Per molti anni i cordini dei parapendio omologati sembravano essere sovradimensionati e vi era la convinzione che la rottura di un cordino non avrebbe potuto mettere in pericolo il pilota.

Nell'estate del 1993 ci sono stati incidenti con molti parapendio di diverse marche in seguito alla rottura dei cordini...

Il DHV ha indagato sulle cause di queste rotture ed i risultati di questa analisi vengono presentati in questo documento.

Per la realizzazione dei cordini da parapendio oggi viene usato un metodo di tipo "anima e guaina": i cordini hanno una guaina di treccia in poliestere ed un'anima in fibre ad alta resistenza.

Solitamente anche l'anima è intrecciata, benchè non sia sempre così.

Il mondo dei parapendio è diviso in due gruppi per quanto riguarda la scelta del materiale dell'anima e i produttori sono fedeli all'utilizzo di uno di due tipi di materiale: per la costruzione viene scelta una fibra d'aramide (Kevlar), oppure in polietilene (dyneema).

I termini normalmente usati - Kevlar e Dyneema - sono i nomi dati dalla- Dupont e dalla DSM per le loro fibre in aramide e polietilene.

Sebbene in Europa i cordini di polietilene contengano sempre Dyneema, i cordini in aramide raramente contengono Kevlar, ma piuttosto fibre in aramide di vari altri produttori.

Al momento, è riconosciuto che i cordini da parapendio presentano due seri problemi nell'utilizzo pratico: il primo è una riduzione della resistenza alla rottura ed il secondo è una variazione di lunghezza.


RIDUZIONE DELLA RESISTENZA ALA ROTTURA

Lo stress risultante dal continuo piegamento meccanico è il fattore predominante tra tutti quelli che influiscono sulla resistenza di un cordino.

In tutti gli incidenti e in tutti i successivi controlli le rotture erano, praticamente senza eccezione, individuate in questi punti messi sotto stress dal piegamento, ossia alle estremità della guaina termoretraibile o, in mancanza di questa, in fondo alla cucitura del cordino.

Anche nella passata stagione era normale montare sui parapendio cordini d'aramide, che soffrivano di una perdita di resistenza nel terminale della guaina termoretraibile, proprio dove avviene un eccessivo piegamento del cordino, riscontrato come segue:
- l'attrezzatura praticamente nuova perdeva circa il 30% della resistenza.

- l'attrezzatura con un utilizzo di volo normale entro i due anni di vita perdeva il 50% e oltre.

- l'attrezzatura con uso frequente circa il 70%.

In quest'ottica, i cordini dell'attrezzatura ripresa dagli incidenti e usati per le statististiche, risultavano molto simili a materiale non proveniente da incidenti.

Nella maggior parte dei casi, con l'introduzione della prassi di controlli sistematici, i cordini nelle attrezzature esaminate sono stati completamente sostituiti.

I seguenti fattori aggiuntivi influiscono sulla perdita di resistenza dovuta allo stress proveniente da pesanti piegamenti:
a) è stata riscontrata una perdita di oltre il 30% della resistenza risultante da difetti di realizzazione della cucitura.

b) si possono riscontrare perdite di resistenza fino al 30% dovute ad effetti ambientali su un periodo di due anni di uso intensivo.

Comunque, non è ancora chiaro se in pratica (nonostante la guaina) influiscano solo i raggi ultravioletti, oppure se altri fattori come l'umidità, la temperatura e l'inquinamento giochino un loro ruolo.

Non ci sono segni estemi visibili di una tipica perdita di resistenza.

Anche una significativa perdita di resistenza di un cordino può essere rilevata soltanto con la misurazione della tensione.

Perdite di resistenza non sono state riscontrate nei cordini in Dyneema, nè durante le prove, ne durante la simulazione realistica in laboratorio.

Il DHV ha stabilito e pubblicato delle istruzioni di abilitazione al volo per le vele coinvolte.

Inoltre sono stati analizzati tutti i parapendio potenzialmente in pericolo per via di cordini simili o identici in materiali e rilevazioni.

Per questi è stato emesso un avviso ed un suggerimento per il controllo dei cordini.

La DHV ha sviluppato un attrezzo in grado di eseguire un numero predeterminato di piegamenti in condizioni di definizione precisa (analogo sistema è già da tempo in funzione alla Paradelta di Parma - n.d.r.).

Infine il punto di rottura dei cordini invecchiati artificialmente può essere misurato elettronicamente con una macchina per la misurazione della tensione.

Per tutti i processi di ornologazione DHV/Gutesiegel da gennaio 1994, sono stati aggiunti i seguenti controlli oltre a quelli già effettuati finora:
* Il materiale utilizzato nei cordini principali subirà un controllo per simulare artificialmente il processo di invecchiamento: 5000 piegamenti da +180 a -180' su un raggio di 1 mm.
Poi la resistenza del cordino vorrà misurata con un controllo sulla tensione.

* la resistenza totale di tutti i cordini della fila A e della B, dopo la prova dei piegamenti, dovrà sopportare una forza pari a 8G.
La resistenza totale dei restanti cordini (fila C e, dove esiste, la D), dopo la prova dei piegamenti dovrà sopportare una forza pari a 6G.
Tutti i cordini delle diramazioni esistenti sopra i cordini principali dovranno avere, in totale, almeno la stessa resistenza dei cordini principali ai quali sono attaccati.

* la resistenza totale dell'intera struttura, finora fissata in 6G (almeno 600 kg), verrà elevata a 8G (almeno 800 kg).

Molti costruttori non usano più le guaine di plastica, le cui estremità portano al piegamento a grandi incidenze dei cordini, che finora è stato riconosciuto come la principale causa dei cedimenti.

Ma il fatto che manchi la guaina che copre la cucitura non risolve del tutto il problema; fa solo spostare il punto di stress da piegamento verso la fine della cucitura.

Una soluzione migliore sarebbe sostituire la guaina termoretraibile con una fatta in materiale a base di silicone morbido.

Il problema di una consistente perdita di resistenza dovuta al piegamento dei cordini, si ritrova nel materiale aramide che era ancora in uso generale lo scorso anno.

Da alcuni anni sono però disponibili delle fibre altemative in aramide aventi una struttura molecolare diversa, che risulta avere una durezza inferiore, e sono state usate da qualche costruttore di parapendio (es. Ailes de K).

Questi cordini hanno evidenziato una perdita di resistenza nei controlli periodici pari alla metà di quella dei cordini in aramide convenzionale: cioè dopo due anni mantengono ancora il 60% della resistenza iniziale.

Si presume che orinai tutti i costruttori di cordini e parapendio siano passati ai nuovi materiali che non risentono meno dagli stress da piegamento.

Il nuovo materiale viene anche usato quando i e~ vengono sostituiti in seguito ai controlli periodici.


REGOLE PER I CONTROLLI PERIODICI

Allo scadere del secondo anno il costruttore effettua dei controlli aggiuntivi per misurare la perdita di resistenza e di allungamento.

- Si misurano tutti i cordini di una semiala.
Poi vengono confrontati con i corrispondenti cordini dell'altra semiala per avere un confronto simmetrico.

- Si preleva un cordino principale da tutte le file (A, B, C, ecc.), che sarà destinato ad una verifica di allungamento.

- Questi stessi cordini devono essere sottoposti ad una forza tensionale fino al punto di rottura.

Tutti i dati raccolti devono essere archiviati e presentati alla DHV su richiesta.

Tramite la raccolta di questi dati, sarà possibile riconoscere i problemi di base dei materiali in tempi più brevi.


REGOLE E COMPORTAMENTO

Gli stress maggiori sono determinati dal piegamento dei cordini, che è il fattore più importante di invecchiamento.

I piloti non possono evitare di stressare i cordini in condizioni di operazioni nonnali, ma possono osservare alcuni principi di cura ed attenzione.

Quando si ripiega un parapendio evitare di piegare i cordini e naturalmente, visto che sono sensibili al piegamento, evitare di pestarli.

Anche il decollo influisce m parte sulla salute dei cordini nella fase iniziale la tensione sui cordini può farli piegare prima che la forza di trascinamento li raddrizzi dall'imbrago alla vela.

Ma si deve pur decollare, per cui qui non c'è niente che si possa migliorare.

Tutta l'attrezzatura di volo può essere caricata fino al punto di rottura.

Ciò che non si è considerato per tanti anni è che questo vale anche per i parapendio.

In particolare, i carichi massimi sono tali che le virate strette superano orinai i 3-4G.

Se un carico simile avviene con la vela parzialmente chiusa, si producono delle forze locali che nessun parapendio può sopportare.

La rottura di un solo cordino sovraccaricato può scatenare la rottura in sequenza di tutti i cordini della stessa fila (effetto "cerniera" n.d.r.).


VARIAZIONE DELLA LUNGHEZZA DEI CORDINI

Avendo detto quanto sopra, è troppo facile dire che bisogna sempre usare gli indistruttibili cordini in Dyneema.

Purtroppo questi cordini in polipropilene hanno un difetto: non riescono a mantenere una lunghezza costante.

I cordini in aramide usati nella costruzione o nelle prove hanno evidenziato un allungamento o un accorciamento, ma che non supera 10 mm sulla lunghezza totale del cordino.

Variazioni di queste grandezze non dovrebbero influire sulle caratteristiche dei volo.

Se i cordini in Dyneema vengono sottoposti agli stessi controlli, essi evidenziano variazioni di lunghezza dell'ordine del +/- 5% con valori massimi registrati del +/- 8%.

Nei controlli successivi non è insolito registrare variazioni di lunghezza intorno ai 2-3 cm, benchè i piloti abbiano riscontrato modifiche nel comportamento in volo soltanto in casi isolati.

Anche con il Dyneema le variazioni di lunghezza riscontrate sono intorno all' 1% della lunghezza originale (naturalmente quando sono nuovi).

Tale caratteristica rappresenta di per sè una consistenza eccezionale per questi cordini ad alta resistenza, ed è per questo motivo che finora i produttori di fibre e cordini hanno prestato poca attenzione a queste variazioni; inoltre il controllo di tolleranze inferiori all'1% rappresenta un terreno nuovo anche per la ricerca.

1 fattori che influiscono sulle variazioni della lunghezza sono molteplici.

La durezza del cordino determina fino a che punto si allungherà sotto carico.

I vecchi cordini in aramide, che erano sensibili allo stress di piegamento, erano circa 3 volte più duri delle fibre in Dyneema; i "nuovi" cordini in aramide relativamente meno sensibili sono soltanto due volte più duri del Dyneerna.

Per questo motivo, fino a meno di un anno fa, quando si credeva ancora che questi cordini non presentassero problerni per via dei grandi margini di sicurezza, essi erano preferiti in quanto la loro anaelasticità era più consistente.

Anche con materiali non intrecciati, quando il carico viene sollevato il cordino non ritorna subito alla lunghezza originale; rimane un allungamento residuo che rientra dopo alcuni minuti o ore.

Questo comportamento "viscoso-elastico" è causato dalla struttura molecolare del materiale: le catene molecolari si allineano in parallelo sotto carico e ritomano alle posizioni iniziali solo quando viene sollevato il carico.

Sia l'aramide che il polietilene si allungano viscoso-elasticamente ma l'effetto è minore solo nell'aramide.

* In presenza di un carico costante i cordini si allungano sempre di più e quando il carico viene sollevato questo effetto, che è un risultante del flusso delle molecole, non viene invertito.

Le fibre di aramide non esibiscono questo flusso e anche con Dyneema l'effetto è diminuito perchè i carichi normali durante un volo sono una frazione della forza necessaria per rompere un cordino e quindi esso viene considerato insignificante in confronto agli altri fattori.

* Si pensa che la maggior parte delle variazioni di lunghezza risulti dal modo in cui viene intrecciato il cordino benché il motivo preciso non sia ancora chiarissimo.

Nessuno degli altri fattori elencati sopra spiega perchè i cordini si accorciano.

Inoltre, quando un cordino viene messo sotto tensione per la prima volta, si allunga di più delle volte successive.

Qui l'intreccio deve essere prima allineato nella sua forma finale; siccome entrambi i cordini in aramide e Dyneema hanno generalmente la stessa costruzione, questo "allungamento" e "l'accorciamento" della "costruzione" dovrebbe avvenire nella stessa maniera anche nei cordini di aramide.

Perchè non sia così non è ancora chiaro, ma si pensa sia dovuto al fatto che l'attrito tra le fibre di aramide all'interno della guaina è molto più alto di quello delle fibre in Dyneema.

Queste ultime scivolano facilmente su se stesse quando sono sotto tensione e poi si riallineano facilmente, mentre anche carichi molto alti sono insufficienti per superare le forze di attrito nei cordini di aramide.

Per via di questo allungamento, normalmente i cordini vengono pre-stirati dal costruttore in fase di realizzazione per metterli in condizione adatta al successivo impiego.

Ma non è certo che tutti i produttori eseguano quest'operazione, né se il cordino mantenga la forma raggiunta, oppure se ritorni alla sua forma originale.


CONCLUSIONI

La progettazione attuale delle vele da parte dei produttori ormai prende in considerazione l'effetto che proviene dall'allungamento dei cordini in Dyneema.

Di conseguenza, raramente si verificano delle severe variazioni nelle caratteristiche di volo.

Comunque, finora non c'è stata alcuna conseguenza alle variazioni di lunghezza nei cordini in Dyneema che possa influire negativamente sulle caratteristiche di volo.

Se si individuano delle variazioni nel comportamento in volo, spesso accompagnate da peggiorate prestazioni in decollo, si deve far controllare immediatamente le lunghezze dei cordini o dal costruttore oppure da un centro autorizzato.