Le analisi e considerazioni riportate in prece-denza si riferiscono a situazioni in cui la corda è bloccata. Nella pratica alpinistica si effettua al primo di cordata una assicurazione dinamica,
cioè un sistema di assicurazione che permette uno scorrimento della corda nel freno dissipando gran parte dell’energia di caduta in attrito, cioè
sotto forma di calore. Infatti, toccando ad esempio il moschettone utilizzato per il freno mezzo barcaiolo subito dopo la trattenuta di un volo si può constatare che è caldo: l’energia potenziale della massa (si veda l’Appendice) si è trasformata in energia cinetica e questa in calore durante la decelerazione operata dal freno.
Nella pratica alpinistica si effettua al primo di cordata una assicura-zione dinamica, cioè un sistema di assicurazione che permette uno scor-rimento della corda nel freno dissipando gran parte dell’energia di caduta in attrito, cioè sotto forma di calore.
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Nel caso di corda fre-nata, cioè di assicura-zione dinamica, non ha senso parlare di “fattore di caduta”. E’ il sistema
mano-freno che svolge l’azione prevalente di “paracadute”; all’effetto di deformazione della corda con l’estremità bloccata, si sostituisce ora quello dello scorri-mento della corda den-tro il freno, che assume quindi il compito di dis-sipare l’energia cinetica.
Il freno è un attrezzo che, pilotato dalla mano dell’assicuratore, permette di rallentare ed arre-stare la caduta. Tutti i freni hanno una caratte-ristica comune: in virtù degli attriti si compor-tano come moltiplicatori della forza applicata dalla mano.
Si deve considerare il fatto che un alpinista genera mediamente, con l’azione della mano, una forza di 15-30 daN, e che questa viene “moltiplicata” dall’azione del freno.
L’efficacia della frenata è quindi data dall’effetto combinato:
- della forza esercitata dalla mano dell’assicu-ratore;
- dalla capacità frenante dell’attrezzo.
Ciò significa che, in linea teorica, si può otte-nere lo stesso effetto di frenata sia con una “debole” forza della mano combinata con un freno molto efficace sia, viceversa, con una
Fm
Fs
freno
forza a monte del freno (mano)
Fa
forza a valle del freno (corda)
forza scaricata sull’ancoraggio o sull’imbracatura
Fig. 4.18 Freno come moltiplicatore di forza. Un qualsiasi freno può essere considerato un “moltiplicatore di forza”: • Fm = forza in “ingresso” al freno, generata dalla mano
• Fa = forza in “uscita” dal freno, che arresta la caduta
Vale la relazione: Fa = K Fm
Il valore del “fattore di moltiplicazione” (K o anche FMF) dipende dal freno (efficacia del freno).
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elevata forza applicata dalla mano con un freno meno efficiente.
Vale tuttavia la pena di sottolineare che è meglio avere un freno efficace che può essere modulato morbidamente in caso di richiesta di basse forze frenanti piuttosto che un freno poco efficace che non permette di trattenere opportunamente cadute importanti.
Va inoltre chiarito un importante aspetto: non è sempre detto che l'entità della forza di arresto sia inversamente proporzionale allo scorrimen-to (cioè che a maggiori forze corrispondano minori scorrimenti). Questo sarebbe vero nel caso in cui il valore di forza generata dal freno fosse costante nel tempo. Invece, come spie-gato meglio di seguito, esso presenta un picco massimo dopo pochi decimi di secondo (la forza di arresto) e poi una “coda” più lunga con valori di forza inferiore. In questo tratto si ha lo scorrimento della corda nel freno, e la sua durata (quindi l’entità dello scorrimento) non ha niente a che fare con il valore di picco, che a questo punto è già avvenuto!
Vari possono essere i freni utilizzati per l’assicu-razione: il nodo “mezzo barcaiolo”, riconosciu-to in sede UIAA quale “Italian hitch”, l’Otriconosciu-to, il Tuber e la piastrina Sticht.
La capacità frenante è espressa dal “fattore di moltiplicazione della forza”, definito come rap-porto tra la forza nella corda a valle e la forza a monte del freno.
Dalla tabella di figura 4.20, che riporta i fattori di moltiplicazione misurati per i vari freni, si nota che, ad esempio per il mezzo barcaiolo, i valori tipici sono compresi tra 8 e 12.
Questo significa che forze della mano (a monte
Fig. 4.19 Tipi di freno
E' meglio avere un freno efficace che può essere modulato morbidamen-te in caso di richiesta di basse forze frenanti piut-tosto che un freno poco efficace che non permette di trattenere opportuna-mente cadute importanti.
La capacità frenante di un freno è espressa dal “fattore di moltiplicazio-ne della forza”, defini-to come rappordefini-to tra la forza nella corda a valle e la forza a monte del freno.
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Fig. 4.20 Efficacia freni
del freno) dell’ordine di 15-30 daN generano
una forza frenante a valle del freno di 120-360
daN. Inoltre, dalla tabella risulta evidente come
il mezzo barcaiolo sia l’unico che presenti la massima capacità frenante quando i due rami di corda sono tra loro paralleli, come nel caso di trattenuta di una caduta in assenza di rinvii e quindi nel caso peggiore che si possa presentare. Gli altri freni si comportano in modo opposto, nel senso che la maggior forza frenante si svi-luppa quando i rami operano a 180°, ovvero in presenza di un rinvio.
Fm Fa Fm
Fa
FMF=Fa/Fm
fattore di moltiplicazione del freno