In speleologia (come in alpinismo) si usano corde di tipo kernmantel, con una strutture portante interna, detta anima, formata da trefoli intrecciati, e una struttura di esterna, detta calza, che forma il rivestimento. Questo tipo di corda e` stato inventato da Ederlid nel 1951 [113] . Le caratteristiche di una corda dipendono, non tanto dal materiale (nylon 6), ma soprattutto da come vengono costruite. Le fibre di nylon vengono raggruppate e avvolte in filamenti. Quindi i filamenti sono avvolti (raramente intrecciati) in trefoli. L'entita` dell'avvolgimento, la densita` delle fibre, la quantita` di filamenti per trefolo, il modo di comporli, la tensione delle fibre durante l'assemblaggio, il modo di costruzione dell'anima e quello della calza, sono tutte variabili che influenzano le caratteristiche finali della corda [114] [115] .

Differentemente dall'alpinismo per cui si usano corde dinamiche atte ad assorbire cadute con fattore di caduta 2 (v. dopo), in speleologia le corde devono assorbire un fattore di caduta uno, dato che si procede verso il basso, quindi si usano corde meno elastiche, dette appunto statiche [63] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [15] [70] .

Al contrario di quelle dinamiche, le corde statiche hanno la calza perlopiu` bianca con alcuni trefoli colorati, la cui disposizione e colore identifica il tipo della corda e dipende dal fabbricante. Per esempio le corde Edelrid si distinguono per diametro in base al disegno sulla calza (v. figura a destra; per le Beal vedi figura a sinistra):

• corde da 11 mm hanno tre righe spaziate
• corde da 10 mm hanno due righe spaziate
• corda da 9 mm hanno due righe vicine a formare una scacchiera
• corde da 8 mm hanno tre righe vicine a scacchiera

Le corde sono formate da una struttura interna, detta anima, formata da trefoli intrecciati in versi opposti (in modo da evitare la torsione della corda durante l'allungamento), contenuta entro una calza, detta anche camicia, che serve anche da protezione dell'anima. Ogni trefolo ha una resistenza di circa 130 Kgp. La calza ha uno spessore di circa 1-2 mm e contribuisce alla resistenza della corda per circa il 30E` formata da maglie piatte intrecciate in modo da non produrre torsione durante l'allungamento.

Le corde sono fatte di poliamidi (nylon, perlon) e poliesteri (tergal, dacron, trevira). Altre fibre usate sono polipropileni, aramidi (kevlar) e HMPE (polietileni ad elavato modulo: dyneema, spectra). Il polipropilene e` galleggiante ed assorbe molto poco l'acqua. Ha pero` minor resistenza del nylon. Gli HMPE sono molto resistenti, ma estremamente poco elastici e tendono a scivolare su se stessi (cioe` i nodi non "chiudono"). Anche gli aramidi sono molto resistenti, anche ad abrasioni, e poco elastici. Le loro fibre tendono a tagliare le una le altre, ed hanno la stessa tendenza a scivolare su se stessi come gli HMPE. Entrambi sono poco adatti per gli impieghi speleologici; se usati, bloccare con cucitura il capo libero dei nodi. Per confronto il cordino kevlar diam. 5.5 ha una resistenza sui nodi di 18.2 KN, circa una volta e mezzo di quello di nylon diam. 7, e 15.2 KN sugli spigoli, circa il doppio del nylon diam. 7.

I poliamidi sono attacati dagli acidi, i poliesteri dai composti basici.

Principalmente si usa nylon 6.6 (oppure 6) [131] . Questo materiale fonde a 260°C (il nylon 6 a circa 215°C ed e` quindi meno affidabile). Il punto di fusione e` importante perche` le corde spesso si rompono per surriscaldamento per attriti. Il nylon inizia a degenerare (diventando piu` morbido) a temperature superiori a 90°C. Questo effetto e` piu` marcato oltre i 120°C. La temperatura massima raggiungibile dal discensore durante una veloce discesa (60 cm/s) bruscamente frenata (su corda asciutta) arriva a 80-130°C. Il poliestere e` attaccato tanto dagli acidi forti che da quelli deboli. Il nylon viene attaccato dagli acidi forti (per esempio, acido delle batterie, acido muriatico) e altri agenti ossidanti (candeggianti). Anche se e` resistente a quelli deboli (saponi, ammorbidenti, oli, aceto, acetone, benzina, cherosene) [132] , questi danneggiano gli additivi utilizzati per proteggere il nylon. Nel dubbio, meglio tener le corde lontane da acidi, oli, detersivi, e anche sostanze alimentarii.

Le corde devono essere provviste sulle estremita` di etichette indicanti la lunghezza, l'anno di acquisto, e un codice per il registro delle corde (tenuto scrupolosamente dal magazziniere). In tale registro vengono annotati i dati delle corde: tipo, produttore, data di acquisto, e la storia di utilizzo, in particolare arresti di cadute e altri danneggamenti subiti. L'etichettatura deve essere posta su entrambe le estremita`, e fissata con una guaina termo restringente.

Le caratteristiche di una corda sono

• elasticita`;
• elasticita` di rottura;
• capacita` di assorbire cadute (con fattore di caduta 1 per le corde statiche, e FC=2 per le dinamiche);
• massima forza di frenaggio (deve essere inferiore a 12 KN);
• resistenza (carico di rottura);
• assorbimento di umidita`;
• resistenza alla abrasione;
• usurabilita`;
• flessibilita`;
• peso al metro.

Le corde statiche hanno indice di elasticita` minore di E = 0.05 1/KN. L'elasticita` descrive l'allungamento percentuale di una corda in funzione della tensione che le si applica; si misura in 1/kilonewton, poiche` le forze si misurano in kilonewton. Una elasticita` E=0.05 1/KN denota una corda che subisce un allungamento del 4% quando ci si appende uno speleologo (che pesi 80 Kg), cioe` circa un metro su un pozzo da venti. Le corde dinamiche hanno indice di elasticita` circa doppio, percio` si allungano anche del doppio. In pratica le corde statiche hanno elasticita` compresa fra 1.5 e 4le dimaniche fra 6 e 10Esistono anche corde statiche con limitatore di elasticita` all'interno dell'anima, per le quali E=0.01 1/KN. Queste corde sono comunque sicure perche` in caso di caduta il limitatore di elasticita` si rompe e la corda si comporta come una normale corda speleo statica.

Le corde soggette a trazione si allungano assorbendo e dissipando energia (area tratteggiata in figura). Le corde assorbono energia (in modo reversibile) per elasticita`. In prima approssimazione l'allungamento e` proporzionale alla lunghezza della corda ed alla forza (peso) applicata: A = E L F. Questa relazione definisce il coefficiente di elasticita` E.

In realta` nelle corde l'elasticita` e` di tre tipi: strutturale (della corda e dei trefoli), propria delle fibre di nylon, di compressione (nei nodi). Percio` la curva di F in funzione di A non e` una retta ma ha una forma leggermente parabolica: inizialmente la corda risulta piu` elastica. In ogni caso l'energia assorbita elasticamente viene restituita quando viene tolta la trazione.

L'elasticita` di rottura e` l'allungamento della corda alla rottura. Per le corde dinamiche e` circa 50per le statiche e` circa 25

La capacita` di assorbire cadute e` legata alla capacita` di assorbire energia. Indicativamente una corda puo` assorbire al massimo circa 800 J/m [70] . L'energia viene assorbita (irreversibilmente) anche per plasticita`, cioe` per deformazioni della corda: snervamento, rottura e scorrimento delle fibre, deformazione della struttura della corda, strizione dei nodi, e scorrimento della corda su un ancoraggio. Infine l'energia viene assorbita e dissipata per attriti che portano a riscaldare la corda. Gli attriti sono interni, tra fibre, trefoli, calza, ma anche causati da materiali intrusi (argilla e microcristalli), oppure esterni (con gli attrezzi, gli ancoraggi, e la roccia). Quindi la curva di scarico (che descrive come la corda restituisce l'energia) non coincide con quella di trazione. Questo e` tanto piu` vero quanto piu` intensa e` la forza applicata alla corda come nel caso di cadute.

Dato che la corda deve essere in grado di sostenere cadute, piu` che di elasticita` si dovrebbe parlare di deformablita`, cioe` di quanto la corda e` in grado di assorbire energia. Questa proprieta` dipende dal materiale e dalla struttura della corda, oltre che da come essa viene utilizzata.

• Per piccole cadute (F fino a 400 Kgp) l'energia viene assorbita da deformazioni trasversali e dalla compressione dei nodi. La deformabilita` e` alta, ma solo il 15% dell'energia della caduta deve essere assorbita dalla corda.
• Oltre 400 Kgp e fino a F 1800 Kgp la corda "entra in azione": una larga frazione dell'energia (85viene assorbita e/o dissipata.
• Oltre questo limite si ha snervamento e rottura della corda.

Per le corde dinamiche i requisiti di omologazione richiedono la resistenza ad almeno cinque cadute con FC=2. Per le statiche non ci sono requisiti specifici, pero` le corde in commercio resistono ad almeno due cadute con FC=1.

Altrettanto importante e` la forza massima di frenaggio (detta anche forza di arresto, o "choc"), cioe` la forza massima che si esercita sullo speleologo (di peso medio 80 Kg) che cada con FC=1. Questa non deve eccedere 12 KN (cioe` circa 15 volte il peso della persona), altrimenti si rischiano danneggiamenti alla struttura corporea. La forza di frenaggio viene misurata con il test di caduta. Si lascia cadere un peso di 80 Kg con FC=1 e si misura la tensione sulla corda con un dinamometro.

La rottura di una corda in assenza di nodi avviene per cedimento (per snervamento) di uno o piu` fili elementari. Questo innesca una reazione a catena dato che la trazione viene ad esser sopportata da meno fili. Quindi la corda "salta". Fenomeni di fusione delle fibre sono una conseguenza (causati dalle alte velocita di scorrimento) in tale processo, non una causa. Il cedimento iniziale puo` essere indotto da imperfezioni strutturali o da materiale intruso. Comunque avviene a carichi prossimi a quello di rottura. Piccole lesioni repentine su una corda sotto carico, possono indurre rottura improvvisa. Se durante la ridistribuzione dello sforzo, quello istantaneo sui fili vicini alla lesione risulta superiore alla loro resistenza questi si spezzano. Si ha cosi` un effetto a cascata che rompe la corda [135] .

Se la corda ha un nodo, essa si rompe in generale all'inizio del nodo. Infatti qui si ha maggior attrito causato da micro scorrimenti della corda compressa (dal carico) fra le spire del nodo. Le fibre di trefoli e calza fondono per il calore sviluppato. Questo dipende dalla velocita` di scorrimento (quindi dalla forza di arresto), dal coefficiente di attrito, dalla pressione sull'area interessata, e dalla conducibilita` termica (che aiuta dissipando calore).

L'avvolgimento della corda attorno a spigoli con raggi di curvatura ridotti riduce il carico di rottura ("effetto spigolo"). Quindi non si deve attacare la corda direttamente alla piastra. L'effetto spigolo e` rilevante anche per cordini e fettuccie. La fettuccia risente piu` dei cordini di tale effetto, probabilmente a causa dello schiacciamento delle fibre.

La staticita' cioe` la inelasticita` delle corde e` importante per aumentare l'efficacia della progressione in risalita, oltre che a ridurre quel noioso movimento su-e-giu`! Inoltre le corde statiche sopportano meglio (cioe` si rovinano meno) l'azione degli attrezzi da discesa e risalita. Durante la progressione la corda riceve sollecitazioni dell'ordine di 50-100 Kgp. In risalita si arriva fino a punte massime di 120-200 Kgp. In discesa i valori massimi sono di 200-400 Kgp.

La flessibilita` di una corda e` la proprieta` di piegarsi. Viene misurata col test del nodo. Si esegue un nodo semplice sulla corda. Quindi si appende un peso di 10 Kg per un minuto, poi gradualmente si riduce il peso. Quando si arriva ad un kilogrammo si misura il diametro del nodo. La corda e` abbastanza flessibile se questo e` inferiore al diametro della corda stessa. Maggiore e` la flessibilita`, migliore e` l'annodabilita` della corda. Tuttavia questo e` ottenuto stringendo meno la calza sull'anima; percio` la calza scivola e tende ad usurarsi piu` facilmente [4] .

La bonta` di una corda si misura dunque dalla capacita` di assorbire energia senza subire deformazioni gravi e permanenti. Si misura anche da come essa mantiene questa capacita` nel tempo a con l'uso.

Le corde si accorciano con i lavaggi e le asciugature ripetute (circa 4Le corde si riducono in lunghezza trazionandole durante il normale uso speleologico. L'accorciamento e` pari a circa 13% (11% nel primo anno).

Assorbimento d'acqua. Una corda assorbe acqua. In genere una corda da speleologia bagnata pesa il 35% in piu` [4] . L'assorbimento d'acqua viene valutato mettendo un pezzo di corda in una bacinella contenente acqua e misurando il tempo che impiega ad andare a fondo. L'assorbimento fisico e` reversibile: l'acqua si posiziona negli spazi fra le fibre e si fissa con legami fisici superficiali (coesione) sui filamenti. E` quindi proporzionale al volume della corda (sezione per lunghezza) e dipende dal tipo di corda. Questo tipo di assorbimento non pregiudica le proprieta` meccaniche della corda, ed e` utile per raffreddare la corda durante la discesa col discensore.

Una corda nuova assorbe acqua anche a causa della affinita` tra nylon e acqua. Questo assorbimento e` irreversibile e provoca un accorciamento del 2 - 5Percio` le corde nuove, prima di essere utilizzate in grotta dovrebbero essere "preparate" dal magazziniere, per evitare che si accorcino notevolmente dopo le prima uscite. Si mette a bagno la corda per una notte nell'acqua. Il giorno dopo si traziona la corda: basta essere in due, con una carrucola. Mentre uno sale verso la carrucola con gli attrezzi da risalita, l'altro gli da` corda col discensore. Tutto cio` ha il duplice vantaggio di mettere la corda sotto una trazione pari al peso dello speleo che sale, a di far fare a questi un po` di esercizio, che non puo` fargli che bene! La preparazione aiuta a stringere la calza, evita lo slittamenteo della calza sulla anima, e restringe le maglie riducendo l'infiltrazione di materiali intrusi (argilla).

L'acqua (e l'umidita`) che entra all'interno dei filamenti e si posiziona nella parte amorfa della struttura polimerica della macromolecola condizionandone le proprieta` e indebolisce la corda. Gli effetti sono plasticizzazione (con riduzione della elasticita` con conseguente incremento della forza di arresto, e della resistenza meccanica) e degradazione igrotermica (idrolisi delle catene polimeriche, rottura dei legami idrogeno). Abbassa la temperatura di transizione vetrosa (detta Glass Temperature), in corrispondenza della quale si ha transizione della parte amorfa da stato rigido a comportamento plastico, quindi una maggiore deformabilita` della catena polimerica [136] .

acqua per 100 g di nylon (g)	Tg (°C)
0	46.5
4.40	14.3
6.00	6.2
9.50	-13.4

La quantita` di acqua che puo` essere adsorbita e` indipendente dalla temperatura, ma la velocita` di assorbimento cresce al crescere della temperatura (a 25°C si arriva alla saturazione in circa tre mesi).

La resistenza alla rottura e` ridotta, a causa dell'acqua assorbita all'interno delle molecole, del 10% circa, e la capacita` di assorbire cadute viene ridotta fino al 50% Una volta asciugata, la corda non ritorna del tutto al valore originale della resistenza [136] . La permanenza prolungata (parecchi anni) in grotta puo` ridurre la resistenza tanto che la corda si rompe con l'impiego normale.

Anche il ghiaccio riduce la resistenza delle corde, seppur in grado minore che l'acqua. Nelle corde ghiacciate la forza di arresto risulta inferiore [70] .

Il carico di rottura delle corde diminuisce nei primi due o tre anni (circa 20-25% nel primo anno), poi si stabilizza. Questa diminuzione non e` dovuta tanto all'invecchiamento delle fibre (depolimerizzazione del nylon, che comporta una riduzione del 10% all'anno) quanto piuttosto alla usura, che provoca la perdita di coesione fra esse. Anche per le fettuccie si ha una analoga riduzione del carico di rottura.

In ogni caso, non si deve mai usare una corda che abbia sostenuto anche un solo arresto di caduta. A seguito di questo una corda puo` riportare lesioni interne non visibili pertanto non puo` piu` essere utilizzata per la progressione verticale (pozzi, traversi, etc.).

Usura. Le cause di usura delle corde sono:

• la flessione e torsione dovute al discensore (o peggio al mezzo barcaiolo);
• la compressione dei dentini dei bloccanti;
• i microcristalli intrusi (che aumentano l'attrito e facilitano le lacerazioni interne);
• il riscaldamento causato dai discensori (attrito esterno);
• l'abrasione contro la roccia, ma anche con ancoraggi di piccolo raggio;
• lo snervamento delle fibre, causato dalla progressione sia in discesa che in risalita;
• l'invecchiamento "naturale" (depolimerizzazione) causato dai raggi ultravioletti e dagli agenti atmosferici (acidi).

Lo stiramento causato dalle puleggie del discensore ha un effetto doppio rispetto alla compressione dei cricchetti degli attrezzi da risalita. Infatti in discesa la corda deve assorbire e dissipare l'energia (potenziale) ceduta dallo speleologo che scende. In risalita, questa energia potenziale e` fornita dallo speleologo stesso che "pedala", e la corda viene coinvolta in uno scambio energetico molto minore.

Con un uso normale, una corda si usura, ma mantiene le sue capacita` di arrestare una caduta, quindi fornisce l'adeguata sicurezza. Questa viene meno se l'armo non e` ben fatto e la corda sfrega contro la roccia. L'abrasione dovuta allo sfregamento contro la roccia indotto dal movimento durante discese e risalite e` il vero distruttore delle corde da speleologia. Nell'abrasione delle corde sulla roccia intervengono molti fattori:

• asperita` della roccia (microrugosita`);
• superficie di appoggio (lame);
• forza di pressione sulla roccia;
• ampiezza degli scorrimenti della corda.

Da tener presente che le microlesioni nella calza diventano discontinuita` che tendono ad accrescersi, cioe` punti di preferenziale danneggiamento: una volta iniziata la lesione questa procede sempre piu` in fretta.

Infine bisogna evitare inutili sollecitazioni alle corde: fare dunque attenzione a non calpestarle e a non colpirle con sassi.

L'invecchiamento naturale ha un effetto ridotto rispetto alle cause d'usura del normale uso. Una corda puo` essere preservata "integra" se mantenuta in luogo fresco asciutto e buio [137] . In ogni caso la vita media del nylon e` di circa dieci anni, dopo di che` le fibre decadono abbastanza velocemente. Una corda piu` vecchia e` inaffidabile.

Le corde semi-statiche fabbricate prima del 1997 hanno un filo colorato all'interno dell'anima indicante l'anno di fabbricazione, secondo la tabella seguente (gli stessi colori sono usati anche per le corde dinamiche, e la tabella contiene anche quelli per gli anni successivi). Dal 1998 in poi le corde semi-statiche hanno l'anno di fabbricazione impresso su un nastro posizionato in mezzo all'anima.

La pulizia e una buona manutenzione sono necessarie, per prolungare la vita delle corde e mantenerne la flessibilita`, e per controllarne lo stato di affidabilita` prima di portarle in grotta. Il lavaggio accurato (tanta acqua e spazzola morbida) serve a togliere i micricristalli di argilla dalla calza e dall'interno della corda. Anche l'acqua calcarea deposita all'interno della corda microcristalli di calcite evaporando [138] ; percio` lavare le corde (e anche l'attrezzatura personale) subito dopo l'uscita in grotta. Evitare assolutamente l'utilizzo di detersivi (e ammorbidenti) contenenti cloro. Nel dubbio meglio non usare detersivi. Dopo un buon prelavaggio con spazzola per togliore la maggior parte dell'argilla, la corda puo` essere ulteriormente lavata in lavatrice (30 °, no detergenti), posta in un sacco di tela, o almeno con i capi legati uno all'altro (tieni conto pero` che la lavatrice non durera` a lungo).

Le corde devono essere tenute in un posto fresco, scuro e asciutto. Non devono essere avvolte a bobina o insaccate strettamente: la corda puo` risultare indebolita localmente se tenuta annodata a lungo [139] . L'effetto di questo stress residuo e` importante sole quando la corda viene disannodata; quindi non c'e` problema quando si fa un nodo su una corda (longe) per non disfarlo piu`. Dovrebbere essere riposte su scaffali o appese su supporti di plastica (mai di metalli)

Il carico di rottura di una corda, cioe` la resistenza, dipende principalmente dal tipo di fibre di cui e` fatta, e dal diametro. Come si vede dalla tabella riportata sotto esso e` abbastanza alto (>18 KN) pero` bisogna tener presenta che si riduce nel punto in cui la corda forma il nodo con cui viene attaccata all'armo. Questa diminuzione e` causata dalle spire del nodo che stringono la corda e la bloccano. La pressione sulle fibre riduce la temperatura critica cui il nylon diventa morbido, e percio` ha minor resistenza [4] . In genere questa riduzione e` di circa 30% , ma puo` arrivare anche a oltre il 50% [138] . Questo "effetto nodo" ha minor incidenza sulle corde usate, ma cio` e` solo un effetto relativo: le corde usate hanno un carico di rottura inferiore. Infatti sono piu` rigide e meno elastiche, quindi si forma minor pressione fra le spire del nodo. Inoltre le corde usate sono piu` plastiche e dissipano meno energia per attrito interno.

La seguente tabella riporta valori indicativi dei carichi di rottura e di altri dati di alcuni tipi di corde usate in speleologia. Per completezza includiamo anche i dati sulle fettuccie e alcune corde dinamiche (da usare per la longe). Ricordiamo che i dati si riferiscono al carico di rottura statico. In condizioni dinamiche il carico di rottura cresce con la velocita` di applicazione dello sforzo (vale circa 1.2-1.3 volte il carico statico). Per le corde dinamiche si usa la forza di arresto che e` la forza trasmessa agli altri elementi dell'ancoraggio (nodo, moschettone, etc.) ed alla persona in caso di caduta con fattore 2. Dalla tabella si possono ricavare

• la forza di arresto massima in funzione del fattore di caduta F_m = (2 P F_c / E)^1/2 Il limite massimo UIAA della forza di arresto massima e` 1200 Kg.
• la capacita` di assorbimento di energia per unita` di lunghezza (in J/m) E_m / L = ½E F_m²
• il fattore di caduta massimo ammissibile (assumendo che la forza di arresto massima ammissibile sia circa N volte il peso) F_c^amm = N² E P / 2 [Esempio: N=5 E=0.05/KN P=0.8KN danno FC.max=1.]

I cordini, con diametro da 3 a 8 mm, sono utilizzati per fare nodi autobloccanti e per comporre anelli di cordino da usare negli armi. Sono di nylon come le corde ed hanno una struttura simile, con una anima avvolta da una calza. La resistenza (per quelli di nylon) e` all'incirca F = D<sub>2</sub> 20 dN/mm<sup>2</sup>, dove D e` il diametro [70] . Cordini e fettuccie hanno caratteristiche strutturali diverse dalle corde, e non sono fatti per assorbire energia. Sono meno deformabili e piu` rigidi.

Le fettuccie, al contrario delle corde, non hanno una anima portante protetta da una calza esterna, ma solo la struttura esterna, percio` sono piu` facilmente soggette a lesioni per usura, e la parte lesionata tende ad estendersi e la fettccia si spezza come un foglio di carta.

Le fettuccie devono avere dei fili di colore diverso indicanti il grado di tenuta: 5 KN per ogni filo. Usare solo fettuccie con almeno tre fili (quindi con resistenza superione a 15 KN).

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