De werkelijke valfaktor
Art de Lange (bron: vlaamse bergsportvereniging/Frans Devolder)

1000N=1 kN
1000N=100kg
100daN=100kg

Wrijving tussen touw en tussenzekeringen, en tussen touw en de rotsen beperken de bewegingsvrijheid van het (uitgegeven)touw wanneer het bij een val moet uitrekken. Daardoor zal niet de gehele lengte van het uitgegeven touw de valenergie kunnen absorberen. De werkelijke valfactor is daardoor groter dan de theoretische. De impactwaarde zal als gevolg daarvan ook een stuk groter zijn. 

 


 


 

Wat is een impactwaarde of vangstoot?
Wanneer een klimmer een val maakt, zal de valenergie geabsorbeerd worden door het zekeringsysteem en het touw ( maar ook de vervorming van het lichaam). Hoe beter het touw de valenergie kan absorberen, hoe kleiner de kracht (impact) op de klimmer zal zijn (en hoe lager ook de krachten op het zekeringsysteem). De kracht die de klimmer op het einde van de val moet incasseren noemt men de impactwaarde of opvangstoot.  De impactwaarde hangt af van de valfactor, het gewicht van de klimmer, de manier van beveiligen (dynamisch beveiligingsapparaat) en vooral de capaciteit van een touw om de valenergie te absorberen.Een touw met een lage impactwaarde  absorbeert veel valenergie, hetgeen inhoudt dat de opvangstoot op de vallende klimmer, en de krachten op de zekeringsketen kleiner zijn. Dit reduceert de letsels bij de klimmer,  het vermindert de kans dat de verankeringpunten loskomen, en vraagt minder kracht van de beveiliger. De opvangstoot verdeelt zich over alle punten van de zekeringsketen: klimmer, gordel, bevestigingspunten,  de beveiliger. Een dynamisch touw is in staat om een groot deel van de valenergie te absorberen  dankzij  de rek van de vezels en dankzij de vervorming van de inwendige structuur. Na verloop van tijd  echter zullen de  vezels  teveel verlengd zijn , en bovendien nemen de afzonderlijke interne draden  niet meer hun originele plaats in na elke val.  Het touw verliest zijn rekbaarheid en daardoor wordt de impactwaarde groter ! (zie hieronder: de evolutie van de impactwaarde na verschillende vallen).


Wat is de maximaal toelaatbare impactwaarde op de klimmer volgens UIAA ?

De maximaal toelaatbare impactwaarde op een vallende klimmer is bepaald door de UIAA en CE norm.

  valmassa valfactor impactwaarde, toelaatbaar
enkel touw 80 kg 1.77 1200  daN
dubbeltouw 55 kg 1.77 800 daN
tweeling touw 80 kg 1.77 1200 daN

De impactwaarde (van een nieuw touw) wordt door de constructeurs in labo's getest, in omstandigheden die extremer zijn dan in de realiteit. Het touw is onderaan geblokkeerd (geen dynamisch zekeringsapparaat), de vallende massa is een stalen blok ( geen vervorming van het lichaam). Alle valenergie wordt bijgevolg opgenomen door het touw. De impactwaarde die in deze testomstandigheden wordt gemeten, wordt in de documentatie van het touw weergegeven.We stellen vast dat de impactwaarde van de nieuw touw (opgegeven door de constructeur) (veel) lager is dan bijvoorbeeld de toelaatbare 1200 daN en een enkel touw, of 80 daN voor de dubbeltouw. De reden hiervoor is dat de impactwaarde toeneemt naarmate het touw veroudert ( lees: naarmate het touw onderhevig is geweest aan rek ten gevolge van vallen, of de rek bij het rapellen, enz....)
Een aantal factoren bepalen de impactwaarde (of met andere woorden, nemen een deel van de valenergie op):

Enkele van deze zaken worden hieronder uitgebreider behandeld.

Invloed van touwverloop (tussen de beveiligingen) op de impactwaarde.
Het is ondertussen duidelijk dat hoe meer touw reeds uitgegeven is, hoe lager de impactwaarde zal zijn. Echter, de weg die het uitgegeven touw volgt langs de tussenzekeringen speelt ook een rol.
Links. Een rechtlijnig touwverloop, de gehele uitgegeven touwlengte vangt de valenergie op: lage impactwaarde.



Rechts. Een zigzaggend touwverloop. Door de grote wrijving van het touw over de musketons, zal alleen het bovenste deel van het uitgegeven touw de valenergie kunnen absorberen: hoge impactwaarde. Een studie uitgevoerd in opdracht van de italiaanse alpinisten club laat de invloed zien van de impactwaarde van een touw, en het zekeringapparaat op de kracht die uitgeoefend wordt op de laatste tussenzekering:

  

geval 1 : een val van  8 meter, na  1 tussenzekering, geen wrijving op rotsen.
 

geval 2 : Een val van 8 meter, na  5  tussenzekering die lichtjes gedecaleerd zijn over een hoogte van 19 meter, geen wrijving over de rotsen.
 

geval 3 : Een val van 8 meter, na  5  tussenzekering die lichtjes gedecaleerd zijn over een hoogte van 19 meter,  met wrijving over de rotsen.
 

geval 4 : Passage met overgang en wrijving langs de  'dakrand'.

Invloed van het zekeringsapparaat op de impactwaarde
Hoge impactwaarden of opvangstoten kunnen ook het gevolg zijn van de manier van beveiligen. Dit wil zeggen: het is afhankelijk van de mate waarin het touw door het zekeringsapparaat glijdt. Enkele voorbeelden: drie beveiligingsapparaten die aan eenzelfde val zijn onderworpen. De eerste twee zijn dynamische zekeringsapparaten: ze laten toe dat het touw nog even door het apparaat glijdt, waardoor de remafstand wat vergroot. De impactkracht is dan ook beduidend lager dan bij een statisch beveiligingsapparaat zoals een grigri !!

   remafstand impactkracht op de beveiligingapparaat
acht groot 200 daN
plaquette gemiddeld 300 daN
grigri (Petzl) kort 700 daN

Hoe groot is de impactwaarde op de (laatste) tussenzekering?
Op het verankeringpunt is (bijna) het dubbele van de impactwaarde werkzaam. Namelijk de kracht van de vallende klimmer (de impactwaarde of opvangstaat) en vervolgens ook de kracht aan de touwzijde van de beveiliger die aan de andere kant de val moet stoppen.



- 700 daN is de impact op de vallende klimmer
- 460 daN is de kracht aan de kant van de beveiliger
- 1160= 700+460 daN is de kracht op de verankering


De kracht aan de touwzijde van de beveiliger bedraagt ongeveer 2/3 van de impactwaarde, omwille van de wrijving van het touw over de musketon. De invloed van de impactwaarde van een touw op de kracht die het verankeringpunt moet verdragen wordt duidelijk gemaakt met onderstaande tabel. Vergelijken we twee identieke touwen qua gewicht, diameter. Op beide touwen wordt een val gemaakt met factor 2. We stellen vast dat de verankering een bijna twee keer zo grote kracht moet opnemen bij touw 2.

  impactwaarde van het touw kracht op verankering
touw 1 (nieuw touw) 700 daN 1160 daN
touw 2 (oud touw) 1200 daN 2000 daN

2000 daN:  dit komt al in de buurt van de toelaatbare kracht op de musketon van het setje: vb 25 kN = 25000 N = 2500 daN !!!  

Evolutie van de impactwaarde (na een aantal vallen)
Evolutie van de impactwaarde of opvangstoot tijdens een UIAA test van een Top Gun touw (BEAL). Een nieuw touw heeft een impactwaarde van 670 daN, na 9 vallen is de impactwaarde nog steeds lager is dan de maximaal toelaatbare waarde van de UIAA norm (1200 daN)