13 - CARRUCOLE E PARANCHI

PULEGGE E CARRUCOLE

Una puleggia è un organo meccanico costituito da un disco rotante intorno al proprio asse e dotato di una o più gole che consentono l'alloggiamento di corde o cavi metallici. La carrucola è una macchina semplice composta da una o più pulegge montate su flange laterali. Alcune carrucole sono integrate con un meccanismo sbloccabile che impedisce lo scorrimento delle corda (bloccante), o la rotazione della puleggia in uno dei due versi (arpionismo, non utilizzato nelle carrucole speleo).

Esistono carrucole a flange fisse e carrucole a flange mobili. Le prime, permettono il montaggio della carrucola in qualunque tipo di connettore; le seconde, benché richiedano l'utilizzo dei soli moschettoni simmetrici (paralleli), consentono l'inserimento della carrucola in un punto qualunque della corda, non necessariamente di estremità. Le carrucole multiple consentono il montaggio di paranchi multipli o "taglie".

La frizione generata dalla rotazione della puleggia intorno all'asse è ridotta dalla presenza di bronzine o da cuscinetti a sfere (cusc). A parità di sistema costruttivo, l'efficienza di una puleggia cresce con il crescere del suo diametro (Diam). Il rendimento di una puleggia (R), misura quanta parte della forza applicata sia sfruttabile per il sollevamento al netto degli attriti parassiti.

PETZL	USO IDEALE	Diam	Cusc.	R	WL	[g]
MINDER	alto rendimento	51	Sì	97%	4	295
RESCUE	alto rendimento	38	Sì	95%	4	185
MINI	prusik, soccorso	25	Sì	91%	2,5	80
FIXE	prusik, sport	21	No	71%	2,5	90
MICROTRAXION	autobloccante	25	Sì	91%	2,5	85
KOOTENAY	teleferica	76	Sì	-	5	1390
TANDEM	teleferica	21	No	71%	10	195
ULTRALEGERE	estemporaneo	21	No	59%	1	10
MOSCHETTONE	estemporaneo	10	-	50%		-

NOTA: i carichi di lavoro (WL, kN), cosiddetti statici, devono tenere conto delle sollecitazioni dinamiche che possono originarsi durante il funzionamento dei sistemi di carrucole. In fase di sollevamento, i carichi possono subire un incremento significativo.

PARANCHI

Le carrucole sono utilizzate per deviare la direzione di tiro di una corda o per costruire un paranco.

La deviazione della corda consente di manovrare in migliori condizioni di lavoro. La carrucola è fissa sull'ancoraggio e non si ottiene alcun vantaggio meccanico dal sistema. Una corda che arriva dall'alto è normalmente più facile da manovrare da una persona, senza ausili meccanici, poiché consente all'operatore di sfruttare il proprio peso. La deviazione di una corda tramite carrucole non richiede ulteriori approfondimenti a parte i seguenti:

i) l'introduzione di ogni carrucola determina un aumento dell'attrito complessivo e, quindi, un peggioramento del rendimento del sistema;

ii) l'angolo di rinvio determina una moltiplicazione del carico sollevato in termini di forza esercitata sull'ancoraggio, variabile fino a 2 volte, per un rinvio di 180°.

Il paranco è una macchina semplice. È generalmente costituito da una o più pulegge che riducono la forza necessaria per il sollevamento o lo spostamento di un carico o, in generale, per il tensionamento di una corda. La forza per il sollevamento è fornita dal trazionamento manuale del corrente e fornisce circa 25 daN per persona, nel caso di una trazione lenta e continua. La trazione di una persona può essere assunta maggiore e pari al doppio, cioè a 50 daN, quando ciascun tecnico opera "a strappo", usando anche parte dell'inerzia del corpo, ma solo per brevi recuperi, come nei sistemi tendi-corda. La forza per il sollevamento può essere vantaggiosamente fornita dal peso dello stesso speleologo, nei sistemi in contrappeso. Gli speleologi in contrappeso possono essere anche più d'uno, appesi in serie con i propri bloccanti alla corda corrente. Spesso un paranco è equipaggiato con un sistema di bloccaggio anti-ritorno, costituito da un bloccante, nodo o attrezzo meccanico, posizionato direttamente sulla corda in carico in modo tale che, in fase di sollevamento, il paranco possa essere scaricato del peso anche con la corda principale in carico.

Ogni  paranco è caratterizzato da un Vantaggio Meccanico Teorico (VMT) e da un Vantaggio Meccanico Reale (VMR). Il VMT=P/F, dove P è il carico da sollevare e F la forza applicata in condizioni ideali, ovvero in assenza di attriti. Lo scorrimento della corda su carrucole o moschettoni, fa sì che la F richiesta per il medesimo sollevamento reale sia maggiore e che, quindi, il VMR sia inferiore al VMT. All'aumentare del VMT, aumenta proporzionalmente la lunghezza del recupero. Se nel sistema del contrappeso, con VMT=1, il sollevamento di 1 m del carico richiede il recupero di 1 m di corda (VMT=1), nel sistema di paranco Z (VMT=3), per sollevare di 1 m il carico, è necessario recuperare 3 m di corda, e così via.

TIPI DI ATTREZZAGGIO

CONTRAPPESO – Non si tratta di un paranco vero e proprio, bensì di una deviazione. Il sistema del contrappeso sfrutta un rinvio in testa di pozzo per il sollevamento di un carico utilizzando il peso dell'operatore. Il VMT è pari a 1. Utilizzando una carrucola tipo fixe, il VMR vale circa 0,7. Disponendo di una carrucola, un contrappesista di peso medio può agevolmente recuperare un carico di 40/50 kg. In mancanza di carrucola, il contrappeso può essere utilizzato per recuperare sacchi pesanti, o speleo leggeri. Normalmente, il contrappeso è operato sulla corda principale. Nulla impedisce che possa essere eseguito con uno spezzone ausiliario per non modificare l'armo di testa pozzo. E' da considerare che l'ancoraggio del contrappeso, in fase di pedalata, è sollecitato con una forza superiore alla somma del carico più lo speleo che opera in contrappeso, infatti, alla somma dei due carichi, si aggiunge il valore dell'accelerazione (strappo) impartita alla massa sollevata ad ogni pedalata. Si tratta del sistema di recupero più rapido, ma anche del più faticoso.

IL PARANCO V - Il paranco a V consente a un singolo speleo di recuperare in alto carichi confrontabili con il proprio peso. Il VMT è pari a 2. Per comodità operativa, spesso si aggiunge al paranco a V un ulteriore rinvio per esercitare la forza dall'alto verso il basso.

Utilizzando una carrucola tipo Fixe, il VMR scende a 1,7; non avendo a disposizione che moschettoni, il VMT cala a 1,5.

Il paranco si può montare anche su uno spezzone ausiliario, vincolato in cima al pozzo e collegato alla corda principale con un bloccante. Naturalmente, è necessario utilizzare un sistema di bloccaggio della corda principale, che può essere un bloccante (maniglia capovolta), un semplice nodo autobloccante o, anche, un nodo mezzo barcaiolo. Nel caso che non si utilizzi uno spezzone ausiliario, è necessario disporre di una corda di lunghezza doppia rispetto all'altezza del pozzo. Il paranco V consente a un singolo speleo di recuperare, sfruttando il proprio peso, uno speleologo di peso comparabile, abbastanza rapidamente.

Paranco a V, in disostruzione

IL PARANCO Z - Il paranco Z è utilizzabile vantaggiosamente quando più speleo possono operarare sul corrente. Il VMT è pari a 3. Utilizzando due carrucole tipo fixe, il VMR scende a 2,2. Avendo a disposizione una sola carrucola, il VMR cala a 2. In tal caso, conviene montare la carrucola in posizione mobile. L'utilizzo di due moschettoni consente di raggiungere un VMR modesto di 1,8. Considerando che uno speleo può trazionare con continuità 25 daN, due speleo potranno recuperare lentamente carichi superiori a 100 daN. Ipotizzando che "allo strappo" la trazione di uno speleo sulla corda raddoppi, utilizzato come tendicorda e operato da due speleo, il paranco Z consente trazioni di poco superiori a 200 daN.

PARANCHI COMPOSTI

Il paranco V+V raggiunge un VMT teorico pari a 4. Si può costruire con sole due carrucole. Nel caso si utilizzino le solite Fixe, ha un VMR pari a circa 3.

Il paranco Z+V raggiunge un VMT pari a 6. Nel caso si utilizzino tre carrucole fixe, il VMR cala a 3,8, e cala ulteriormente, rispettivamente a 3,3 e  a 3,1 nel caso si utilizzino due o una carrucola (disposte come nel paranco Z). Il paranco composto può essere vantaggiosamente utilizzato come tendicorda, consentendo tensionamenti (due speleo) fino a 380 daN.

Il PARANCO MEZZO POLDO raggiunge un VMT pari a 4; 2,9 con due carrucole fixe. E' un ottimo tendi-corda che consente trazioni vicine ai 300 daN.
Quando è richiesto un identico tensionamento di due corde, per esempio nel caso di teleferiche con due portanti, il sistema del BILANCINO divide il tensionamento al 50% tra le due corde. Il sistema del PANTOGRAFO, consente di applicare il 100% della tensione a entrambe le corde, essendo un doppio paranco V.

Qualora sia prevedibile lo sgancio di una corda o di un paranco in tensione, è utile prevedere un attacco mediante MBB multiplo, O NODO DI SGANCIO, eseguito con cordino in nylon da 7 mm o kevlar. Un PARANCHINO TIRACORDA è utile per tendere temporaneamente una corda con un VMR pari a 1,8, da bloccare con MBB. (A breve, il post sarà completato con gli schemi grafici).

Sandro Demelas (sandrodemelas@gmail.com)