Oggi avrei dovuto fare la mia prima gara di tiro al bersaglio subacqueo, ma un problemino intestinale mi ha costretto a riflettere seduto tutta la notte...

Mi sono spremuto... le meningi incuriosito da una serie di problemi, domande e curiosità nate da alcune chiacchierate con gli amici del tirosub e a varie riprese trattate con pareri sempre discordanti sui forum. Mi è rimasta, quindi, più o meno libera la giornata di oggi e così ho deciso di condividere con voi alcuni dubbi e riflessioni.

Che sarà venuto fuori da questa spremuta di meningi?

Allora il protagonista della storia è un atleta del tiro sub, ma la cosa, con le debite proporzioni, si estende e, in alcuni casi si amplifica, al caso del pescatore in apnea.
Questa è la storia:
- un atleta del tiro sub arriva in piscina, immerge il suo arbalete in acqua prima iniziare la gara affinché le gomme raggiungano l'equilibrio termico con l'acqua... è calda: 25 gradi (tipo pesca estiva)
- si immerge anche lui e compie un certo numero di cicli di carico e scarico dell'elastico prima di iniziare il suo allenamento;
- poi va giù e carica con un movimento deciso ma continuo e non brusco il suo arbalete;
- spara e fa centro pieno in un cerchietto di 12 mm;
- la settimana dopo lo stesso atleta si reca alla piscina per un altro allenamento... tutto si svolge in modo identico, ma l'acqua della piscina questa volta è a 5 gradi;
- l'atleta mira esattamente come la settimana precedente ma il tiro arriva basso...

Secondo voi la storia ha un qualche senso (a parte la piscina a 5 gradi)? Le azioni fatte dall'atleta sono giustificate? Voi avete mai notato una qualche differenza con variazioni di temperature notevoli? L'elastico risulta più duro da caricare con il freddo? E il tiro è più moscio o più potente?

Ciao

Sono sempre dell'idea che bisogna sempre misurare...anche in questo caso però si possono fare alcuni ragionamenti e trarne qualche deduzione .
L'acqua fredda aumenta la denisità del mezzo nel quale si muove l'asta e di conseguenza aumenta in proporzione, si può ritenere diretta con l'abbassarsi della temperatura, la resistenza idrodinamica.
Questa può essere anche la causa dei tiri mosci in profondità riscontrati da qualche pescatore profondista.
Anche la contrazione dell'elastomero in un mezzo più denso allunga i suoi tempi di contrazione e riduce l'efficacia del tiro.
A livello puramente speculativo nessun dubbio la temperatira dell'acqua influisce sulle prestazioni del tiro. In quale misura non saprei e più che rivolgermi a delle formule matematiche vista la complessità della questione farei delle prove sperimentali anche se non semplicissime dovendo raffreddare l'acqua con del ghiaccio

Giodap ha scritto:
Sono sempre dell'idea che bisogna sempre misurare...anche in questo caso però si possono fare alcuni ragionamenti e trarne qualche deduzione .
L'acqua fredda aumenta la denisità del mezzo nel quale si muove l'asta e di conseguenza aumenta in proporzione, si può ritenere diretta con l'abbassarsi della temperatura, la resistenza idrodinamica.
Questa può essere anche la causa dei tiri mosci in profondità riscontrati da qualche pescatore profondista.
Anche la contrazione dell'elastomero in un mezzo più denso allunga i suoi tempi di contrazione e riduce l'efficacia del tiro.
A livello puramente speculativo nessun dubbio la temperatira dell'acqua influisce sulle prestazioni del tiro. In quale misura non saprei e più che rivolgermi a delle formule matematiche vista la complessità della questione farei delle prove sperimentali anche se non semplicissime dovendo raffreddare l'acqua con del ghiaccio

Purtroppo, questa volta, non ho potuto misurare e ho potuto solo... speculare... per così dire...

Tuttavia, come sempre, sono convinto che sei molto vicino alla reale essenza delle cose. Ovviamente ho una spiegazione teorica... con formule... ma non so quanto omnicomprensiva di tutti i fenomeni osservabili. Ad esempio c'è chi riporta invece un decremento delle prestazioni in acqua calda.

In definitiva mi chiedevo quali fossero oltre le possibili spiegazioni, che hai ben dato, anche le esperienze dirette dei pescatori del forum.

Poi aggiungerò le mie considerazioni teoriche in attesa di fare qualche test sperimentale. Pura curiosità: anche questo non cambierà le sorti della pesca subacquea

L'eventuale decremento della potenza di tiro in acqua calda può solo dipendere dal comportamento del lattice di gomma in funzione della temperatura, però, in verità non l'ho mai verificato pur avendo pescato in acque calde (Canarie), può essere che alcuni elastomeri abbiano questo diverso comportamento in ragione degli additivi che ciascun produttore aggiunge al lattice.
Non fare lo stregone delle formule matematiche ...nelle formule si sintetizzano i principi fisici quale altro principio fisico puoi aver aggiunto ai due che ho enuciato ?

Esattamente! Nelle formule si sintetizzano dei principi fisici. Mi conosci: non faccio lo stregone!

Gli elastomeri hanno una struttura interna molto particolare che li differenzia da altri materiali e che può spiegare molti dei fenomeni osservati compresa la storia del decremento delle prestazioni in profondità. Sostanzialmente, come ti dicevo, secondo me hai inquadrato correttamente la situazione cui aggiungerei qualche piccolo dettaglio.

La complicata struttura fisica degli elastomeri fa sì che non tutti i comportamenti di questi materiali siano inquadrati in una legge che ne descrive appieno tutte le sfumature. Per gli elastomeri dobbiamo accettare che alcuni comportamenti non siano direttamente derivabili matematicamente in una teoria unitaria ma dobbiamo accontentarci di leggi fenomenologiche empiriche e spesso solo di osservazioni qualitative.

Un esempio:
- l'atleta di tirosub cicla alcune volte il carico scarico dell'elastico per via dell'effetto Mullins particolarmente evidente per elastomeri "caricati" con nerofumo e derivati; l'effetto Mullins consiste in un rammollimento dell'elastico dopo alcuni cicli fino ad un valore di rigidità che si stabilizza.
- la temperatura bassa ha un effetto di irrigidimento degli elastomeri che invece si ammorbidiscono a temperature più elevate. Quindi caricare l'arbalete d'inverno dovrebbe essere più difficile e più semplice d'estate.
- ma la bassa temperatura aumenta l'isteresi quindi la resa sarà inferiore.

Queste sono tutte osservazioni note, ma non codificate in una teoria unitaria (tipo elettromagnetismo).

In tutto ciò ho volontariamente omesso una proprietà fondamentale degli elastomeri: sono delle molle entropiche! Ne avevo accennato ai tempi dello staff tecnico sull'altro forum. In questo caso la termodinamica statistica ci descrive la relazione che intercorre tra sforzo e deformazione in funzione della temperatura e che potrebbe giustificare alcune delle osservazioni più curiose e aiutarci a quantificarle.

In pratica: la massa di elastomero è costituita da gomitoli di catene polimeriche aggrovigliate e legate tra loro tramite una sorta di reticolo non molto fitto. Per questo, sottoponendo l'elastomero a trazione, esso si può allungare notevolmente: le catene si svolgono tanto quanto consentono i "nodi" di questo reticolo.

Quando si rilascia la trazione l'elastomero si ricontrae. Perché? Perché come tutta la natura esistente, obbedisce al secondo principio della termodinamica: si porta verso uno stato di massima entropia ovvero in uno stato maggiormente disordinato... che è quello corrispondente alla situazione in cui le catene polimeriche sono aggrovigliate.

Adesso un elastomero sottoposto a stiramento con un carico X viene sottoposto a riscaldamento. Avvengono in contemporanea due fenomeni. Come tutta la materia, tenderà ad allungarsi secondo il proprio coefficiente di dilatazione lineare (dell'ordine di 2E-4 Kelvin elevato meno uno)... quindi pochissimo. Al tempo stesso tenderà a contrarsi perché perché l'aumento di agitazione termica lo porterà verso uno stato più disordinato... quindi le catene che si erano allungate tenderanno a riaggomitolarsi. Questo effetto è preponderante quindi, al netto, l'elastomero sottoposto a trazione e riscaldato tenderà a contrarsi.

Di converso un elastomero sottopposto ad un progressivo raffreddamento... quindi il tiro potrebbe risultare più moscio per questo motivo.

Quanto pesa questo fenomeno su una differenza di temperatura di una ventina di gradi? Circa il 7% che per un fucile doppio elastico in configurazione da pesca significa non accorgersi del fenomeno se non a distanze considerevoli, ma per un singolo elastico può implicare una certa differenza.

Il tutto verrà messo sulla solita arbapillola, ma non prima di aver raccolto pareri ed impressioni... visto che al momento non ho modo di fare delle prove sperimentali agevolmente.

Ciao ragazzi, ho notato che con temperature più fredde intorno ai 9°-10° gradi di questo periodo ovviamente dalle mie parti, gli elastici in effetti sono molto più duri,utilizzo al momento i superelax e lo sono. Ma questo non succede con tutte le mescole, non ho notato differenza con i primeline quelli originali del fucile,per quanto riguarda la precisione del tiro nessuna differeza anche se di questi periodi non faccio tiri lunghi. Comunque mi associo a giorgio, che bisognerebbe approfondire il discorso facendo alcune prove in vasca con temperature differenti..

Grazie Sbigol. Certamente ci vogliono le misure, ma anche la vostra testimonianza è molto interessante.

Non tutte le tue speculazioni sono convincenti
1 Non è detto che la bassa temperatura rammollisca l'elastomero, anzi, intuitivamente le catene polimeriche dovrebbero irrigidirsi al punto di provocare anche la rottura per carichi modesti (casi recenti su S45 che devo ancora approfondire)il tiro moscio in profondità potrebbe dipendere dalla maggior densità dell'acqua e dalle più alte resistenze idrodinamiche. Quindi il comportamento fisico dell'elastomero andrebbe studiato sperimentalmente e non è banalmente deducibile.
2 Di converso non è detto il contrario per le alte temperature (che le catene pol. si irrigidiscano aggrovigliandosi di più). Non mescoliamo il disordine molecolare che aumenta col somministrare calore con le proprietà fisiche del materiale, potremo avere delle sorprese tipo una legge non lineare del diagramma sforzo /allungamento o spinta /contrazione al variare della temperatura.
Dai per scontate alcune proprietà degli elastomeri che non si conoscono, o forse si conoscono ma non le sappiamo (mi sembra strano che a tecnologie dei materiali non abbiano studiato questo fenomeno, deve esserci una bibliografia in merito...)
Sono convinto invece che ci sia una temperatura ottimale per far avvenire il ciclo carico/scarico (C/S) ovvero una temperatura di esercizio ottimale che riduce l'energia dissipata nel ciclo C/S
Cosa può servire tutta questa speculazione > ricerca: nel controllare quale tipo di elastomero si comporta meglio alle basse temperature invernali e quale alle alte temperature estive

E' chiaro che c'e' una bibliografia in merito. Anche molto ampia... secondo te che faccio, mi invento le formule?

A parte la battuta: certamente una storia e' una situazione in cui l'elastomero si trova in una condizione di equilibrio termodinamico con l'ambiente. Tipo: fa caldo o fa freddo stiro la gomma... e succede esattamente quello che dici e che scrivevo prima, ovvero, con il freddo l'elastomero si irrigidisce con il caldo si ammorbidisce.
Un'altra storia e', ritengo, quando all'elastomero viene fornito o sottratto calore. Questo e' il caso della molla entropica. Anche questa e' una storia ben nota. Voglio dire: se mi trovo in superficie con 25 gradi e scendo a 40 dove ne trovo 5 (a parte i rischi...) sto sottraendo calore all'elastomero quindi dovrei registrare un allungamento del provino...

In pratica sono due situazioni differenti:
- in un caso mi trovo la gomma a riposo e la stiro e la sua rigidita' sara' differente a seconda della temperatura;
- nell'altro, la gomma e' gia' stata stirata e la variazione di temperatura induce una modificazione nella struttura molecolare.

Relativamente al tuo punto 2 (abbi pazienza!) le proprieta' di cui parli sono ben note (se trovo qualcosa in internet, posto il link). Tuttavia non sono sicuro che il fenomeno si verifichi a seguito di sottrazione di calore.

Di fatto, come al solito, questa "ricerca" che ricerca non e' serve solo a soddisfare una curiosita'. Appurato il meccanismo che regola la fenomenologia che osserviamo, non credo avremo modo di gestirlo.

P.S. Certamente c'e' un range ottimale di utilizzo.

Purtroppo non ho trovato nessun link in italiano, ma forse non c'è nulla di più convincente di un filmato... che non necessita di traduzione.


La strip di gomma si contrae riscaldata da un asciugacapelli e si riallunga quando viene raffreddata.

Ne farò uno simile con un elastico per arbalete appena possibile.