Specifiek materiaal gebruiken

Klim- en bergsportuitrusting wordt over het algemeen zo lichtgewicht mogelijk gemaakt. Dat houdt dan vaak in dat het product dusdanig is ontworpen dat het precies voldoende veiligheidsmarges heeft voor het voorgenomen gebruik. Ook de levensduur van het product is op het specifieke gebruik afgestemd. Als klimmateriaal voor andere doeleinden, zoals werken op hoogte of het opspannen van slacklines wordt gebruikt, dan kan het gebeuren dat er gevaarlijke situaties ontstaan. Fabrikanten brengen immers niet voor niets specifiek materiaal voor die toepassingen op de markt - niet om meer omzet te behalen, maar omdat het specifieke gebruik om speciaal materiaal vraagt. 

Alu karabiners gevaarlijk bij slacklines

Allemaal leuk en aardig, zeg je misschien, maar wat kan er nou gebeuren als ik een slackline opspan? Het probleem zit 'm daar onder andere in het gebruik van aluminium karabiners. Deze worden bij een slackline vaak anders belast dan bij het klimmen (belasting door een brede bandlus ipv een puntbelasting in een haak of door een touw). Daarnaast is de aard van belasting heel anders. Bij het klimmen zal er alleen een grote belasting op een karabiner komen als er gevallen wordt. En dat gebeurt niet heel vaak - zelfs niet als je hard je best doet en continu valt in je project. Ga maar eens na hoe weinig je eigenlijk gemiddeld op een klimdag valt. Over de levensduur van een karabiner genomen stelt het aantal vallen al helemaal niks voor.  

Belastingscycli

Een paar keer een hoge belasting zal voor bergsportkarabiners dus niet veel uitmaken - daar zijn ze op gemaakt. De karabiner zal er slechts een fractie van zijn sterkte door inboeten. De levensduur van de karabiner zal veel eerder bepaald worden door de slijtage van de omloop van het touw en de slijtage van de snapper(veer). 

Afbeelding boven: Op de Y-as de kracht in kN die optreedt bij het lopen/springen op een slackline. De X-as geeft de tijd in seconden weer. De oranje lijn geeft een slackline van 9,6 meter lengte weer, de groene een slackline van 14,3 meter lengte. De wissellingen in spanning zijn duidelijk te zien. Bron: BergundSteigen.at.

Wanneer bergsportkarabiners voor het opspannen van een slackline gebruikt worden, kunnen de hierbij optredende (herhaalde) piekbelastingen wel tot problemen leiden. Wanneer over een slackline gelopen wordt treedt namelijk een trilling op in de slackline die over wordt gedragen op de karabiner (zie bovenstaande afbeelding). Dit leidt tot een spanningswisseling in de karabiner die de karabiner uiteindelijk fataal kan worden. Als er veel op een slackline wordt gesprongen kan het zelfs zo zijn dat een karabiner het na enkele uren (continu) slacklinegebruik al begeeft. En voordat een karabiner daadwerkelijk breekt is deze al fors verzwakt. 

Waarom is dit nu speciaal met aluminium bergsportkarabiners een probleem? Stel je hebt twee karabiners - een van staal en een van alu. Beide zijn even sterk qua breeksterkte, etc. Op basis van de materiaaleigenschappen (zie intermezzo) zal de stalen karabiner een hogere minimale residuele breeksterkte hebben dan de alu karabiner. Omdat in werkelijkheid stalen karabiners even groot gedimensioneerd zijn als alu karabiners zal hun initiële breeksterkte al groter zijn. De minimale residuele breeksterkte zal daarmee ook fors hoger zijn dan die van de alu karabiner.

Intermezzo:

Spanning (sigma) is kracht (F in N) gedeeld door oppervlak (A in mm²). Sigma is uitgedrukt in N/mm² of MPa. Het spanningsinterval houdt in: spanning t.g.v. de grootste belasting minus spanning t.g.v. de kleinste belasting. Bij een voorklimmersval treedt er een groot spanningsinterval op: van 0 naar maximaal.

Deze relatie wordt vaak weergegeven in een Wöhler-diagram. Dit was een Duitster die vermoeiingsbelasting bij assen van treinwagons onderzocht. Zie bovenstaand diagram (uit http://www.am.chalmers.se/~anek/teaching/fatfract/98-3.pdf). 

Het diagram geeft weer dat na N spanningswisselingen de bezwijkspanning (dit is: vermoeiingssterkte van het materiaal) aardig is teruggelopen. Bij aluminium geldt grofweg dat na 5 miljoen (kleine)spanningswisselingen de vermoeiingssterkte teruggelopen is tot ongeveer 30% van de oorspronkelijke sterkte. Overigens geeft het diagram ook weer dat als er minder spanningswisselingen zijn, deze groter kunnen zijn voordat de het materiaal bezwijkt. De vermoeiingssterkte van aluminium bij ongeveer 10.000 spanningswisselingen is misschien 80-85% van de oorspronkelijke sterkte. Overigens zien we dat staal bijna ‘altijd’ ongeveer 30% van de sterkte overhoudt terwijl de sterkte van aluminium blijvend terugloopt bij toename van het aantal spanningswisselingen.

Einde intermezzo

Bottom line 

Terug naar het klimmen en het ‘slacklinen’. We zien (zowel materiaaltechnisch als ervaringsgewijs) dat aluminium prima geschikt is voor de klim- en bergsport. Er zullen immers weinig karabiners zijn die meer dan pakweg 1000 voorklimmersvallen moeten houden. Hierdoor kan er dus gedurende de gehele (onder voorbehoud van normaal gebruik!) levensduur van de karabiner met de ‘hoge’ originele vermoeiingssterkte gerekend worden. Materiaal dat bij het slacklinen wordt ingezet is onderhevig aan een groot aantal spanningswisselingen in korte tijd. Dit zorgt voor een zeer sterke reductie in de sterkte van het materiaal en maakt dat aluminium karabiners hiervoor niet geschikt zijn. Klimmateriaal dat is blootgesteld aan zo veel spanningswisselingen heeft veel aan sterkte ingeboet en kan dan bij een eenmalig groot spanningsverschil (door bijvoorbeeld een voorklimmersval) al breken. 

De conclusie luidt: aluminium karabiners en ander klimmateriaal wat voor een slackline is gebruikt mag NOOIT meer voor klimmen worden gebruikt. Sterker nog -> als je verstandig bent dan gebruik je voor je slackline alleen specifiek slackline materiaal en GEEN klimmateriaal. Je wilt immers niet dat een deel van de keten het plotseling begeeft en de slackline bij een omstander in 't oog komt of erger... Let ook op met touwen die worden opgespannen om (na)klimmers een zekeringslijn te geven (bijvoorbeeld bij klettersteigen). Hoewel hier het aantal spanningswisselingen relatief beperkt zal zijn, leidt ook dit tot verlies van breeksterkte.

BergundSteigen 

Deze tekst is gebaseerd op een artikel in Bergundsteigen. Dit tijdschrift is een must als je geinteresseerd bent in materiaal/techniek/veiligheid in de klim- en bergsport. BuS behandeld zowel de zowel de softe (psychologie, didactiek) als de harde kant (techniek, materiaal). 

De oude uitgaven van BuS zijn in hun archief opgenomen en zijn vaak vrij toegankelijk. De artikelen van de meest recente uitgaven zijn alleen toegankelijk voor abonnees. Voor NKBV-kader is een abonnement afgesloten zodat zij alle artikelen gratis kunnen lezen. We zijn bewust heel slordig met wie we die toegangscode verstrekken, publiceren 'm regelmatig in de NKBV kadernieuwsbrief en veranderen 'm nooit... Mail naar veiligheid@nkbv.nl als je de inloggegegevns echt nergens meer kan vinden.

Auteurs: Harald Swen en Evert Leijendekker