ΤΟ ΑΝΑΡΡΙΧΗΤΙΚΟ ΣΧΟΙΝΙ
του Κουνιάκη Χριστόφορου
Ενέργεια και Δύναμη
Όταν ένα σώμα δύναται να προσφέρει έργο σε άλλα σώματα που το περιβάλλουν, λέγουμε τότε ότι το σώμα έχει ενέργεια.
Ένα σώμα μπορεί να έχει δυναμική ενέργεια, λόγω της θέσεώς του στο πεδίο βαρύτητας. Η δυναμική ενέργεια ενός σώματος είναι ανάλογος του ύψους που βρίσκεται το σώμα από την επιφάνεια της θάλασσας και της μάζας του.
Ο τύπος που δίνει τη δυναμική ενέργεια είναι:
Eδ = mg(h1-h2)
όπου,
m είναι η μάζα του σώματος σε Kg,
g είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας (9.81 m/sec2),
h1, h2 είναι η αρχική και η τελική θέση του σώματος που κινήθηκε (υψομετρική διαφορά) σε m.
Π.χ. ένας αναρριχητής 81.6 Kg, ανεβαίνοντας 15.2 μέτρα η δυναμική του ενέργεια είναι 12.155 kg·m2/sec2.
Ένα σώμα μπορεί να έχει κινητική ενέργεια λόγω της κινήσεώς του. Η κινητική ενέργεια ενός σώματος είναι ανάλογος της μάζας του και του τετραγώνου της ταχύτητάς του.
Ο τύπος που δίνει τη δυναμική ενέργεια είναι:
Εκ = ½ mυ 2
όπου,
m είναι η μάζα του σώματος σε Kg,
υ είναι η ταχύτητα του σώματος σε m/sec.
Αξίωμα διατήρησης της μηχανικής ενέργειας.
Η ενέργεια δε χάνεται ούτε δημιουργείται αλλά μετασχηματίζεται από μια μορφή σε μια άλλη. Όταν ένα σώμα βρίσκεται σε κάποιο ύψος πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας ακίνητο, τότε αυτό έχει μόνο δυναμική ενέργεια. Αν αρχίσει να πέφτει, η δυναμική του ενέργεια μετασχηματίζεται σε κινητική. Θεωρώντας τις πάσης φύσεως τριβές και αντιστάσεις αμελητέες, το άθροισμα της δυναμικής και κινητικής ενέργειας ενός σώματος παραμένει σταθερό.
Eδ + Εκ = σταθ.
Ένας αναρριχητής ανεβαίνοντας σε κάποιο ύψος διαθέτει μόνο δυναμική ενέργεια. Στην περίπτωση που πέσει η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική. Κατά τη διάρκεια της πτώσης του, η δυναμική ενέργεια μειώνεται, καθώς αυτός χάνει ύψος, ενώ αντίθετα η κινητική του ενέργεια αυξάνεται καθώς η ταχύτητα πτώσης μεγαλώνει, έτσι ώστε το άθροισμα της δυναμικής και κινητικής ενέργειάς του να παραμένει σταθερό. Στο κατώτερο σημείο της πτώσης του, όλη η δυναμική ενέργεια έχει μετατραπεί σε κινητική και η ταχύτητά του, στο σημείο αυτό, έχει τη μέγιστη τιμή. Έτσι, αν έχει πέσει ένα ύψος h μέτρα, τότε έχουμε:
mgh = ½ mυ 2
Από την εξίσωση αυτή, λύνοντας ως προς την ταχύτητα υ, μπορούμε να υπολογίσουμε τη μεγίστη ταχύτητα του αναρριχητή τη στιγμή που αρχίζει να σταματάει η πτώση του. Αυτή θα ισούται με:
υ=√2gh
Ο ρόλος του σχοινιού
Όπως είπαμε παραπάνω όλη η δυναμική ενέργεια ενός αναρριχητή την οποία έχει αποκτήσει λόγω της ανάβασής του σε κάποιο ύψος, μετατρέπεται σε κινητική, στην περίπτωση πτώσεως. Ένα μεγάλο μέρος αυτής της ενέργειας απορροφάται από την επιμήκυνση του σχοινιού.
Αν το σχοινί δεν είναι καθόλου ελαστικό, (π.χ. ένα συρματόσχοινο) τότε αυτό θα απορροφήσει ελάχιστη ενέργεια με αποτέλεσμα το σώμα του αναρριχητή, του ασφαλιστή και οι ασφάλειες που έχουν τοποθετηθεί στο βράχο να δεχθούν μεγάλες δυνάμεις. Αυτό πιθανά να έχει καταστροφικές συνέπειες.
Από την άλλη μεριά, αν το σχοινί έχει μεγάλη ελαστικότητα (π.χ. ένα λαστιχένιο σχοινί), ένα μεγάλο ποσοστό της ενέργειας θα απορροφηθεί από το σχοινί. Η υπόλοιπη ενέργεια, ένα μέρος θα μετατραπεί σε μια αρμονική ταλάντωση του αναρριχητή και ένα άλλο σε θερμότητα, λόγω της τριβής του σχοινιού επάνω στους κρίκους (carabiners). Τα προβλήματα με τα ελαστικά σχοινιά είναι ότι εφ’ ενός, οι ταλαντώσεις είναι μεγάλες και διαρκούν πολύ παρόλο που υπάρχουν τριβές στο εσωτερικό του σχοινιού και εφ΄ ετέρου, η επιμήκυνση του σχοινιού είναι μεγάλη. Συνεπώς, η πιθανότητα ο αναρριχητής να χτυπήσει σε κάποια προεξοχή του βράχου ή ακόμη και στο έδαφος, είναι μεγάλη.
Τα σχοινιά που είναι κατασκευασμένα από νάιλον (Perlon) συμπεριφέρονται με ένα ενδιάμεσο τρόπο. Ένα μέρος της κινητικής ενέργειας απορροφάται από το σχοινί η οποία μετατρέπεται σε θερμότητα καθώς το σχοινί επιμηκύνεται λόγω της τριβής μεταξύ των εσωτερικών ινών του σχοινιού. Η υπόλοιπη ενέργεια μετατρέπεται σε μια αρμονική ταλάντωση του αναρριχητή και σε θερμότητα λόγω της τριβής του σχοινιού επάνω στους κρίκους. Η αρμονική ταλάντωση είναι μικρή η οποία γρήγορα αποσβένεται καθώς αυτή μετατρέπεται σε θερμότητα.
Δύναμη κρούσης και ορμή
Μέχρι τώρα αναφερθήκαμε στην ενέργεια και στη μετατροπή της από δυναμική σε κινητική. Στην παράγραφο αυτή θα ασχοληθούμε και με τις δυνάμεις οι οποίοι ενεργούν μεταξύ του ασφαλιστή και ασφαλιζόμενου. Για το λόγο αυτό θα εισάγουμε ένα άλλο μέγεθος – την ορμή που έχει ένας αναρριχητής κατά την πτώση του. Η ορμή ορίζεται ως το γινόμενο της μάζας ενός κινητού σώματος επί την ταχύτητα του σώματος: J=mυ.
Η ορμή ενός αναρριχητή κατά την πτώση του ισούται με τη μάζα του επί την ταχύτητα που έχει. Στο τέλος της πτώσης, λίγο πριν αρχίσει να τον σταματάει το σχοινί, η ταχύτητά του είναι μέγιστη άρα και η ορμή του. Αν ο αναρριχητής έχει πέσει ύψος h μέτρα, τότε βάσει του τύπου που υπολογίσαμε παραπάνω ο οποίος δίνει τη μέγιστη ταχύτητα, η ορμή του είναι:
J= mυ = m√2gh
Καθώς το σχοινί αρχίζει να σταματάει την πτώση του αναρριχητή, η ταχύτητά του επιβραδύνεται και άρα η ορμή του μειώνεται. Όταν η πτώση του αναρριχητή έχει σταματήσει τότε η ορμή είναι μηδενική. Στον χρόνο που μεσολαβεί από τη στιγμή που αρχίζει η επιβράδυνση της πτώσης του αναρριχητή μέχρι το σταμάτημά του, ο ασφαλιστής δέχεται μια δύναμη η οποία φθάνει στη μεγαλύτερη τιμή της όταν το σχοινί έχει επιμηκυνθεί στο μέγιστο. Όσο μικρότερος είναι ο χρόνος που απαιτείται να σταματήσει η πτώση του αναρριχητή δηλ., να μηδενιστεί η ορμή του, τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που δέχεται το σώμα του αναρριχητή, το σώμα του ασφαλιστή και οι ασφάλειες. Αντίθετα, όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος που απαιτείται για να σταματήσει η πτώση του αναρριχητή, τόσο μικρότερη είναι η δύναμη που δέχεται ο αναρριχητής. Η ελαστικότητα του σχοινιού συντελεί στο να σταματήσει προοδευτικά η πτώση του αναρριχητή και έτσι η δύναμη μειώνεται. Στο σχήμα 1, απεικονίζεται γραφικά η δύναμη αυτή συναρτήσει του χρόνου που χρειάζεται για να σταματήσει η πτώση του αναρριχητή. Η μέγιστη τιμή της δύναμης ονομάζεται δύναμη κρούσης (impact force). Η επιφάνεια η οποία βρίσκεται κάτω από την καμπύλη, δίνει τη συνολική ορμή της πτώσης ενός αναρριχητή.
Αν ο ασφαλιστής και οι ασφάλειες είναι σταθερές, τότε η δύναμη κρούσης εξαρτάται μόνο από:
(i) τη μάζα του αναρριχητή,
(ii) τη σταθερά του σχοινιού k (πάχος του σχοινιού, υλικό της ίνας),
(iii) το λόγο πτώσης λ, ο οποίος ορίζεται ως το μήκος της πτώσης του αναρριχητή, προς το μήκος του σχοινιού που υπάρχει μεταξύ του ασφαλιστή και του αναρριχητή.
λ = μήκος πτώσης / μήκος διαθέσιμου σχοινιού.
H μέγιστη δύναμη κρούσης FI, υπολογίζεται από τον τύπο[1][1]:
Από τον παραπάνω τύπο παρατηρούμε ότι η μέγιστη δύναμη κρούσης είναι ανεξάρτητη από το απόλυτο ύψος της πτώσης. Έτσι μια πτώση 1,5 μέτρου θα παράγει την ίδια δύναμη με μία πτώση 15 μέτρων.
Ένα ενδιαφέρον σημείο που αξίζει να προσέξουμε είναι ότι αν στην παραπάνω εξίσωση ο λόγος πτώσης είναι μηδενικός (λ =0), τότε FI = 2mg.
Μηδενικό λόγο πτώσης έχουμε όταν ο αναρριχητής κρέμεται από μια ασφάλεια χωρίς να υπάρχει λάσκα στο σχοινί.
Παρακάτω δίνονται δύο παραδείγματα τα οποία μας δίνουν μια καλύτερη εικόνα για τη μέγιστη δύναμη κρούσης που δέχεται ο ασφαλιστής σε περίπτωση πτώσης ενός αναρριχητή:
α) ένας αναρριχητής τοποθετεί την τελευταία ασφάλεια 1,5 μέτρο πάνω από τον ασφαλιστή (ρελαί). Ανεβαίνει 1,5 μέτρο πάνω από την τελευταία αυτή ασφάλεια και πέφτει.
Μήκος πτώσης: 3 μέτρα. Συνολικό μήκος διαθέσιμου σχοινιού μεταξύ ασφαλιστή και αναρριχητή: 3 μέτρα. Άρα, ο λόγος πτώσης είναι 1.
β) ένας αναρριχητής τοποθετεί την τελευταία ασφάλεια 6 μέτρα πάνω από τον ασφαλιστή (ρελαί). Ανεβαίνει 6 μέτρα πάνω από την τελευταία αυτή ασφάλεια και πέφτει.
Μήκος πτώσης: 12 μέτρα. Συνολικό μήκος διαθέσιμου σχοινιού μεταξύ ασφαλιστή και αναρριχητή: 12 μέτρα. Άρα, ο λόγος πτώσης είναι 1.
Από τα παραπάνω παραδείγματα παρατηρούμε ότι, αν και στην δεύτερη περίπτωση η πτώση είναι τετραπλάσια της πρώτης, ο λόγος πτώσης είναι ίδιος με την πρώτη περίπτωση. Αυτό εξηγείται λογικά εφ΄ όσον η ενέργεια της πτώσης του αναρριχητή και η ενέργεια που απορροφάται από το σχοινί είναι ανάλογες του μήκους του διαθέσιμου σχοινιού μεταξύ ασφαλιστή και αναρριχητή.
Όμως, υπάρχει μια σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο παραπάνω περιπτώσεων. Στη δεύτερη περίπτωση η ορμή είναι διπλάσια της πρώτης και ο χρόνος ο οποίος απαιτείται για να σταματήσει η πτώση του αναρριχητή είναι αρκετά μεγαλύτερος. Άρα, το μέγεθος της δύναμης κρούσης από μόνο του δε μας δίνει μια πραγματική εικόνα της σφοδρότητας της πτώσης. Το χρονικό διάστημα κατά το οποίο ενεργούν οι δυνάμεις επίσης παίζει σημαντικό ρόλο στη σφοδρότητα της πτώσης. Όπως αναφέραμε παραπάνω, όσο μεγαλύτερο είναι το χρονικό διάστημα το οποίο απαιτείται για να σταματήσει μια πτώση, τόσο μικρότερες είναι οι δυνάμεις που δέχονται τα υλικά ασφάλισης και το ανθρώπινο σώμα.
Στον πίνακα 1 παρουσιάζεται η σχέση που υπάρχει μεταξύ του λόγου πτώσης και τη δύναμη κρούσης που δέχεται το σώμα ενός αναρριχητή του οποίου η μάζα του είναι 81,6 Kg και χρησιμοποιεί ένα μοντέρνο σχοινί κατασκευασμένο από Perlon.
ΠΙΝΑΚΑΣ 1
Λόγος πτώσης (λ)
Δύναμη κρούσης (FI)
0,0
163 Kp
0,1
310 Kp
0,2
393 Kp
0,4
516 Kp
0,6
610 Kp
0,8
689 Kp
1,0
760 Kp
1,2
824 Kp
1,4
883 Kp
1,6
938 Kp
1,8
989 Kp
2,0
1.038 Kp
Όπως φαίνεται από τον παραπάνω πίνακα οι δυνάμεις που προκύπτουν με λόγο πτώσης μεγαλύτερο από 1 είναι μεγάλες και μπορούν να προκαλέσουν σοβαρό τραυματισμό. Μόνο με τη χρήση επιπλέον μποντριέ στήθους μπορούν οι δυνάμεις αυτές να κατανεμηθούν σωστά στο σώμα του αναρριχητή.
Αξίζει να σημειωθεί ότι, το ασφαλιστικό μέσο, όπως ένας κρίκος, ένα καρφί, ένας ιμάντας, κλπ., πρέπει οπωσδήποτε να μπορεί να αντέχει σχεδόν τη διπλάσια δύναμη κρούσης την οποία δέχεται ο αναρριχητής (σχήμα 2). Παρατηρώντας το σχήμα 2, βλέπουμε ότι αν ο αναρριχητής κατά την πτώση του ασκήσει μια δύναμη FI, τότε ο ασφαλιστής πρέπει να ασκήσει περίπου 0,65FI έως 0,85FI, για να κρατήσει τον αναρριχητή. Άρα, η ασφάλεια θα δεχθεί σχεδόν τη διπλάσια δύναμη κρούσης του αναρριχητή. Η δύναμη που ασκεί ο ασφαλιστής είναι μειωμένη από τη δύναμη κρούσης που δέχεται ο αναρριχητής, λόγω της τριβής του σχοινιού επάνω στην ασφάλεια. Ανάλογα με τη γωνιά που κάνει το σχοινί απάνω στην ασφάλεια και τα χαρακτηριστικά του σχοινιού, η δύναμη αυτή μεταβάλλεται από 0,65FI έως 0,85FI, περίπου.
Ο πίνακας 2 δείχνει τη σχέση μεταξύ του βάρους του αναρριχητή και της δύναμης κρούσης που δέχεται το σώμα του αναρριχητή καθώς επίσης και τη δύναμη που δέχεται η ασφάλεια, για λόγο πτώσης 2.
ΠΙΝΑΚΑΣ 2
Βάρος αναρριχητή
Δύναμη στον αναρριχητή (FI)
Δύναμη στην ασφάλεια (2FI)
59 Kg
870 Kp
1.740 Kp
64 Kg
906 Kp
1.812 Kp
68 Kg
940 Kp
1.889 Kp
73 Kg
974 Kp
1.948 Kp
77 Kg
1.006 Kp
2.012 Kp
82 Kg
1.038 Kp
2.076 Kp
86 Kg
1.068 Kp
2.138 Kp
91 Kg
1.099 Kp
2.198 Kp
95 Kg
1.128 Kp
2.256 Kp
100 Kg
1.157 Kp
2.314 Kp
Οδηγίες της UIAA
Η UIAA (Union Internationale des Associations d’ Alpinisme) έχει θέσει ορισμένες προδιαγραφές για τα αναρριχητικά σχοινιά και έχει ορίσει συγκεκριμένες δοκιμές για τον έλεγχο των αναρριχητικών σχοινιών. Στα σχοινιά που έχουν περάσει τους ελέγχους και πληρούν τις προδιαγραφές της UIAA, τοποθετείται ανάλογη ετικέτα.
Στο σχήμα 3 φαίνεται το τεστ πτώσης που έχει ορίσει η UIAA. Στο τεστ αυτό δοκιμάζεται ένα σώμα μάζας 80 Kg για σχοινιά των 11 mm, τα οποία χρησιμοποιούνται μονά και ένα σώμα μάζας 40 Kg για σχοινιά των 9mm τα οποία χρησιμοποιούνται διπλά. Στην περίπτωση των μονών σχοινιών των 9mm, εάν χρησιμοποιηθούν δύο μαζί, τότε το σώμα μπορεί να έχει μάζα 80 Kg.
Ο λόγος πτώσης που ορίζει η UIAA είναι 1,79 και ως μέγιστη δύναμη κρούσης που δημιουργείται σε μια πτώση επιτρέπει να είναι 1.200 Kp, για σχοινιά τα οποία χρησιμοποιούνται μονά και 600 Kp, για σχοινιά τα οποία χρησιμοποιούνται διπλά, εκτός αν αυτά τοποθετηθούν δύο μαζί όποτε στην περίπτωση αυτή η μέγιστη δύναμη κρούσης είναι ίδια με αυτή των μονών σχοινιών. Επίσης, η UIAA θέτει ως σταθερά ότι σχοινί πρέπει να αντέξει τουλάχιστον τρεις τέτοιες πτώσεις χωρίς να σπάσει.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το όριο της μέγιστης δύναμης κρούσης ισχύει για την πρώτη πτώση μόνο. Στις επόμενες πτώσεις το μέγεθος της δύναμης κρούσης αυξάνει καθώς αυτό χάνει την ελαστικότητά του λόγω των μόνιμων παραμορφώσεων που συμβαίνουν στις ίνες του σχοινιού σε κάθε φόρτωσή του.
Ένα επιπλέον τεστ γίνεται για την μέτρηση της επιμήκυνσης τους σχοινιού. Αυτό είναι ένα τεστ με στατική τάση στο οποίο εφαρμόζεται στο σχοινί μια δύναμη 80 Kp. Η επιμήκυνση του σχοινιού κάτω από αυτή τη δύναμη δεν πρέπει να υπερβαίνει το 7% για σχοινιά τα οποία χρησιμοποιούνται μονά και το 10% για σχοινιά τα οποία χρησιμοποιούνται διπλά.
Από το 1973 η UIAA καθιέρωσε και μια άλλη προδιαγραφή που πρέπει να πληρούν τα σχοινιά, τη σταθερότητα των κόμπων. Η προδιαγραφή αυτή είναι πολύ σημαντική διότι υπήρξαν πολλές περιπτώσεις στις οποίες ένας σφιχτοδεμένος κόμπος χαλάρωσε μετά από μερικές κινήσεις του αναρριχητή.
Η αντοχή του σχοινιού στους κόμπους
Η αντοχή του σχοινιού μειώνεται στα σημεία στα οποία σχηματίζονται γωνίες στο σχοινί. Τέτοια σημεία είναι στους κρίκους, στους καταβατήρες αλλά και στους κόμπους. Αυτό οφείλεται διότι οι ίνες στα σημεία που διπλώνει το σχοινί δεν παίρνουν ομοιόμορφα όλες την ίδια τάση. Πιο συγκεκριμένα, οι ίνες που βρίσκονται στην εξωτερική μεριά της γωνίας του σχοινιού τεντώνονται και φορτίζονται περισσότερο από αυτές που βρίσκονται στην εσωτερική μεριά. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να κοπούν πρώτα οι εξωτερικές ίνες της γωνίας το σχοινί να αδυνατίσει στο σημείο αυτό και ακολούθως να κοπούν και οι υπόλοιπες ίνες. Μειώνοντας την καμπύλη της γωνίας στο σχοινί οι εξωτερικές ίνες τεντώνονται λιγότερο σε σχέση με τις εσωτερικές και άρα μειώνεται και ο κίνδυνος να κοπούν οι ίνες στο σημείο αυτό. Αυτό επιτυγχάνεται είτε τοποθετώντας δύο καραμπίνερ μαζί, είτε φτιάχνοντας κόμπους με πιο προοδευτικές καμπύλες.
Η UIAA και διάφορα εργαστήρια έχουν πραγματοποιήσει και πραγματοποιούν αρκετές δοκιμές σε σχοινιά διαφορετικών τύπων και διαμέτρων και με μεταβαλλόμενη ταχύτητα εφαρμογής των φορτίων στο σχοινί, για να διαπιστώσουν την αντοχή του σχοινιού στους κόμπους αλλά και τη σταθερότητα των κόμπων. Στις δοκιμές αυτές διαπιστώθηκε ότι αρκετοί κόμποι γλιστράνε αρκετά και κάποιοι λύνονται εντελώς. Για παράδειγμα, δοκιμές που έγιναν στη δεκαετία του ’70 έδειξαν ότι ο κόμπος της καντηλίτσας λύνεται εύκολα όταν η θηλεία του επιβαρύνεται κατά διαστήματα. Έτσι η καντηλίτσα καταργήθηκε κι άρχισε να χρησιμοποιείται το οκτάρι.
Το σωστό δέσιμο του κόμπου παίζει επίσης καθοριστική ρόλο για την σταθερότητα του κόμπου και την αντοχή του σχοινιού στο σημείο του κόμπου. Για παράδειγμα, το σωστό δέσιμο του κόμπου που παρουσιάζεται στο σχήμα 4, αυξάνει περίπου 8% την τη σταθερότητα του κόμπου και την αντοχή του σχοινιού.
Ο πίνακας 3 δείχνει τη σχετική αντοχή διάφορων κόμπων σε μονό σχοινί, οι οποίοι χρησιμοποιούνται συχνά.
ΠΙΝΑΚΑΣ 3
Είδος κόμπου
Σχετική αντοχή
Χωρίς κόμπο
100%
Απλός κόμπος
60-65%
Καντηλίτσα
70-75%
Απλό οκτάρι
75-80%
Ψαρόκομπος
60-65%
Διπλός ψαρόκομπος
65-70%
Μισή ψαλιδιά
65-70%
Χρόνος ζωής του σχοινιού
Κάθε αναρριχητικό σχοινί έχει ημερομηνία λήξης. Αυτό οφείλεται είτε σε φθορές που παθαίνει το σχοινί από τις συνθήκες του περιβάλλοντος (υψηλή θερμοκρασία, έκθεση στον ήλιο, υγρασία, κ.λ.π.), είτε σε μηχανικές φθορές που παθαίνει το σχοινί από τη χρήση του. Γενικά η διάρκεια ζωής του σχοινιού βασικά εξαρτάται από το πόσο συχνά αυτό χρησιμοποιείται, από το είδος του πεδίου στο οποίο χρησιμοποιείται, από τις κλιματολογικές συνθήκες, από τα χτυπήματα που μπορεί να προκληθούν από πτώσεις λίθων, από πιθανά κοψίματα με τα κραμπόν και από την ποιότητα της ίνας το οποίο είναι κατασκευασμένο το σχοινί.
Αν και τα συνθετικά σχοινιά χρησιμοποιούνται πάνω από 40 χρόνια, μόνο τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει επισταμένες μελέτες σε αυτά από τις Ομοσπονδίες Ορειβατικών Συλλόγων και τους κατασκευαστές των σχοινιών. Τα αποτελέσματα σχεδόν από όλες τις μελέτες έδειξαν ότι ο χρόνος ζωής του σχοινιού κυμαίνεται από 40 έως 240 ώρες χρήσης. Η μεγάλη αυτή διακύμανση στις ώρες χρήσης, ίσως να οφείλεται στο ότι στις μελέτες χρησιμοποιούνται μικρά τμήματα σχοινιού και όχι ολόκληρο το σχοινί και στο γεγονός ότι εφ’ όσον οι εταιρείες κατασκευάζουν συνεχώς καινούργια σχοινιά με νέες ίνες δεν είναι σε θέση να γνωρίζουν επαρκώς τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά των νέων ινών. Ο Αυστριακός και Βρετανικός Ορειβατικός Σύνδεσμος (BMC) και οι κατασκευαστές των σχοινιών, εκφράζουν την ηλικία του σχοινιού με τον όρο: “ικανότητα λειτουργίας επάνω σε κόψη” (Working Capacity Over an Edge - WCOE). Όταν το WCOE ενός σχοινιού φθάσει να αντέχει μεταξύ 1560 N∙m/m και 1789 N∙m/m, το οποίο ισοδυναμεί με την ενέργεια μιας σφοδρής πτώσης, τότε το σχοινί πρέπει να αποσύρεται.
Αγοράζοντας ένα καινούργιο σχοινί, του οποίου ο κατασκευαστής του δίνει για παράδειγμα, ότι το WCOE είναι 3780 N∙m/m, τότε για να βρούμε το χρόνο ζωής του, αρκεί να υπολογίσουμε την απώλεια που έχει ο WCOE ανά ώρα χρήσης του σχοινιού.
Ο Αυστριακός Ορειβατικός Σύνδεσμος μετά από έρευνες και βάσει στατιστικών δεδομένων έχει ορίσει το μέγεθος της απώλειας του WCOE σε ένα σχοινί, σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα (κατά μέσο όρο):
Εύκολη αναρρίχηση
9.8 N∙m/m ανά 1 ώρα χρήσης
Δύσκολη αναρρίχηση
19,6 N∙m/m ανά 1 ώρα χρήσης
Τεχνητή αναρρίχηση
39,2 N∙m/m ανά 1 ώρα χρήσης
Εξετάζοντας τον παραπάνω πίνακα, παρατηρούμε τη μεγάλη τιμή απώλειας του WCOE στην περίπτωση της τεχνητής αναρρίχησης. Ένας από τους λόγους που πιθανά να οφείλεται αυτό, είναι ο τρόπος με τον οποίο γίνεται η τεχνητή αναρρίχηση, όπου χρησιμοποιείται αρκετό αναρριχητικό υλικό πάνω στο οποίο καταπονείται το σχοινί. Με πιο κατάλληλη τεχνική στην τεχνητή αναρρίχηση, θα ήταν δυνατόν να μειωθεί η χρήση αναρριχητικών υλικών σε βαθμό μικρότερο και από αυτόν μιας ελεύθερης αναρρίχησης μεγάλης δυσκολίας.
Το πρόβλημα σήμερα, είναι κάποιοι κατασκευαστές σχοινιών στην αγορά δίνουν αρκετές πληροφορίες για τα σχοινιά τους, ακόμη και το WCOE, ενώ άλλοι όχι. Ο λόγος που μερικοί κατασκευαστές δε δίνουν το WCOE οφείλεται είτε γιατί αυτό είναι μικρότερο από τους άλλους, είτε γιατί η UIΑΑ δεν το απαιτεί. Επίσης, κάποιοι αμφισβητούν την εγκυρότητα του μεγέθους WCOE γιατί αυτό μετριέται με στατικά φορτία ενώ στην πράξη τα φορτία είναι δυναμικά. Επιπλέον, κάποιος περιμένει από ένα σχοινί με μεγάλο WCOE να αντέχει περισσότερες πτώσεις από ένα σχοινί με μικρό WCOE, κάτι το οποίο όμως δεν έχει επιβεβαιωθεί. Προς το παρόν ας δεχθούμε ότι όσο μεγαλύτερο είναι το WCOE του σχοινιού, τόσο περισσότερες πτώσεις θα μπορεί να κρατήσει (αυτό πιθανότατα να ίσχυε αν το WCOE ήταν μετρημένο με δυναμικά φορτία).
Τι αντοχή έχουν τα βρεγμένα και καλυμμένα με πάγο σχοινιά;
Τα τεστ πτώσης που πραγματοποιεί η UIAA γίνονται με στεγνό σχοινί σε κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος. Κάτω από τις συνθήκες αυτές η UIAA απαιτεί το σχοινί να αντέχει τουλάχιστον τρεις πτώσεις χωρίς να σπάσει.
Σε δοκιμές που έγιναν από τον δόκτωρ Adrizola με παγωμένα σχοινιά σε θερμοκρασία –45οC, βρέθηκε ότι η αντοχή τους στο σπάσιμο, εφαρμόζοντας στατικό φορτίο, μειώθηκε κατά 30%. Παρόμοιες δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν από την κατασκευάστρια εταιρεία σχοινιών Edelweiss, όχι μόνο σε παγωμένα αλλά και σε βρεγμένα σχοινιά, έδωσαν τα ίδια αποτελέσματα. Σύμφωνα με τους κατασκευαστές σχοινιών, ένα καινούργιο σχοινί το οποίο αντέχει 3 ή 4 πτώσεις όπως τις ορίζει η UIAA, όταν αυτό εκτεθεί σε υγρό περιβάλλον και απορροφήσει νερό όσο περίπου το 37% του βάρους του, αντέχει μόνο μία ή καμία πτώση.
Ο Γερμανικός Ορειβατικός Σύλλογος (DAV) πραγματοποίησε μια σειρά από δοκιμές σε διάφορα σχοινιά από τα οποία κάποια είχανε βρέξει και κάποια άλλα αφού τα βρέξανε ακολούθως τα τοποθετήσανε για 10-14 ώρες σε ψυγείο. Οι δοκιμές αυτές έδειξαν τα εξής:
· Τα υγρά και τα παγωμένα σχοινιά κρατάνε λιγότερες πτώσεις από τα στεγνά.
· Η συμπεριφορά του υγρού και του παγωμένου σχοινιού είναι σχεδόν ίδια.
· Οι πτώσεις που μπορεί να αντέξει ένα σχοινί πολλές φορές μειώνεται κατά τρεις.
· Μερικά σχοινιά αντέχουν τον ίδιο ή μεγαλύτερο αριθμό πτώσεων από αυτό που δίνει ο κατασκευαστής (ο οποίος προφανώς δίνει το μικρότερο αριθμό) όταν το σχοινί είναι στεγνό. Αυτό όμως δε σημαίνει ότι θα αντέξει τον ίδιο αριθμό πτώσεων όταν αυτό είναι υγρό ή παγωμένο.
· Σχοινιά τα οποία οι κατασκευαστές ισχυρίζονται ότι είναι αδιάβροχα, αντέχουν 2 πτώσεις λιγότερο από ότι δίνει ο κατασκευαστής. Αυτό πιθανότατα οφείλεται κάτω από τις συνθήκες από τις οποίες πραγματοποίησε ο κατασκευαστής τις δοκιμές, οι οποίες ήτανε πιο ήπιες από αυτές του Γερμανικού Ορειβατικού Συλλόγου.
Μονό ή διπλό σχοινί
Ένα μονό σχοινί είναι σχεδιασμένο για να χρησιμοποιείται μόνο του, χωρίς να υπάρχει κίνδυνος να σπάσει. Ένα διπλό σχοινί είναι σχεδιασμένο για να χρησιμοποιείται πάντα μαζί με ένα άλλο, για να μην υπάρχει κίνδυνος να σπάσει. Η διάμετρός ενός μονού σχοινιού συνήθως κυμαίνεται από 10,5 mm μέχρι 12 mm, ενώ η διάμετρος ενός διπλού σχοινιού συνήθως κυμαίνεται από 9 mm μέχρι 10,5 mm.
Η χρήση διπλών σχοινιών παρέχουν αρκετά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα μονά, ιδιαίτερα σε διαδρομές στις οποίες απαιτούνται πολλοί ελιγμοί, σε διαδρομές που χρειάζεται να τραβηχτούν κάποια φορτία, ή σε περιπτώσεις όπου ένα σχοινί καταστρέφεται από πτώση πέτρας ή από πάτημα κραμπόν.
Όταν χρησιμοποιούμε διπλά σχοινιά καλό είναι αυτά να περνάνε από διαφορετικούς κρίκους ιδιαίτερα όταν οι ασφάλειες είναι μακριά μεταξύ τους. Αυτό, εκτός από τη μείωση της τριβής των σχοινιών μεταξύ τους, έχει επίσης και το πλεονέκτημα ότι σε περίπτωση πτώσης, το άθροισμα της δύναμης κρούσης είναι μικρότερο από όταν αυτά περνάνε ταυτόχρονα από το ίδιο κρίκο.
Όταν χρησιμοποιούμε μονά σχοινιά, η μόνη περίπτωση να τα τοποθετήσουμε ως διπλά είναι όταν αυτά έχουν βραχεί και παγώσει και χρειάζεται να αναρριχηθούμε μεγάλες διαδρομές.
Πότε κόβεται ένα σχοινί;
Λαμβάνοντας υπόψη την υψηλή στάθμη της μοντέρνας τεχνολογίας είναι πραγματικά απογοητευτικό να βλέπει κανείς να κόβονται τα σχοινιά και άτομα να χάνουν τη ζωή τους.
Συνήθως ένα σχοινί κόβεται όταν κατά την πτώση το σχοινί τριφτεί σε αιχμηρό βράχο (ειδικά σε γρανιτικά πετρώματα) και η πτώση είναι μεγάλη. Αυτό ισχύει και για ολοκαίνουργια σχοινιά. Εκτός από αυτά υπάρχουν και άλλοι παράγοντες όπως η ελαστικότητα και η ικανότητα απόσβεσης που επενεργούν όταν πρόκειται να σπάσει ένα σχοινί.
Στη πράξη δε κόβονται συχνά τα σχοινιά. Μάλιστα τις τελευταίες τρεις δεκαετίες έχουν διαπιστωθεί ελάχιστα ατυχήματα συγκριτικά με τις πτώσεις που έχουν γίνει. Ένα μοντέρνο σχοινί αντέχει πολύ περισσότερες πτώσεις από ότι μπορεί κανείς να φανταστεί. Πειράματα που έγιναν με βάρος 80 κιλών έδειξαν ότι το σχοινί κόπηκε μετά από . . . 220 πτώσεις. Μετά από τις πρώτες 80 πτώσεις το σχοινί είχε λεπτύνει τόσο πολύ στο σημείο τριβής με το καραμπίνερ ασφαλείας που κανείς δε φαντάζονταν ότι θα άντεχε άλλες 140 πτώσεις. Βέβαια αν υπήρχε τριβή στο βράχο θα άντεχε πολύ λιγότερες πτώσεις. Γι’ αυτό το λόγο δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται σε διαδρομές βουνού σχοινιά που είναι φθαρμένα από πολλές πτώσεις.
Από την αρχή της δεκαετίας του ’80 τα ατυχήματα από κομμένα σχοινιά έχουν μειωθεί, λόγω της χρήσης διπλών σχοινιών. Είναι υπερβολικά δύσκολο να κοπούν ταυτοχρόνως και τα δύο σχοινιά στο ίδιο σημείο του βράχου. Όλα τα κομμένα σχοινιά που εξετάσθηκαν με μικροσκόπιο οφείλονταν στην ίδια αιτία, δηλ. σε τριβή επάνω στο βράχο. Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται στην αναρρίχηση στο γρανίτη ο οποίος έχει πολύ κοφτερές γωνίες. Αλλά και κάποιες διαδρομές σε ασβεστόλιθο για τον ίδιο λόγο είναι εξίσου επικίνδυνες.
Συμπεράσματα
Η δύναμη κρούσης είναι η δύναμη που δέχεται ο ασφαλιστής, ο αναρριχητής που πέφτει και τα υλικά ασφάλισης τη στιγμή που το σχοινί έχει πάρει τη μέγιστη επιμήκυνση. Η δύναμη αυτή είναι εντελώς ανεξάρτητη από το ύψος της πτώσης και εξαρτάται από το λόγο πτώσης.
Η δύναμη κρούσης δεν είναι το κατάλληλο μέγεθος για να μετρηθεί η σφοδρότητα της πτώσης. Σημαντικό ρόλο παίζει η χρονική περίοδος στην οποία υφίσταται η δύναμη. Όσο μεγαλύτερη είναι η ορμή της πτώσης τόσο μεγαλύτερος χρόνος χρειάζεται για να σταματήσει μια πτώση.
Τα παρακάτω συμπεράσματα είναι πολύ χρήσιμα και πρέπει να λαμβάνονται πάντοτε υπ’ όψη:
Μια πτώση, ακόμη και σε ένα σταθερό ρελαί, είναι πάντοτε επικίνδυνη και πρέπει να αποφεύγεται πάντοτε, ιδιαίτερα στα βουνά στα οποία η παροχή βοήθειας δεν είναι πάντοτε εύκολη.
Ο ασφαλιστής πρέπει να βρίσκεται πάντοτε σε θέση που να μπορεί να κρατήσει μια δύναμη 1040 Kp, ανεξάρτητα από το ύψος της πτώσης. Η δύναμη αυτή αντιστοιχεί με το βάρος ενός φορτωμένου Volkswagen.
Η πρώτη ασφάλεια πρέπει να τοποθετείται όσο το δυνατόν πλησιέστερα στο ρελαί ώστε ο λόγος πτώσης να είναι μικρός.
Ενδιάμεσες ασφάλειες πρέπει να τοποθετούνται ώστε ο λόγος πτώσης και η ορμή να είναι όσο το δυνατόν μικρότεροι. Αν δεν είναι δυνατόν να τοποθετούνται πολλές ασφάλειες σε όλη τη σχοινιά, είναι προτιμότερο οι ασφάλειες να είναι πιο συχνές στα πρώτα μέτρα της σχοινιάς παρά στα τελευταία, ώστε ο λόγος πτώσης να είναι μικρός.
Μόνο με χρήση μποντριέ μέσης και στήθους μπορεί το ανθρώπινο σώμα να αντέξει μια μεγάλη δύναμη κρούσης με ασφάλεια.
Οι ενδιάμεσες ασφάλειες πρέπει να μπορούν να αντέξουν περίπου ίσο με δύο φορές τη δύναμη κρούσης. Για ένα μεγάλο λόγο πτώσης 1,5, αυτό ισοδυναμεί με δύναμη 1815 Kp.
Τα αναρριχητικά σχοινιά, όπως όλα τα προϊόντα, διαφέρουν από κατασκευαστή σε κατασκευαστή. Για να κάνει κάποιος σωστή επιλογή του σχοινιού πρέπει να γνωρίζει καλά τις διάφορες παραμέτρους των σχοινιών. Η UIAA έχει φτιάξει κάποιες νόρμες για βοηθήσουν τους αναρριχητές και τους ορειβάτες να επιλέξουν σωστά το σχοινί. Ωστόσο αυτές δεν εξασφαλίζουν απαραίτητα την υψηλή ποιότητα ενός σχοινιού.
Ένα καλό σχοινί διακρίνεται από ένα μεγάλο αριθμό πτώσεων (UIAA πτώσεις) που μπορεί να αντέξει, τη σχετικά μικρή επιμήκυνση στη δύναμη κρούσης και στο χαμηλό βάρος του ανά μέτρο. Επίσης το WCOE θα πρέπει να είναι όσο το δυνατό μεγαλύτερο ενώ η δύναμη κρούσης θα πρέπει να είναι όσο το δυνατό μικρότερη.
[1][1] Wexler, A. “The Theory of Belaying”. American Alpine Journal, 7, 379-405.Sports Engineering Volume 1 Issue 2 Page 79 - February 1999.
του Κουνιάκη Χριστόφορου
Ενέργεια και Δύναμη
Όταν ένα σώμα δύναται να προσφέρει έργο σε άλλα σώματα που το περιβάλλουν, λέγουμε τότε ότι το σώμα έχει ενέργεια.
Ένα σώμα μπορεί να έχει δυναμική ενέργεια, λόγω της θέσεώς του στο πεδίο βαρύτητας. Η δυναμική ενέργεια ενός σώματος είναι ανάλογος του ύψους που βρίσκεται το σώμα από την επιφάνεια της θάλασσας και της μάζας του.
Ο τύπος που δίνει τη δυναμική ενέργεια είναι:
Eδ = mg(h1-h2)
όπου,
m είναι η μάζα του σώματος σε Kg,
g είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας (9.81 m/sec2),
h1, h2 είναι η αρχική και η τελική θέση του σώματος που κινήθηκε (υψομετρική διαφορά) σε m.
Π.χ. ένας αναρριχητής 81.6 Kg, ανεβαίνοντας 15.2 μέτρα η δυναμική του ενέργεια είναι 12.155 kg·m2/sec2.
Ένα σώμα μπορεί να έχει κινητική ενέργεια λόγω της κινήσεώς του. Η κινητική ενέργεια ενός σώματος είναι ανάλογος της μάζας του και του τετραγώνου της ταχύτητάς του.
Ο τύπος που δίνει τη δυναμική ενέργεια είναι:
Εκ = ½ mυ 2
όπου,
m είναι η μάζα του σώματος σε Kg,
υ είναι η ταχύτητα του σώματος σε m/sec.
Αξίωμα διατήρησης της μηχανικής ενέργειας.
Η ενέργεια δε χάνεται ούτε δημιουργείται αλλά μετασχηματίζεται από μια μορφή σε μια άλλη. Όταν ένα σώμα βρίσκεται σε κάποιο ύψος πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας ακίνητο, τότε αυτό έχει μόνο δυναμική ενέργεια. Αν αρχίσει να πέφτει, η δυναμική του ενέργεια μετασχηματίζεται σε κινητική. Θεωρώντας τις πάσης φύσεως τριβές και αντιστάσεις αμελητέες, το άθροισμα της δυναμικής και κινητικής ενέργειας ενός σώματος παραμένει σταθερό.
Eδ + Εκ = σταθ.
Ένας αναρριχητής ανεβαίνοντας σε κάποιο ύψος διαθέτει μόνο δυναμική ενέργεια. Στην περίπτωση που πέσει η δυναμική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική. Κατά τη διάρκεια της πτώσης του, η δυναμική ενέργεια μειώνεται, καθώς αυτός χάνει ύψος, ενώ αντίθετα η κινητική του ενέργεια αυξάνεται καθώς η ταχύτητα πτώσης μεγαλώνει, έτσι ώστε το άθροισμα της δυναμικής και κινητικής ενέργειάς του να παραμένει σταθερό. Στο κατώτερο σημείο της πτώσης του, όλη η δυναμική ενέργεια έχει μετατραπεί σε κινητική και η ταχύτητά του, στο σημείο αυτό, έχει τη μέγιστη τιμή. Έτσι, αν έχει πέσει ένα ύψος h μέτρα, τότε έχουμε:
mgh = ½ mυ 2
Από την εξίσωση αυτή, λύνοντας ως προς την ταχύτητα υ, μπορούμε να υπολογίσουμε τη μεγίστη ταχύτητα του αναρριχητή τη στιγμή που αρχίζει να σταματάει η πτώση του. Αυτή θα ισούται με:
υ=√2gh
Ο ρόλος του σχοινιού
Όπως είπαμε παραπάνω όλη η δυναμική ενέργεια ενός αναρριχητή την οποία έχει αποκτήσει λόγω της ανάβασής του σε κάποιο ύψος, μετατρέπεται σε κινητική, στην περίπτωση πτώσεως. Ένα μεγάλο μέρος αυτής της ενέργειας απορροφάται από την επιμήκυνση του σχοινιού.
Αν το σχοινί δεν είναι καθόλου ελαστικό, (π.χ. ένα συρματόσχοινο) τότε αυτό θα απορροφήσει ελάχιστη ενέργεια με αποτέλεσμα το σώμα του αναρριχητή, του ασφαλιστή και οι ασφάλειες που έχουν τοποθετηθεί στο βράχο να δεχθούν μεγάλες δυνάμεις. Αυτό πιθανά να έχει καταστροφικές συνέπειες.
Από την άλλη μεριά, αν το σχοινί έχει μεγάλη ελαστικότητα (π.χ. ένα λαστιχένιο σχοινί), ένα μεγάλο ποσοστό της ενέργειας θα απορροφηθεί από το σχοινί. Η υπόλοιπη ενέργεια, ένα μέρος θα μετατραπεί σε μια αρμονική ταλάντωση του αναρριχητή και ένα άλλο σε θερμότητα, λόγω της τριβής του σχοινιού επάνω στους κρίκους (carabiners). Τα προβλήματα με τα ελαστικά σχοινιά είναι ότι εφ’ ενός, οι ταλαντώσεις είναι μεγάλες και διαρκούν πολύ παρόλο που υπάρχουν τριβές στο εσωτερικό του σχοινιού και εφ΄ ετέρου, η επιμήκυνση του σχοινιού είναι μεγάλη. Συνεπώς, η πιθανότητα ο αναρριχητής να χτυπήσει σε κάποια προεξοχή του βράχου ή ακόμη και στο έδαφος, είναι μεγάλη.
Τα σχοινιά που είναι κατασκευασμένα από νάιλον (Perlon) συμπεριφέρονται με ένα ενδιάμεσο τρόπο. Ένα μέρος της κινητικής ενέργειας απορροφάται από το σχοινί η οποία μετατρέπεται σε θερμότητα καθώς το σχοινί επιμηκύνεται λόγω της τριβής μεταξύ των εσωτερικών ινών του σχοινιού. Η υπόλοιπη ενέργεια μετατρέπεται σε μια αρμονική ταλάντωση του αναρριχητή και σε θερμότητα λόγω της τριβής του σχοινιού επάνω στους κρίκους. Η αρμονική ταλάντωση είναι μικρή η οποία γρήγορα αποσβένεται καθώς αυτή μετατρέπεται σε θερμότητα.
Δύναμη κρούσης και ορμή
Μέχρι τώρα αναφερθήκαμε στην ενέργεια και στη μετατροπή της από δυναμική σε κινητική. Στην παράγραφο αυτή θα ασχοληθούμε και με τις δυνάμεις οι οποίοι ενεργούν μεταξύ του ασφαλιστή και ασφαλιζόμενου. Για το λόγο αυτό θα εισάγουμε ένα άλλο μέγεθος – την ορμή που έχει ένας αναρριχητής κατά την πτώση του. Η ορμή ορίζεται ως το γινόμενο της μάζας ενός κινητού σώματος επί την ταχύτητα του σώματος: J=mυ.
Η ορμή ενός αναρριχητή κατά την πτώση του ισούται με τη μάζα του επί την ταχύτητα που έχει. Στο τέλος της πτώσης, λίγο πριν αρχίσει να τον σταματάει το σχοινί, η ταχύτητά του είναι μέγιστη άρα και η ορμή του. Αν ο αναρριχητής έχει πέσει ύψος h μέτρα, τότε βάσει του τύπου που υπολογίσαμε παραπάνω ο οποίος δίνει τη μέγιστη ταχύτητα, η ορμή του είναι:
J= mυ = m√2gh
Καθώς το σχοινί αρχίζει να σταματάει την πτώση του αναρριχητή, η ταχύτητά του επιβραδύνεται και άρα η ορμή του μειώνεται. Όταν η πτώση του αναρριχητή έχει σταματήσει τότε η ορμή είναι μηδενική. Στον χρόνο που μεσολαβεί από τη στιγμή που αρχίζει η επιβράδυνση της πτώσης του αναρριχητή μέχρι το σταμάτημά του, ο ασφαλιστής δέχεται μια δύναμη η οποία φθάνει στη μεγαλύτερη τιμή της όταν το σχοινί έχει επιμηκυνθεί στο μέγιστο. Όσο μικρότερος είναι ο χρόνος που απαιτείται να σταματήσει η πτώση του αναρριχητή δηλ., να μηδενιστεί η ορμή του, τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που δέχεται το σώμα του αναρριχητή, το σώμα του ασφαλιστή και οι ασφάλειες. Αντίθετα, όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος που απαιτείται για να σταματήσει η πτώση του αναρριχητή, τόσο μικρότερη είναι η δύναμη που δέχεται ο αναρριχητής. Η ελαστικότητα του σχοινιού συντελεί στο να σταματήσει προοδευτικά η πτώση του αναρριχητή και έτσι η δύναμη μειώνεται. Στο σχήμα 1, απεικονίζεται γραφικά η δύναμη αυτή συναρτήσει του χρόνου που χρειάζεται για να σταματήσει η πτώση του αναρριχητή. Η μέγιστη τιμή της δύναμης ονομάζεται δύναμη κρούσης (impact force). Η επιφάνεια η οποία βρίσκεται κάτω από την καμπύλη, δίνει τη συνολική ορμή της πτώσης ενός αναρριχητή.
Αν ο ασφαλιστής και οι ασφάλειες είναι σταθερές, τότε η δύναμη κρούσης εξαρτάται μόνο από:
(i) τη μάζα του αναρριχητή,
(ii) τη σταθερά του σχοινιού k (πάχος του σχοινιού, υλικό της ίνας),
(iii) το λόγο πτώσης λ, ο οποίος ορίζεται ως το μήκος της πτώσης του αναρριχητή, προς το μήκος του σχοινιού που υπάρχει μεταξύ του ασφαλιστή και του αναρριχητή.
λ = μήκος πτώσης / μήκος διαθέσιμου σχοινιού.
H μέγιστη δύναμη κρούσης FI, υπολογίζεται από τον τύπο[1][1]:
Από τον παραπάνω τύπο παρατηρούμε ότι η μέγιστη δύναμη κρούσης είναι ανεξάρτητη από το απόλυτο ύψος της πτώσης. Έτσι μια πτώση 1,5 μέτρου θα παράγει την ίδια δύναμη με μία πτώση 15 μέτρων.
Ένα ενδιαφέρον σημείο που αξίζει να προσέξουμε είναι ότι αν στην παραπάνω εξίσωση ο λόγος πτώσης είναι μηδενικός (λ =0), τότε FI = 2mg.
Μηδενικό λόγο πτώσης έχουμε όταν ο αναρριχητής κρέμεται από μια ασφάλεια χωρίς να υπάρχει λάσκα στο σχοινί.
Παρακάτω δίνονται δύο παραδείγματα τα οποία μας δίνουν μια καλύτερη εικόνα για τη μέγιστη δύναμη κρούσης που δέχεται ο ασφαλιστής σε περίπτωση πτώσης ενός αναρριχητή:
α) ένας αναρριχητής τοποθετεί την τελευταία ασφάλεια 1,5 μέτρο πάνω από τον ασφαλιστή (ρελαί). Ανεβαίνει 1,5 μέτρο πάνω από την τελευταία αυτή ασφάλεια και πέφτει.
Μήκος πτώσης: 3 μέτρα. Συνολικό μήκος διαθέσιμου σχοινιού μεταξύ ασφαλιστή και αναρριχητή: 3 μέτρα. Άρα, ο λόγος πτώσης είναι 1.
β) ένας αναρριχητής τοποθετεί την τελευταία ασφάλεια 6 μέτρα πάνω από τον ασφαλιστή (ρελαί). Ανεβαίνει 6 μέτρα πάνω από την τελευταία αυτή ασφάλεια και πέφτει.
Μήκος πτώσης: 12 μέτρα. Συνολικό μήκος διαθέσιμου σχοινιού μεταξύ ασφαλιστή και αναρριχητή: 12 μέτρα. Άρα, ο λόγος πτώσης είναι 1.
Από τα παραπάνω παραδείγματα παρατηρούμε ότι, αν και στην δεύτερη περίπτωση η πτώση είναι τετραπλάσια της πρώτης, ο λόγος πτώσης είναι ίδιος με την πρώτη περίπτωση. Αυτό εξηγείται λογικά εφ΄ όσον η ενέργεια της πτώσης του αναρριχητή και η ενέργεια που απορροφάται από το σχοινί είναι ανάλογες του μήκους του διαθέσιμου σχοινιού μεταξύ ασφαλιστή και αναρριχητή.
Όμως, υπάρχει μια σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο παραπάνω περιπτώσεων. Στη δεύτερη περίπτωση η ορμή είναι διπλάσια της πρώτης και ο χρόνος ο οποίος απαιτείται για να σταματήσει η πτώση του αναρριχητή είναι αρκετά μεγαλύτερος. Άρα, το μέγεθος της δύναμης κρούσης από μόνο του δε μας δίνει μια πραγματική εικόνα της σφοδρότητας της πτώσης. Το χρονικό διάστημα κατά το οποίο ενεργούν οι δυνάμεις επίσης παίζει σημαντικό ρόλο στη σφοδρότητα της πτώσης. Όπως αναφέραμε παραπάνω, όσο μεγαλύτερο είναι το χρονικό διάστημα το οποίο απαιτείται για να σταματήσει μια πτώση, τόσο μικρότερες είναι οι δυνάμεις που δέχονται τα υλικά ασφάλισης και το ανθρώπινο σώμα.
Στον πίνακα 1 παρουσιάζεται η σχέση που υπάρχει μεταξύ του λόγου πτώσης και τη δύναμη κρούσης που δέχεται το σώμα ενός αναρριχητή του οποίου η μάζα του είναι 81,6 Kg και χρησιμοποιεί ένα μοντέρνο σχοινί κατασκευασμένο από Perlon.
ΠΙΝΑΚΑΣ 1
Λόγος πτώσης (λ)
Δύναμη κρούσης (FI)
0,0
163 Kp
0,1
310 Kp
0,2
393 Kp
0,4
516 Kp
0,6
610 Kp
0,8
689 Kp
1,0
760 Kp
1,2
824 Kp
1,4
883 Kp
1,6
938 Kp
1,8
989 Kp
2,0
1.038 Kp
Όπως φαίνεται από τον παραπάνω πίνακα οι δυνάμεις που προκύπτουν με λόγο πτώσης μεγαλύτερο από 1 είναι μεγάλες και μπορούν να προκαλέσουν σοβαρό τραυματισμό. Μόνο με τη χρήση επιπλέον μποντριέ στήθους μπορούν οι δυνάμεις αυτές να κατανεμηθούν σωστά στο σώμα του αναρριχητή.
Αξίζει να σημειωθεί ότι, το ασφαλιστικό μέσο, όπως ένας κρίκος, ένα καρφί, ένας ιμάντας, κλπ., πρέπει οπωσδήποτε να μπορεί να αντέχει σχεδόν τη διπλάσια δύναμη κρούσης την οποία δέχεται ο αναρριχητής (σχήμα 2). Παρατηρώντας το σχήμα 2, βλέπουμε ότι αν ο αναρριχητής κατά την πτώση του ασκήσει μια δύναμη FI, τότε ο ασφαλιστής πρέπει να ασκήσει περίπου 0,65FI έως 0,85FI, για να κρατήσει τον αναρριχητή. Άρα, η ασφάλεια θα δεχθεί σχεδόν τη διπλάσια δύναμη κρούσης του αναρριχητή. Η δύναμη που ασκεί ο ασφαλιστής είναι μειωμένη από τη δύναμη κρούσης που δέχεται ο αναρριχητής, λόγω της τριβής του σχοινιού επάνω στην ασφάλεια. Ανάλογα με τη γωνιά που κάνει το σχοινί απάνω στην ασφάλεια και τα χαρακτηριστικά του σχοινιού, η δύναμη αυτή μεταβάλλεται από 0,65FI έως 0,85FI, περίπου.
Ο πίνακας 2 δείχνει τη σχέση μεταξύ του βάρους του αναρριχητή και της δύναμης κρούσης που δέχεται το σώμα του αναρριχητή καθώς επίσης και τη δύναμη που δέχεται η ασφάλεια, για λόγο πτώσης 2.
ΠΙΝΑΚΑΣ 2
Βάρος αναρριχητή
Δύναμη στον αναρριχητή (FI)
Δύναμη στην ασφάλεια (2FI)
59 Kg
870 Kp
1.740 Kp
64 Kg
906 Kp
1.812 Kp
68 Kg
940 Kp
1.889 Kp
73 Kg
974 Kp
1.948 Kp
77 Kg
1.006 Kp
2.012 Kp
82 Kg
1.038 Kp
2.076 Kp
86 Kg
1.068 Kp
2.138 Kp
91 Kg
1.099 Kp
2.198 Kp
95 Kg
1.128 Kp
2.256 Kp
100 Kg
1.157 Kp
2.314 Kp
Οδηγίες της UIAA
Η UIAA (Union Internationale des Associations d’ Alpinisme) έχει θέσει ορισμένες προδιαγραφές για τα αναρριχητικά σχοινιά και έχει ορίσει συγκεκριμένες δοκιμές για τον έλεγχο των αναρριχητικών σχοινιών. Στα σχοινιά που έχουν περάσει τους ελέγχους και πληρούν τις προδιαγραφές της UIAA, τοποθετείται ανάλογη ετικέτα.
Στο σχήμα 3 φαίνεται το τεστ πτώσης που έχει ορίσει η UIAA. Στο τεστ αυτό δοκιμάζεται ένα σώμα μάζας 80 Kg για σχοινιά των 11 mm, τα οποία χρησιμοποιούνται μονά και ένα σώμα μάζας 40 Kg για σχοινιά των 9mm τα οποία χρησιμοποιούνται διπλά. Στην περίπτωση των μονών σχοινιών των 9mm, εάν χρησιμοποιηθούν δύο μαζί, τότε το σώμα μπορεί να έχει μάζα 80 Kg.
Ο λόγος πτώσης που ορίζει η UIAA είναι 1,79 και ως μέγιστη δύναμη κρούσης που δημιουργείται σε μια πτώση επιτρέπει να είναι 1.200 Kp, για σχοινιά τα οποία χρησιμοποιούνται μονά και 600 Kp, για σχοινιά τα οποία χρησιμοποιούνται διπλά, εκτός αν αυτά τοποθετηθούν δύο μαζί όποτε στην περίπτωση αυτή η μέγιστη δύναμη κρούσης είναι ίδια με αυτή των μονών σχοινιών. Επίσης, η UIAA θέτει ως σταθερά ότι σχοινί πρέπει να αντέξει τουλάχιστον τρεις τέτοιες πτώσεις χωρίς να σπάσει.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το όριο της μέγιστης δύναμης κρούσης ισχύει για την πρώτη πτώση μόνο. Στις επόμενες πτώσεις το μέγεθος της δύναμης κρούσης αυξάνει καθώς αυτό χάνει την ελαστικότητά του λόγω των μόνιμων παραμορφώσεων που συμβαίνουν στις ίνες του σχοινιού σε κάθε φόρτωσή του.
Ένα επιπλέον τεστ γίνεται για την μέτρηση της επιμήκυνσης τους σχοινιού. Αυτό είναι ένα τεστ με στατική τάση στο οποίο εφαρμόζεται στο σχοινί μια δύναμη 80 Kp. Η επιμήκυνση του σχοινιού κάτω από αυτή τη δύναμη δεν πρέπει να υπερβαίνει το 7% για σχοινιά τα οποία χρησιμοποιούνται μονά και το 10% για σχοινιά τα οποία χρησιμοποιούνται διπλά.
Από το 1973 η UIAA καθιέρωσε και μια άλλη προδιαγραφή που πρέπει να πληρούν τα σχοινιά, τη σταθερότητα των κόμπων. Η προδιαγραφή αυτή είναι πολύ σημαντική διότι υπήρξαν πολλές περιπτώσεις στις οποίες ένας σφιχτοδεμένος κόμπος χαλάρωσε μετά από μερικές κινήσεις του αναρριχητή.
Η αντοχή του σχοινιού στους κόμπους
Η αντοχή του σχοινιού μειώνεται στα σημεία στα οποία σχηματίζονται γωνίες στο σχοινί. Τέτοια σημεία είναι στους κρίκους, στους καταβατήρες αλλά και στους κόμπους. Αυτό οφείλεται διότι οι ίνες στα σημεία που διπλώνει το σχοινί δεν παίρνουν ομοιόμορφα όλες την ίδια τάση. Πιο συγκεκριμένα, οι ίνες που βρίσκονται στην εξωτερική μεριά της γωνίας του σχοινιού τεντώνονται και φορτίζονται περισσότερο από αυτές που βρίσκονται στην εσωτερική μεριά. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να κοπούν πρώτα οι εξωτερικές ίνες της γωνίας το σχοινί να αδυνατίσει στο σημείο αυτό και ακολούθως να κοπούν και οι υπόλοιπες ίνες. Μειώνοντας την καμπύλη της γωνίας στο σχοινί οι εξωτερικές ίνες τεντώνονται λιγότερο σε σχέση με τις εσωτερικές και άρα μειώνεται και ο κίνδυνος να κοπούν οι ίνες στο σημείο αυτό. Αυτό επιτυγχάνεται είτε τοποθετώντας δύο καραμπίνερ μαζί, είτε φτιάχνοντας κόμπους με πιο προοδευτικές καμπύλες.
Η UIAA και διάφορα εργαστήρια έχουν πραγματοποιήσει και πραγματοποιούν αρκετές δοκιμές σε σχοινιά διαφορετικών τύπων και διαμέτρων και με μεταβαλλόμενη ταχύτητα εφαρμογής των φορτίων στο σχοινί, για να διαπιστώσουν την αντοχή του σχοινιού στους κόμπους αλλά και τη σταθερότητα των κόμπων. Στις δοκιμές αυτές διαπιστώθηκε ότι αρκετοί κόμποι γλιστράνε αρκετά και κάποιοι λύνονται εντελώς. Για παράδειγμα, δοκιμές που έγιναν στη δεκαετία του ’70 έδειξαν ότι ο κόμπος της καντηλίτσας λύνεται εύκολα όταν η θηλεία του επιβαρύνεται κατά διαστήματα. Έτσι η καντηλίτσα καταργήθηκε κι άρχισε να χρησιμοποιείται το οκτάρι.
Το σωστό δέσιμο του κόμπου παίζει επίσης καθοριστική ρόλο για την σταθερότητα του κόμπου και την αντοχή του σχοινιού στο σημείο του κόμπου. Για παράδειγμα, το σωστό δέσιμο του κόμπου που παρουσιάζεται στο σχήμα 4, αυξάνει περίπου 8% την τη σταθερότητα του κόμπου και την αντοχή του σχοινιού.
Ο πίνακας 3 δείχνει τη σχετική αντοχή διάφορων κόμπων σε μονό σχοινί, οι οποίοι χρησιμοποιούνται συχνά.
ΠΙΝΑΚΑΣ 3
Είδος κόμπου
Σχετική αντοχή
Χωρίς κόμπο
100%
Απλός κόμπος
60-65%
Καντηλίτσα
70-75%
Απλό οκτάρι
75-80%
Ψαρόκομπος
60-65%
Διπλός ψαρόκομπος
65-70%
Μισή ψαλιδιά
65-70%
Χρόνος ζωής του σχοινιού
Κάθε αναρριχητικό σχοινί έχει ημερομηνία λήξης. Αυτό οφείλεται είτε σε φθορές που παθαίνει το σχοινί από τις συνθήκες του περιβάλλοντος (υψηλή θερμοκρασία, έκθεση στον ήλιο, υγρασία, κ.λ.π.), είτε σε μηχανικές φθορές που παθαίνει το σχοινί από τη χρήση του. Γενικά η διάρκεια ζωής του σχοινιού βασικά εξαρτάται από το πόσο συχνά αυτό χρησιμοποιείται, από το είδος του πεδίου στο οποίο χρησιμοποιείται, από τις κλιματολογικές συνθήκες, από τα χτυπήματα που μπορεί να προκληθούν από πτώσεις λίθων, από πιθανά κοψίματα με τα κραμπόν και από την ποιότητα της ίνας το οποίο είναι κατασκευασμένο το σχοινί.
Αν και τα συνθετικά σχοινιά χρησιμοποιούνται πάνω από 40 χρόνια, μόνο τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει επισταμένες μελέτες σε αυτά από τις Ομοσπονδίες Ορειβατικών Συλλόγων και τους κατασκευαστές των σχοινιών. Τα αποτελέσματα σχεδόν από όλες τις μελέτες έδειξαν ότι ο χρόνος ζωής του σχοινιού κυμαίνεται από 40 έως 240 ώρες χρήσης. Η μεγάλη αυτή διακύμανση στις ώρες χρήσης, ίσως να οφείλεται στο ότι στις μελέτες χρησιμοποιούνται μικρά τμήματα σχοινιού και όχι ολόκληρο το σχοινί και στο γεγονός ότι εφ’ όσον οι εταιρείες κατασκευάζουν συνεχώς καινούργια σχοινιά με νέες ίνες δεν είναι σε θέση να γνωρίζουν επαρκώς τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά των νέων ινών. Ο Αυστριακός και Βρετανικός Ορειβατικός Σύνδεσμος (BMC) και οι κατασκευαστές των σχοινιών, εκφράζουν την ηλικία του σχοινιού με τον όρο: “ικανότητα λειτουργίας επάνω σε κόψη” (Working Capacity Over an Edge - WCOE). Όταν το WCOE ενός σχοινιού φθάσει να αντέχει μεταξύ 1560 N∙m/m και 1789 N∙m/m, το οποίο ισοδυναμεί με την ενέργεια μιας σφοδρής πτώσης, τότε το σχοινί πρέπει να αποσύρεται.
Αγοράζοντας ένα καινούργιο σχοινί, του οποίου ο κατασκευαστής του δίνει για παράδειγμα, ότι το WCOE είναι 3780 N∙m/m, τότε για να βρούμε το χρόνο ζωής του, αρκεί να υπολογίσουμε την απώλεια που έχει ο WCOE ανά ώρα χρήσης του σχοινιού.
Ο Αυστριακός Ορειβατικός Σύνδεσμος μετά από έρευνες και βάσει στατιστικών δεδομένων έχει ορίσει το μέγεθος της απώλειας του WCOE σε ένα σχοινί, σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα (κατά μέσο όρο):
Εύκολη αναρρίχηση
9.8 N∙m/m ανά 1 ώρα χρήσης
Δύσκολη αναρρίχηση
19,6 N∙m/m ανά 1 ώρα χρήσης
Τεχνητή αναρρίχηση
39,2 N∙m/m ανά 1 ώρα χρήσης
Εξετάζοντας τον παραπάνω πίνακα, παρατηρούμε τη μεγάλη τιμή απώλειας του WCOE στην περίπτωση της τεχνητής αναρρίχησης. Ένας από τους λόγους που πιθανά να οφείλεται αυτό, είναι ο τρόπος με τον οποίο γίνεται η τεχνητή αναρρίχηση, όπου χρησιμοποιείται αρκετό αναρριχητικό υλικό πάνω στο οποίο καταπονείται το σχοινί. Με πιο κατάλληλη τεχνική στην τεχνητή αναρρίχηση, θα ήταν δυνατόν να μειωθεί η χρήση αναρριχητικών υλικών σε βαθμό μικρότερο και από αυτόν μιας ελεύθερης αναρρίχησης μεγάλης δυσκολίας.
Το πρόβλημα σήμερα, είναι κάποιοι κατασκευαστές σχοινιών στην αγορά δίνουν αρκετές πληροφορίες για τα σχοινιά τους, ακόμη και το WCOE, ενώ άλλοι όχι. Ο λόγος που μερικοί κατασκευαστές δε δίνουν το WCOE οφείλεται είτε γιατί αυτό είναι μικρότερο από τους άλλους, είτε γιατί η UIΑΑ δεν το απαιτεί. Επίσης, κάποιοι αμφισβητούν την εγκυρότητα του μεγέθους WCOE γιατί αυτό μετριέται με στατικά φορτία ενώ στην πράξη τα φορτία είναι δυναμικά. Επιπλέον, κάποιος περιμένει από ένα σχοινί με μεγάλο WCOE να αντέχει περισσότερες πτώσεις από ένα σχοινί με μικρό WCOE, κάτι το οποίο όμως δεν έχει επιβεβαιωθεί. Προς το παρόν ας δεχθούμε ότι όσο μεγαλύτερο είναι το WCOE του σχοινιού, τόσο περισσότερες πτώσεις θα μπορεί να κρατήσει (αυτό πιθανότατα να ίσχυε αν το WCOE ήταν μετρημένο με δυναμικά φορτία).
Τι αντοχή έχουν τα βρεγμένα και καλυμμένα με πάγο σχοινιά;
Τα τεστ πτώσης που πραγματοποιεί η UIAA γίνονται με στεγνό σχοινί σε κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος. Κάτω από τις συνθήκες αυτές η UIAA απαιτεί το σχοινί να αντέχει τουλάχιστον τρεις πτώσεις χωρίς να σπάσει.
Σε δοκιμές που έγιναν από τον δόκτωρ Adrizola με παγωμένα σχοινιά σε θερμοκρασία –45οC, βρέθηκε ότι η αντοχή τους στο σπάσιμο, εφαρμόζοντας στατικό φορτίο, μειώθηκε κατά 30%. Παρόμοιες δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν από την κατασκευάστρια εταιρεία σχοινιών Edelweiss, όχι μόνο σε παγωμένα αλλά και σε βρεγμένα σχοινιά, έδωσαν τα ίδια αποτελέσματα. Σύμφωνα με τους κατασκευαστές σχοινιών, ένα καινούργιο σχοινί το οποίο αντέχει 3 ή 4 πτώσεις όπως τις ορίζει η UIAA, όταν αυτό εκτεθεί σε υγρό περιβάλλον και απορροφήσει νερό όσο περίπου το 37% του βάρους του, αντέχει μόνο μία ή καμία πτώση.
Ο Γερμανικός Ορειβατικός Σύλλογος (DAV) πραγματοποίησε μια σειρά από δοκιμές σε διάφορα σχοινιά από τα οποία κάποια είχανε βρέξει και κάποια άλλα αφού τα βρέξανε ακολούθως τα τοποθετήσανε για 10-14 ώρες σε ψυγείο. Οι δοκιμές αυτές έδειξαν τα εξής:
· Τα υγρά και τα παγωμένα σχοινιά κρατάνε λιγότερες πτώσεις από τα στεγνά.
· Η συμπεριφορά του υγρού και του παγωμένου σχοινιού είναι σχεδόν ίδια.
· Οι πτώσεις που μπορεί να αντέξει ένα σχοινί πολλές φορές μειώνεται κατά τρεις.
· Μερικά σχοινιά αντέχουν τον ίδιο ή μεγαλύτερο αριθμό πτώσεων από αυτό που δίνει ο κατασκευαστής (ο οποίος προφανώς δίνει το μικρότερο αριθμό) όταν το σχοινί είναι στεγνό. Αυτό όμως δε σημαίνει ότι θα αντέξει τον ίδιο αριθμό πτώσεων όταν αυτό είναι υγρό ή παγωμένο.
· Σχοινιά τα οποία οι κατασκευαστές ισχυρίζονται ότι είναι αδιάβροχα, αντέχουν 2 πτώσεις λιγότερο από ότι δίνει ο κατασκευαστής. Αυτό πιθανότατα οφείλεται κάτω από τις συνθήκες από τις οποίες πραγματοποίησε ο κατασκευαστής τις δοκιμές, οι οποίες ήτανε πιο ήπιες από αυτές του Γερμανικού Ορειβατικού Συλλόγου.
Μονό ή διπλό σχοινί
Ένα μονό σχοινί είναι σχεδιασμένο για να χρησιμοποιείται μόνο του, χωρίς να υπάρχει κίνδυνος να σπάσει. Ένα διπλό σχοινί είναι σχεδιασμένο για να χρησιμοποιείται πάντα μαζί με ένα άλλο, για να μην υπάρχει κίνδυνος να σπάσει. Η διάμετρός ενός μονού σχοινιού συνήθως κυμαίνεται από 10,5 mm μέχρι 12 mm, ενώ η διάμετρος ενός διπλού σχοινιού συνήθως κυμαίνεται από 9 mm μέχρι 10,5 mm.
Η χρήση διπλών σχοινιών παρέχουν αρκετά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα μονά, ιδιαίτερα σε διαδρομές στις οποίες απαιτούνται πολλοί ελιγμοί, σε διαδρομές που χρειάζεται να τραβηχτούν κάποια φορτία, ή σε περιπτώσεις όπου ένα σχοινί καταστρέφεται από πτώση πέτρας ή από πάτημα κραμπόν.
Όταν χρησιμοποιούμε διπλά σχοινιά καλό είναι αυτά να περνάνε από διαφορετικούς κρίκους ιδιαίτερα όταν οι ασφάλειες είναι μακριά μεταξύ τους. Αυτό, εκτός από τη μείωση της τριβής των σχοινιών μεταξύ τους, έχει επίσης και το πλεονέκτημα ότι σε περίπτωση πτώσης, το άθροισμα της δύναμης κρούσης είναι μικρότερο από όταν αυτά περνάνε ταυτόχρονα από το ίδιο κρίκο.
Όταν χρησιμοποιούμε μονά σχοινιά, η μόνη περίπτωση να τα τοποθετήσουμε ως διπλά είναι όταν αυτά έχουν βραχεί και παγώσει και χρειάζεται να αναρριχηθούμε μεγάλες διαδρομές.
Πότε κόβεται ένα σχοινί;
Λαμβάνοντας υπόψη την υψηλή στάθμη της μοντέρνας τεχνολογίας είναι πραγματικά απογοητευτικό να βλέπει κανείς να κόβονται τα σχοινιά και άτομα να χάνουν τη ζωή τους.
Συνήθως ένα σχοινί κόβεται όταν κατά την πτώση το σχοινί τριφτεί σε αιχμηρό βράχο (ειδικά σε γρανιτικά πετρώματα) και η πτώση είναι μεγάλη. Αυτό ισχύει και για ολοκαίνουργια σχοινιά. Εκτός από αυτά υπάρχουν και άλλοι παράγοντες όπως η ελαστικότητα και η ικανότητα απόσβεσης που επενεργούν όταν πρόκειται να σπάσει ένα σχοινί.
Στη πράξη δε κόβονται συχνά τα σχοινιά. Μάλιστα τις τελευταίες τρεις δεκαετίες έχουν διαπιστωθεί ελάχιστα ατυχήματα συγκριτικά με τις πτώσεις που έχουν γίνει. Ένα μοντέρνο σχοινί αντέχει πολύ περισσότερες πτώσεις από ότι μπορεί κανείς να φανταστεί. Πειράματα που έγιναν με βάρος 80 κιλών έδειξαν ότι το σχοινί κόπηκε μετά από . . . 220 πτώσεις. Μετά από τις πρώτες 80 πτώσεις το σχοινί είχε λεπτύνει τόσο πολύ στο σημείο τριβής με το καραμπίνερ ασφαλείας που κανείς δε φαντάζονταν ότι θα άντεχε άλλες 140 πτώσεις. Βέβαια αν υπήρχε τριβή στο βράχο θα άντεχε πολύ λιγότερες πτώσεις. Γι’ αυτό το λόγο δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται σε διαδρομές βουνού σχοινιά που είναι φθαρμένα από πολλές πτώσεις.
Από την αρχή της δεκαετίας του ’80 τα ατυχήματα από κομμένα σχοινιά έχουν μειωθεί, λόγω της χρήσης διπλών σχοινιών. Είναι υπερβολικά δύσκολο να κοπούν ταυτοχρόνως και τα δύο σχοινιά στο ίδιο σημείο του βράχου. Όλα τα κομμένα σχοινιά που εξετάσθηκαν με μικροσκόπιο οφείλονταν στην ίδια αιτία, δηλ. σε τριβή επάνω στο βράχο. Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται στην αναρρίχηση στο γρανίτη ο οποίος έχει πολύ κοφτερές γωνίες. Αλλά και κάποιες διαδρομές σε ασβεστόλιθο για τον ίδιο λόγο είναι εξίσου επικίνδυνες.
Συμπεράσματα
Η δύναμη κρούσης είναι η δύναμη που δέχεται ο ασφαλιστής, ο αναρριχητής που πέφτει και τα υλικά ασφάλισης τη στιγμή που το σχοινί έχει πάρει τη μέγιστη επιμήκυνση. Η δύναμη αυτή είναι εντελώς ανεξάρτητη από το ύψος της πτώσης και εξαρτάται από το λόγο πτώσης.
Η δύναμη κρούσης δεν είναι το κατάλληλο μέγεθος για να μετρηθεί η σφοδρότητα της πτώσης. Σημαντικό ρόλο παίζει η χρονική περίοδος στην οποία υφίσταται η δύναμη. Όσο μεγαλύτερη είναι η ορμή της πτώσης τόσο μεγαλύτερος χρόνος χρειάζεται για να σταματήσει μια πτώση.
Τα παρακάτω συμπεράσματα είναι πολύ χρήσιμα και πρέπει να λαμβάνονται πάντοτε υπ’ όψη:
Μια πτώση, ακόμη και σε ένα σταθερό ρελαί, είναι πάντοτε επικίνδυνη και πρέπει να αποφεύγεται πάντοτε, ιδιαίτερα στα βουνά στα οποία η παροχή βοήθειας δεν είναι πάντοτε εύκολη.
Ο ασφαλιστής πρέπει να βρίσκεται πάντοτε σε θέση που να μπορεί να κρατήσει μια δύναμη 1040 Kp, ανεξάρτητα από το ύψος της πτώσης. Η δύναμη αυτή αντιστοιχεί με το βάρος ενός φορτωμένου Volkswagen.
Η πρώτη ασφάλεια πρέπει να τοποθετείται όσο το δυνατόν πλησιέστερα στο ρελαί ώστε ο λόγος πτώσης να είναι μικρός.
Ενδιάμεσες ασφάλειες πρέπει να τοποθετούνται ώστε ο λόγος πτώσης και η ορμή να είναι όσο το δυνατόν μικρότεροι. Αν δεν είναι δυνατόν να τοποθετούνται πολλές ασφάλειες σε όλη τη σχοινιά, είναι προτιμότερο οι ασφάλειες να είναι πιο συχνές στα πρώτα μέτρα της σχοινιάς παρά στα τελευταία, ώστε ο λόγος πτώσης να είναι μικρός.
Μόνο με χρήση μποντριέ μέσης και στήθους μπορεί το ανθρώπινο σώμα να αντέξει μια μεγάλη δύναμη κρούσης με ασφάλεια.
Οι ενδιάμεσες ασφάλειες πρέπει να μπορούν να αντέξουν περίπου ίσο με δύο φορές τη δύναμη κρούσης. Για ένα μεγάλο λόγο πτώσης 1,5, αυτό ισοδυναμεί με δύναμη 1815 Kp.
Τα αναρριχητικά σχοινιά, όπως όλα τα προϊόντα, διαφέρουν από κατασκευαστή σε κατασκευαστή. Για να κάνει κάποιος σωστή επιλογή του σχοινιού πρέπει να γνωρίζει καλά τις διάφορες παραμέτρους των σχοινιών. Η UIAA έχει φτιάξει κάποιες νόρμες για βοηθήσουν τους αναρριχητές και τους ορειβάτες να επιλέξουν σωστά το σχοινί. Ωστόσο αυτές δεν εξασφαλίζουν απαραίτητα την υψηλή ποιότητα ενός σχοινιού.
Ένα καλό σχοινί διακρίνεται από ένα μεγάλο αριθμό πτώσεων (UIAA πτώσεις) που μπορεί να αντέξει, τη σχετικά μικρή επιμήκυνση στη δύναμη κρούσης και στο χαμηλό βάρος του ανά μέτρο. Επίσης το WCOE θα πρέπει να είναι όσο το δυνατό μεγαλύτερο ενώ η δύναμη κρούσης θα πρέπει να είναι όσο το δυνατό μικρότερη.
[1][1] Wexler, A. “The Theory of Belaying”. American Alpine Journal, 7, 379-405.Sports Engineering Volume 1 Issue 2 Page 79 - February 1999.
Αναρτήσεις
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου