Moet je een gevallen karabiner weggooien?

Het is nog wel een aardige operatie om deze vraag met empirisch bewijs te beantwoorden. Je hebt een veilige situatie nodig waar je metalen objecten van grote hoogte naar beneden kan laten vallen, en dat een flink aantal keer met verschillende karabiners. Vervolgens heb je een trekbank nodig om de karabiners tot voorbij het breekpunt te belasten. Ofwel, ze stuk te maken. En de getallen die daaruit komen moet je vergelijken met voldoende andere data van bijvoorbeeld nieuwe karabiners die niet zijn gevallen.

Gelukkig is dat precies wat verschillende mensen in het verleden hebben gedaan. De een met een meer wetenschappelijke methode als de ander, maar allen met interessante en vergelijkbare uitkomsten.

Eerst even een stukje natuurkunde

Er zijn een aantal variabelen aan het werk die invloed hebben op de krachten die vrijkomen bij het laten vallen van een object van hoogte [1]

Massa van het object
Valhoogte
Valsnelheid voor inslag

Deze geven je de kinetische energie vlak voor de inslag

En de moeilijkste variabele om te meten is de afstand die het object aflegt na inslag. Van invloed hierop is echter de compressiekracht van het oppervlak waarop de inslag plaatsvind.

Compressiekrachten ondergrond

Voor beton is dat 246Kg/cm2. Voor bijvoorbeeld graniet is dat 1335 kg/cm2. En voor staal 1631 kg/cm2 (daargelaten dat staal heel anders kan reageren onder verschillende omstandigheden en in vele vormen bestaat).

Een harder oppervlak van inslag zal minder energie van het object absorberen. Hierdoor treedt in het object een vervorming waarna de energie weer een andere kant (ruwweg omhoog) wordt gestuwd en tot gevolg heeft dat het object stuitert. Dit zien we ook bij karabiners.

Een willekeurige karabiner met een gewicht van 87 gram vallend van een hoogte van 33 meter bereikt vlak voor inslag een theoretische snelheid van 25.4m/s wat een kinetische energie oplevert van 28.13 Joule of 286.90 kgf/cm. Een karabiner kan uiteraard op heel veel manieren op de ondergrond inslaan.

In het plaatje hiernaast hebben de testers met het lintje als geleider gepoogd om de karabiners telkens op hetzelfde kleine oppervlak te laten inslaan. Hierdoor is de kracht ook evenredig minder en zal deze willekeurige karabiner een betonnen ondergrond niet beschadigen.

Alternatief kan de karabiner ook met een groter oppervlak de ondergrond raken maar dan worden de krachten natuurlijk ook over een groter stuk verdeeld. Voor een karabiner beton beschadigd zal de valhoogte en/of het gewicht veel groter moeten zijn.

Tot zover de theorie, wat zeggen de praktijktesten

In 2015 namen een aantal studenten 30 karabiners mee een flatgebouw in om ze daar van verschillende hoogtes van de balkons te laten vallen op een betonnen ondergrond [2]. Voor hun test hadden ze 30 aluminium snapper karabiners (dus met een niet afsluitbare gate). De helft daarvan was koud gesmeed en de andere helft warm gesmeed. Deze lieten ze elk 1x vallen. 10 stuks voor elke hoogte van 6, 12 en 33 meter.

Na de valtest werd elke karabiner in een trekbank kapot getrokken en genoteerd op hoeveel kN deze braken. Uiteraard was er ook een controle karabiner die ze niet hadden laten vallen. En zowel de valtesten als de breektesten zijn gefilmd met hoge snelheidscamera’s.

Hun belangrijkste conclusies:

Op de slow motion video’s is te zien dat de gate opent bij inslag. Een potentieel relevant gegeven daar de breeksterkte van de karabiners met een open gate een factor 4 minder is dan met gesloten gate. +/-7kN tegen +/-28kN.
De meeste karabiners braken bij de haak van de gate en enkelen op de body. Deze variabele is normaal en bekend bij de fabrikanten. De val van hoogte heeft daar geen invloed op gehad.
Bij een aantal van de heet gesmeden karabiners sprong door de inslag het veertje uit de gate, bij de koud gesmeden niet. Ook zonder het veertje kon de gate nog wel handmatig gesloten worden voor een closed-gate breektest.
Er is geen significante verandering in breeksterkte gevonden bij deze karabiners na de valtest.

Een ander artikel put uit verschillende bronnen met als eensluidende conclusie dat je niet een karabiner hoeft weg te gooien nadat die is gevallen [3]. Mits er geen duidelijk zichtbare vervormingen of beschadigingen zijn. Hiervoor wordt ook een medewerker van Black Diamond (een producent van klimmaterialen) gequote die aangeven honderden gebruikte, misbruikte en gevallen karabiners (sommige van 1000m hoogte) te hebben getest en geen opvallend verschil in sterkte vonden tenzij er duidelijke visuele schade was.

Het belangrijkste stuk in dit artikel is echter waar de testen van Rope Lab worden aangehaald. Die hebben een extreme situatie opgezet waarin ze drie stalen en drie aluminium karabiners van een hoogte van 255m op een stalen plaat lieten vallen.

De belangrijkste uitkomsten uit die test

De 3 stalen karabiners waren allemaal onbruikbaar geworden, de gates waren vervormd en bleven open staan en/of de body was duidelijk beschadigd en vervormd.
De 3 aluminium karabiners hadden een inslagbeschadiging op de body maar zagen er verder normaal uit. 1 aluminium karabiner had een ontwrichte gate.
Van 2 stalen karabiners bleek in de trekbank dat de breekkracht met de gate open nog hetzelfde was als door de producent was opgegeven.
Van de aluminium karabiner met de ontwrichte gate was de gate open sterkte nog 19.7kn (opgegeven 20kN) de overige intacte 2 met gate gesloten hadden een breeksterkte van 23.97kN (opgegeven 24kN).
Conclusies: stalen karabiners duidelijke fysieke schade. Alu karabiners niet perse zichtbare schade, en alu geen afname sterkte.

Microscopische barstjes

Tot zover de empirische testen. Maar wellicht heb je wel eens gehoord van micro-barstjes. Een mythe die al lang rond circuleert [7]. Het zou er over gaan dat wanneer je een karabiner of ander metalen object laat vallen dat er microscopisch kleine scheurtjes of barstjes in het metaal kunnen ontstaan. Die zouden dan het object dusdanig verzwakken dat die niet meer veilig is om mee te klimmen. Dit soort microscopische beschadiging is echter nooit geobserveerd, en sterker nog, er is een referentie naar een nu onvindbare test van Omega Pacific die hogere breeksterktes van karabiners rapporteerde na een val [4].

Het is ook eigenlijk onduidelijk waar deze mythe vandaan komt. Er is wel wat discussie over te vinden op internet [5] maar ook onder sportklimmers is er geen concensus. Hoewel sommigen hun materiaal na een val en korte inspectie gewoon weer gebruiken durft een ander het risico niet aan. Hebben de fabrikanten de mythe de wereld in geholpen om meer materialen te kunnen verkopen? Is het een kwestie van een verschoven verantwoordelijkheid van fabrikant naar eindgebruiker? Of hebben we te vaak naar films gekeken waarbij iemand een gaatje schiet in de romp van een vliegtuig waarna de hele romp uit elkaar scheurt. Het enige dat je rationeel kunt doen is kijken naar het bewijs, en dat voor microscopische barstjes is er niet. Misschien liggen daar nog kansen voor aspirerende onderzoekers.

Bewijs dat klimmaterialen gebouwd zijn op duurzaamheid is er te over. Het komt er dus vaak op aan of je voldoende vertrouwen hebt in dat bewijs. Maar wellicht als geld geen enkele rol speelt zal je makkelijker beslissen om maar gewoon een nieuw stuk materiaal aan te schaffen. Misschien kan je dan je oude materiaal ook nog wat mishandelen om te kijken wanneer het nou zichtbaar echt stuk gaat. Zoals deze tester die met een geweer op zijn zekerapparaat heeft geschoten [6]. Met als uitkomst dat er 5 keer vol raken nodig was om het apparaat onbruikbaar te maken. Dat zou overeen moeten komen met hetzelfde apparaat van 240m hoogte laten vallen, alleen dan zonder luchtweerstand wat natuurlijk onmogelijk is.

En complexere apparaten?

Dus, je liet je karabiner vallen, doorgaans geen probleem zeggen de meeste data. Die kan je gewoon weer aan je harnas hangen en gebruiken. Maar je ASAP zat daar ook nog aan vast? Er zit een groot verschil in de complexiteit en inspectiemogelijkheden van een karabiner en een ASAP. Waar je een karabiner snel kan controleren of alles nog uitziet en werkt zoals zou moeten is dat bij een ASAP of ander gecompliceerder apparaat veel moeilijker. Het blokkeermechanisme van een ASAP werkt aan de binnenzijde met veertjes en tandwieltjes. Het is onmogelijk om te controleren of die niet toch beschadigd of vervormd zijn door de val. Een functietest hoeft in dat geval ook niet te betekenen dat het veilig is. Misschien bij een zwaardere val of de tiende keer breekt net een veertje af waardoor de blokkering niet meer werkt. Je weet het niet, en daarom is het advies bij apparaten om die na een val toch echt weg te gooien.

Conclusie

Zoals veel vragen in het leven is ook hier geen onweerlegbaar ja of nee te antwoorden op de vraag of je een karabiner moet weggooien als die een val heeft gemaakt. Wat je vrijwel zeker kan zeggen is ‘Nee, maar…..’ En de maar is afhankelijk van allerlei variabelen. Materiaal van de karabiner bijvoorbeeld. Staal lijkt kwetsbaarder als aluminium maar vooral bij extreme situaties. En zelfs als het zwakste deel van een karabiner, de gate, niet meer functioneert voldoet hij bijna altijd nog wel aan de door de fabrikant opgegeven breeksterkte voor een open gate.

In normale, realistische situaties zal de kinetische energie die de vallende karabiner door een combinatie van zijn gewicht en valsnelheid niet genoeg zijn om een dusdanig hoge inslagkracht te genereren dat het metaal van de karabiner schade zal ondervinden. Misschien dat de verf of anodisatie laag wat beschadigt. Maar een reguliere inspectie en functiecheck is dan voldoende om te bepalen of je de karabiner nog kunt gebruiken.

Al blijft het natuurlijk altijd waardevol om goed naar de situatie te kijken. Stort je karabiner met meerdere aanvaringen van de stangen van een steiger naar beneden kijk dan even extra goed en bij twijfel niet meer gebruiken. En dat blijft eigenlijk altijd het beste advies. Bij twijfel altijd vervangen. Uiteindelijk hangt je leven er vaak van af en dat is best een paar euro waard toch.

En gaat het om complexere apparaten die je niet goed visueel kunt controleren doordat sommige bewegende delen ingebouwd zitten en je er niet bij kunt? Dan blijft het advies, helaas, om het toch maar te vervangen.

Ben je geïnteresseerd in beelden van karabiners die tot breken worden belast of andere testen van klimmaterialen bekijk dan zeker dit youtube kanaal van Richard Delaney https://www.youtube.com/user/rdelaney65/videos of bezoek de website van RopeLab https://www.ropelab.com.au/ met veel interessante artikelen.