.l. (www.heco-schrauben.de). Concettualmente la vite autofilettante riunisce tutti i vantaggi degli ancoraggi tradizionali: è utilizzabile appena posta in opera (come fix e spit) e non applica forze di espansione interne alla roccia (come i chimici). Ma può essere tolta quando non serve più e riutilizzata... e questo non lo fa nessuno. Quest’ultimo è un aspetto importantissimo sia in esplorazione che in risalita artificiale poiché riduce il dubbio se piazzare o meno 1, 2 o 3 fix (forse inutili) per scendere un buchetto o attrezzare un saltino. La vite si mette e si toglie: si guadagna in sicurezza, in impatto ambientale, in termini economici. E scusate se è poco. Vediamo ora i risultati del test, per alcuni versi sorprendenti.

Test comparativo dei carichi di rottura/ estrazione Confronto dei valori dei carichi di rottura/estrazione fra fix marca CMS a doppio anello di espansione Ø 8 mm (in acciaio zincato e inox), e viti autofilettanti da calcestruzzo marca HECO modello Multimonti Ø 8 mm L = 80 mm (in acciaio zincato). NOTA: il Ø 8 mm delle viti Multimonti è riferito al diametro di nocciolo della vite, e quindi al foro da praticare nella roccia. Il diametro di cresta è circa 10 mm, ed è quello richiesto nelle placchette per far si che la vite passi dal foro. Dal punto di vista commerciale la sigla delle viti da noi

utilizzate e testate risulta pertanto essere: MMS 10x80.

Attrezzatura Occorre qui fare un doveroso ringraziamento per la effettiva, anzi fondamentale collaborazione del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco, comando provinciale di Ravenna, che ha fornito uomini e mezzi indispensabili per effettuare i test. Durante i test erano presenti due tecnici VVFF squadre SAF e un tecnico CNSAS. Attrezzatura: paranco marca TIRFOR da 35 kN, dinamometro meccanico con fondoscala a 20 kN, cavo in acciaio di sezione adeguata, gancio di sicurezza, maglia rapida a delta Ø 10 mm. La classe di precisione del dinamometro è sconosciuta, risoluzione di lettura 0,25 kN, per cui i valori riscontrati non vanno presi per certi in senso assoluto. Dato però che si tratta di una prova comparativa, ovvero di confronto a parità di strumentazione e condizioni ambientali, la validità del test rimane inalterata a prescindere dalla classe di errore dello strumento. L’unica differenza che rimane è legata alla non linearità di errore fra centro scala e fondo scala dello strumento, ma come vedrete in seguito le differenze fra fix e viti sono macroscopiche, e tali da non essere influenzate dall’errore dello strumento.

Test

I test sono stati effettuati in aprile 2004 nella ex Cava Marana, comune di Brisighella (RA), su due diversi tipi di roccia gessosa: una che definiremo di media qualità (dimensione dei cristalli compresi fra 5 e 10 mm, non particolarmente compatti). Roccia tipo in cui i fix CMS a doppio anello impiegano alcuni giri completi del dado per serrare. una che definiremo di eccellente qualità (dimensione cristalli inferiore a 5 mm, estremamente compatti). Roccia tipo in cui i fix CMS

Risultati di test effettuati su roccia di MEDIA qualità

1° prova Tassello Vite HECO Multimonti. Anello CAMP foro 10 Nuovo. Si è deformato sotto sforzo. Cedimento Estrazione vite perfettamente integra e riutilizzabile.

Cedimento della parte di gesso interessata dalla filettatura. Foro allargato da 8mm a 9,5mm circa. Carico raggiunto 16,5 kN

2° prova Tassello Vite HECO Multimonti. Anello CAMP foro 10 Nuovo. Si è deformato sotto sforzo. Cedimento Estrazione vite perfettamente integra e riutilizzabile.

Cedimento della parte di gesso interessata dalla filettatura. Foro allargato da 8mm a 9,5mm circa. Carico raggiunto 18 kN

3° prova Tassello Fix CMS acciaio zincato. Anello CAMP foro 8 Nuovo. Non si è deformato. Cedimento Estrazione fix privo dei due anelli di espansione. Foro integro. Carico raggiunto 7,5 kN

4° prova Tassello Fix CMS inox. Anello CAMP foro8 Stesso della prova precedente. Non si è deformato. Cedimento Estrazione fix privo dei due anelli di espansione. Foro integro. Carico raggiunto 8,25 kN

a doppio anello impiegano al massimo un giro completo del dado per serrare. Su entrambi i tipi di roccia sono stati effettuati due test per ogni tipo di ancoraggio, per escludere valori anomali. Per tutti gli ancoraggi sono stati utilizzati anelli CAMP in acciaio, con foro Ø8 mm e Ø10 mm, carico di rottura dichiarato dal costruttore 22 kN. Occorre precisare che gli anelli con foro Ø10 mm sono stati leggermente “asolati” per permettere il passaggio della vite HECO Multimonti. Questo ne può senz’altro aver ridotto il carico di rottura. Per garantire il diametro nominale di Ø8 mm tutti i fori sono stati effettuati con trapano a batteria senza percussione e con punta da ferro opportunamente affilata. Tutti sono stati effettuati ad “altezza uomo” per ridurre al minimo l’asolatura del foro durante l’operazione di perforazione e, per la massima uniformità di condizioni, sono stati fatti dalla stessa persona.

Conclusioni

Naturalmente i test non possono essere considerati esaustivi, perché sono stati limitati da molti fattori fra cui: due soli tipi di roccia gessosa testata, utilizzo di anelli con carichi di rottura non superiore ai 22 kN, dinamometro meccanico e limitato nel fondoscala a 20 kN, mancata verifica delle viti HECO Multimonti più sottili o più corte, mancata verifica delle viti HECO Multimonti in inox, mancata verifica di entrambi i tasselli a taglio. Possiamo comunque affermare con certezza che: Le viti HECO modello Multimonti si sono dimostrate di gran lunga più performanti dei tasselli fix marca CMS a doppio anello di

Risultati di test effettuati su roccia di ECCELLENTE qualità

5° prova Tassello Fix CMS acciaio zincato. Anello CAMP foro 8 Stesso precedente prova. Non si è deformato. Cedimento Rottura del fix (tranciato) in corrispondenza del primo anel lo di espansione. Carico raggiunto 16 kN

6° prova Tassello Fix CMS acciaio zincato. Anello CAMP foro 8 Stesso precedente prova. Non si è deformato. Cedimento Estrazione fix privo dei due anelli di espansione. Foro integro. Carico raggiunto 15 kN

7° prova Tassello Fix CMS inox. Anello CAMP foro 8 Stesso precedente prova. Non si è deformato. Cedimento Estrazione fix privo dei due anelli di espansione. Foro integro. Fix leggermente curvo dovuto al tiro non in asse. Carico raggiunto 15 kN

8° prova Tassello Vite HECO Multimonti. Anello CAMP foro 10 Già utilizzato e deformato. Cedimento Oltre i 20 KN (fondo scala dinamometro) ripetutamente e per un tempo prolungato, dovuto al continuo slittamento del masso di ancoraggio del paranco. Poi estrazione vite legger mente incurvata dovuto al tiro non in asse. Cedimento della parte di gesso interessata dalla filettatura. Foro allargato da 8mm a 9,5mm circa. Carico raggiunto > 20 kN

9° prova

Tassello Vite HECO Multimonti. Anello CAMP foro 10 Già utilizzato e deformato. Cedimento Ulteriore slittamento del masso di ancoraggio. Portato in appoggio su un altro masso. Rottura dellanello CAMP per cedimento in corrispondenza della testa della vite. Vite perfettamente integra e riutilizzabile. Carico raggiunto Senza dinamometro. Carico superiore al precedente. Determinato approssimativamente in base allo sforzo umano necessario.

10° prova

Tassello Vite HECO Multimonti. Nuova mai utilizzata. Anello CAMP foro 10 Nuovo. Mai utilizzato. Cedimento Riutilizzo stesso foro della prova precedente. Utilizzo nuovo masso di ancoraggio pi grosso del precedente. Rottura della nello CAMP per cedimento in corrispondenza della testa della vite. Vite perfettamente integra e riutilizzabile. Carico raggiunto Senza dinamometro. Carico simile al precedente.

Determinato approssimativamente in base allo sforzo umano necessario.

espansione, quelli cioè ritenuti ad oggi i più validi per l’ambiente gessoso. Nel gesso di eccellente qualità, ogni singola vite raggiunge e supera di gran lunga il carico di rottura di ogni singolo componente della catena di sicurezza. Ma è nel gesso di media qualità, il più diffuso nel nostro ambiente ipogeo, che la differenza diventa abissale, e le viti HECO Multimonti raggiungono carichi di rottura (estrazione) più che doppi rispetto ai tradizionali fix CMS.

Alcune annotazioni

Chiave di serraggio. Occorre la chiave di 16 anziché di 13. Il foro da praticare nella roccia è sempre del diametro 8 mm, solo un po’ più lungo: circa 2 cm in più rispetto al fix. Per uso provvisorio e conseguente riutilizzo sono indicati quelli in acciaio zincato (costo circa 1 € cad.), per armi fissi o semidefinitivi (alcuni mesi di permanenza in ambiente ipogeo gessoso) sono indicati quelli in acciaio inox (costo circa 4 € cad.). I prezzi (IVA inclusa) sono quelli da noi ottenuti per piccole quantità: confezione da 25 pezzi.