Przedstawiamy opracowania Radomila Matýska: „Liny alpinistyczne — opis podstawowych pojęć” oraz „Zachowanie liny i energia powodowana obciążeniem”, w tłumaczeniu Petra Řehaka.
Liny alpinistyczne — opis podstawowych pojęć
Celem artykułu jest eliminacja z używanej terminologii błędnych pojęć.
Liny dopuszczone do stosowania w technikach alpinistycznych są produkowane wg jednej z trzech obowiązujących norm (EN 892, EN 1891, EN 564).
- Decydująca różnica między linami dynamicznymi (EN 892) i linami statycznymi (EN 1891) jest zdefiniowana statycznym wydłużeniem liny przy normatywnym obciążeniu (% różnicy długości liny pomiędzy obciążeniem ciężarem o wadze 50 kg i 150 kg).
Liny dynamiczne EN 892:
5% < lina pojedyncza <= 10% jedna żyła
5% < lina połówkowa <= 12% jedna żyła
5% < lina bliźniacza <= 10% dwie żyły
Liny statyczne EN 1891:
typ A <= 5% jedna żyła
typ B <= 5% jedna żyła - Decydująca różnica między linami statycznymi (EN 1891) a sznurami pomocniczymi REEP (EN 564) jest zdefiniowana średnicą liny przy normatywnym obciążeniu ciężarem o wadze 10 kg.
Liny statyczne EN 1891:
8,5 mm <= STATIC <=16 mm
4 mm <= REEP <= 8,5 mm
Technicznie REEP sznury zachowują się jak liny statyczne, czyli jak liny o niskim wydłużeniu! - Z powyższego wynika, że prawodawca nie przewidział określeń podobnych jak liny półdynamiczne, półstatyczne, semistatyczne itd. Wymienione określenia, chociaż nieprecyzyjne, odnoszą się do specyficznej konstrukcji lin, których rdzeń zawiera zarówno włókna o właściwościach dynamicznych, jak i włókna o niskim wydłużeniu (np. wysoko wytrzymałościowe włókna aramidowe Kevlar).
Podczas poruszania się po linie (tj. w granicach naprężania liny od 0 od 6 kN), zachowuje ona niskie wydłużenie. W momencie poważnego upadku i przekroczenia granicy 6 kN, wchodzi w tryb dynamicznej amortyzacji. Statyczne splotki rdzenia ulegają nieodwracalnej destrukcji, a użytkownikowi pozostaje dynamiczna lina o zmiennej sprężystości w różnych jej fragmentach.
Skonstruowanie rdzenia wymagające utrzymania statycznych splotek w centrum przekroju liny jest bardzo pracochłonne. Dodając do tego drogi materiał, otrzymujemy produkt o nieproporcjonalnie wysokiej cenie.
Określenie niewątpliwie oddające charakter takich lin to „liny statodynamiczne”. - Krzywe obrazujące wzrost wydłużenia liny do wzrostu obciążenia.
- Liczne pomiary dowodzą, że w technikach jaskiniowych — używając przyrządów zjazdowych (nawet gwałtownie hamując) i przyrządów zaciskowych, nigdy nie można przekroczyć obciążenia liny siłą 3 kN.
Odwrotnie jest podczas poważnych odpadnięć — w obiektywnie niesprzyjających okolicznościach siła uderzenia w linie osiąga 12 kN, a spadający jest zgniatany grawitacją 15 G.
Zachowanie liny i energia powodowana obciążeniem
- Porównajmy dwa wykresy, w których wydłużenie A1 > A2.
- Siły FR1 = FR2 = siły zrywające obie liny.
Różnica między F1 a wyższą F2 = FZ.
Energia spadającego ciała jest w pierwszym i drugim przypadku identyczna, lecz podczas upadku decydujące znaczenie ma wzrost siły. - Poniższy wykres pokazuje, jak zmieniając pracujący odcinek liny i jednocześnie zachowując ten sam współczynnik odpadnięcia, kształtuje się siłę udaru.
Z wykresu wynika, że przy upadkach >= 1,5 m i zastosowaniu współczynnika odpadnięcia f = 1 siła szarpnięcia nie wzrasta. Wyjątkiem są ekstremalnie długie odpadnięcia powyżej 30 m.
Zdolność pochłonięcia energii upadku
Testy wykazały różnicę w przedziale od 30% do 50% w sile oddziałującej na linę przez spadającego człowieka w porównaniu do metalowego ciężaru o tej samej wadze. W przedziale 30–50% mieszczą się takie czynniki jak: różne konstrukcje uprzęży i kondycja fizyczna (odpadających) osób. - Zdolność wielokrotnej absorpcji energii kinetycznej jest jedną z największych zalet lin wspinaczkowych.
Popatrzmy na kolejny wykres:
- Siła graniczna podana na metce nowej liny dotyczy wyłącznie pierwszego odpadnięcia testowego. Norma EN 892 dla lin pojedynczych wymaga siły granicznej przy pierwszym odpadnięciu < 12 kN. Dlatego przy wyborze modelu liny znaczenie ma nie tylko ilość zatrzymanych odpadnięć, lecz także siła graniczna pierwszego uderzenia. Im jest niższa, tym większe prawdopodobieństwo, że przy kolejnych odpadnięciach (testy przeprowadza się przy współczynniku odpadnięcia f = 1,714) nie zostanie przekroczona siła 12 kN.
Uwaga: liny dynamiczne po zatrzymaniu ciężkiego upadku mogą się zregenerować po dwóch miesiącach spoczynku.
Wolnego tłumaczenia z publikacji: Radomil Matýsek*): SPELEOALPINISMUS, 2002, dokonał inż. Petr Řehak.
*) Inż. Radomil Matýsek (1954-2007) eksplorował jaskinie w Polsce, Austrii, na Węgrzech, Ukrainie i we Francji. W latach 1988-1994 był prezesem Centralnej Komisji Technicznej Czeskiego Towarzystwa Speleologicznego. Przez ostatnie lata życia uczestniczył aktywnie w Speleologicznym Pogotowiu Ratowniczym. Odkrywał nowe techniki jaskiniowe i współpracował przy tworzeniu nowych przepisów dotyczących tej branży. W 1993 r. wydał publikację „Speleoalpinismus I”. W 1998 r., jako dyrektor akcji „Labský traverz”, miał znaczący udział w osiągnięciu rekordu świata w trawersie linowym. Był również eksternistycznym wykładowcą w Wyższej Szkole Górniczej w Ostrawie na Wydziale Ochrony Przeciwpożarowej i Bezpieczeństwa w Przemyśle. Pracował również jako ekspert sądowy w zakresie bezpieczeństwa pracy na wysokości.
