Guanti con texture a diamante, ovvero la fisica di una presa sicura

17 ago

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Guanti con texture a diamante, ovvero la fisica di una presa sicura

Questo momento lo conoscono tutti. La chiave a bussola è sul bullone, la mano è in buona posizione, tiri e all'improvviso la chiave scivola di lato e le nocche finiscono sul collettore. La diagnosi istintiva è sempre la stessa: ho stretto troppo poco.

Questo in realtà non è quasi mai vero. La tua mano ha stretto esattamente quanto ha ritenuto necessario e ha preso la decisione senza chiederti il parere, in qualche decina di millisecondi dal tocco della chiave. Tutto il problema sta nel fondamento su cui l'ha presa.

La mano non stringe quanto può, ma quanto serve

Negli anni Ottanta i neurofisiologi svedesi Roland Johansson e Göran Westling descrissero qualcosa che oggi è la base delle conoscenze sulla presa. Quando prendi qualcosa in mano, il sistema nervoso stima subito l'attrito tra pelle e oggetto e imposta la forza di stretta appena sopra il minimo necessario perché l'oggetto non sfugga. Questo margine è sorprendentemente piccolo, perché stringere con margine costa energia e toglie precisione.

Guanti con texture a diamante, ovvero da dove nasce una presa sicura

Il secondo elemento di questo sistema è ancora più interessante. Quando avviene un micro-scivolamento, cioè uno che nemmeno registri consapevolmente, i recettori della pelle inviano un segnale e la stretta aumenta automaticamente dopo circa 74 millisecondi. È circa la metà del tempo di cui ha bisogno una variazione di forza voluta consapevolmente. In altre parole, la tua mano corregge la presa più in fretta di quanto tu faccia in tempo a pensarci.

Ne deriva una conclusione che rovescia tutta l'intuizione. Non decidi tu quanto stringi. Lo decide l'attrito. E se è così, tutto ciò che riduce l'attrito aumenta automaticamente la forza che la tua mano deve generare per tenere la stessa chiave. Otto ore di un lavoro simile si sentono la sera nell'avambraccio.

La scivolosità non nasce dall'olio, ma dalla pressione

Qui arriviamo al nocciolo, e i migliori dati in materia non provengono affatto da studi sui guanti, ma sulle suole delle scarpe, dove lo stesso problema è stato risolto in modo eccezionalmente accurato.

Quando premi una superficie liscia contro un'altra superficie liscia, tra le quali c'è un liquido, il liquido non ha modo di scappare. Comincia a essere compresso e al suo interno cresce la pressione. Questa pressione comincia letteralmente a sollevare una superficie sopra l'altra, finché il contatto materiale con materiale scompare e resta il contatto del materiale con lo strato di fluido. In letteratura si chiama effetto del film spremuto ed effetto cuneo. L'effetto è semplice: l'attrito cala.

Struttura a diamante di un guanto in nitrile con olio distribuito nelle scanalature della texture

E ora la conseguenza meno ovvia. Una superficie che massimizza l'area di contatto eliminando tutte le scanalature non tiene affatto meglio. In presenza di un liquido si comporta al contrario, perché passa più facilmente a uno stato di lubrificazione idrodinamica completa, in cui un'ampia area di contatto non ha più alcuna importanza, perché il contatto semplicemente non c'è.

È per questo che un guanto completamente liscio su un bullone oleato si comporta come un pattino. Non perché sia di un materiale peggiore. Perché non ha dato all'olio alcuna via di fuga.

Cosa fa in realtà la texture a diamante

Le scanalature sono una via di evacuazione per il liquido. Gli studi sulle suole lo mostrano in modo inequivocabile: i canali nel battistrada allontanano il fluido da sotto la superficie di contatto, riducono la pressione idrodinamica e riducono realmente il rischio di scivolamento rispetto a superfici senza tali canali. Quando il battistrada si consuma e i canali scompaiono, la capacità di drenaggio cala e con essa l'attrito.

Come appare la struttura a diamante del guanto Gripzzly

La texture a diamante è semplicemente una rete di tali canali, disposta a rombi. Fondamentale qui è la geometria, non il nome. Le scanalature parallele funzionano benissimo, ma solo quando la forza agisce trasversalmente ad esse. Il problema è che in officina la direzione della forza è del tutto imprevedibile, perché ora tiri, ora spingi, ora giri il polso di lato e ora tieni qualcosa che da solo cerca di ruotare. La rete di rombi offre vie di deflusso in più direzioni contemporaneamente, quindi non importa come tieni la mano.

Vale la pena restare onesti, perché in questo settore si promette molto. Il classico studio di Cadoret e Smith del 1996 ha mostrato che la forza di presa scala con il reciproco del coefficiente di attrito indipendentemente dalla texture della superficie. In altre parole la texture in sé non ha nulla di magico. È un modo per aumentare l'attrito in condizioni in cui una superficie liscia lo perderebbe. Su metallo pulito e asciutto la differenza sarà piccola. Tutto il suo valore emerge esattamente dove compare un liquido, cioè in officina praticamente sempre.

La scala del fenomeno è a volte maggiore di quanto sembri. In uno studio condotto nel settore dei servizi le calzature con una geometria della suola adeguatamente progettata hanno ridotto il numero di scivolamenti e cadute fino al 54 per cento. Sono dati che riguardano scarpe, non guanti, e non vanno trasferiti direttamente. Mostrano però quanto può fare la sola geometria di drenaggio dei liquidi.

Il lavoro con il grasso, cioè dove si vede di più

Il grasso è più difficile dell'olio, perché è più denso, e più alta è la viscosità, più a lungo dura il drenaggio del fluido da sotto la superficie di contatto. Il guanto ha per questo una frazione di secondo, esattamente il tempo che dura la stretta della mano.

In pratica funziona così: con una presa scivolosa il tuo sistema nervoso aumenta il margine di sicurezza e ti fa stringere più forte. Gli effetti sono tre e tutti cattivi. La mano si stanca più in fretta. La precisione cala, perché con una forza di stretta elevata è più difficile un movimento sottile. E il più subdolo: perdi la percezione della coppia, cioè quell'informazione dalle dita che ti dice che la vite ha appena cominciato ad andare troppo leggera, quindi probabilmente spani il filetto.

Come appare la specificità del lavoro con il grasso in guanti con struttura a diamante

La sicurezza della mano nel lavoro con il grasso non consiste quindi nel fatto che qualcosa non scivola. Consiste nel fatto che non devi stringere con margine, quindi ti resta un margine per la precisione.

C'è però un limite di cui bisogna parlare apertamente. Nessuna texture sostituisce lo straccio. Se su un albero liscio c'è uno strato spesso di grasso, i canali si riempiono e smettono di drenare qualsiasi cosa, perché non c'è dove portarlo. È del resto la risposta alla domanda sul perché un guanto impiastricciato di grasso tiene male come uno liscio. In quel momento è effettivamente liscio, perché la texture è stata annegata. Cambiare il guanto con uno pulito funziona allora più in fretta di qualsiasi correzione della presa.

Il telefono senza togliere il guanto, ovvero a chi serve tutta questa fisica

Lo schermo del telefono è capacitivo. Sotto il vetro c'è una rete di elettrodi che mantiene un campo elettrostatico e ne misura continuamente la capacità. Il dito è conduttivo, quindi avvicinato al vetro perturba questo campo in un modo che il controller sa riconoscere e localizzare.

Il guanto entra in gioco come uno strato dielettrico aggiuntivo. Più è spesso e meglio isola, più allontana il dito conduttivo dalla rete e più debole è il segnale che arriva al controller, finché a un certo punto non si distingue più dal rumore. Per questo un guanto spesso in maglia o in pelle non funziona, mentre un guanto in nitrile più sottile funziona, perché praticamente non cambia questa distanza.

Sembra una curiosità ed è uno dei più importanti argomenti pratici di tutto questo tema. Il più grande nemico dei guanti non è la mancanza di guanti, ma il costo del loro uso. Se a ogni controllo del codice di un pezzo, a ogni foto per la documentazione e a ogni telefonata di un cliente bisogna toglierli e poi indossarne di nuovi, dopo la terza situazione simile nessuno li indossa più. Un guanto che si può portare senza interrompere il lavoro viene semplicemente portato.

Due riserve dalla pratica. L'eccesso di umidità sul guanto o sullo schermo disturba il funzionamento dello schermo capacitivo indipendentemente da cosa hai nelle mani. E la seconda cosa: le dita unte lasciano sul vetro uno strato che di per sé può peggiorare la risposta, quindi il telefono val la pena comunque di pulirlo ogni tanto.

Cosa ne deriva nella scelta

La texture ha senso su tutta la superficie di presa, cioè sull'interno della mano e su tutte le dita, non solo sui polpastrelli. Una delicata zigrinatura delle sole punte delle dita è una soluzione progettata per compiti completamente diversi dal tenere una chiave oleosa.

La taglia decide se la texture lavora davvero. Un guanto troppo grande fa pieghe, e una piega significa che nel punto di contatto c'è materiale lento invece di una rete di scanalature premuta.

E la cosa più semplice: un guanto impiastricciato di grasso si cambia, invece di cercarvi una presa migliore.

Colori dei guanti Gripzzly con texture a diamante disponibili

Gripzzly hanno una struttura a diamante distribuita su tutta la superficie di presa di mano e dita, in nitrile senza lattice, tiurami e polvere, nella categoria III dei dispositivi di protezione individuale, tipo B secondo EN ISO 374-1, AQL 1,5, con taglie da S a XXL. Il telefono si usa con essi senza toglierli, il che con il lavoro sul catalogo ricambi risulta un argomento sorprendentemente pratico.

In conclusione

La presa migliore è quella a cui non pensi affatto. La tua mano calcola comunque tutto da sola, in 74 millisecondi, senza consultarti. L'unica cosa che puoi fare per lei è darle una superficie su cui questo calcolo torni a tuo favore.