fune

Corpo flessibile costituito da un insieme di fili di determinata forma e materiale, variamente avvolti o intrecciati fra loro in maniera da costituire un tutto unico e compatto.

Caratteristiche

Una f. presenta, rispetto a un filo di ugual resistenza, maggiore flessibilità, offre una migliore ripartizione degli sforzi e, grazie all’attrito o all’intreccio, limita a un tratto brevissimo (dell’ordine del metro) la perdita di resistenza per rottura di un filo; tuttavia, a causa di inevitabili piccole differenze nella ripartizione degli sforzi tra i singoli fili, dell’inclinazione di questi rispetto all’asse della f. e della loro pressione mutua, il carico di rottura di una f. subisce una riduzione (perdita di cordatura), rispetto alla somma delle resistenze a rottura dei singoli fili (carico somma, o addizionale), del 10-15%. Rispetto ad altri organi flessibili di trazione, la f. presenta il vantaggio di manifestare, nella quasi generalità dei casi, segni premonitori (degradazione dei fili componenti) che mettono in guardia sull’imminente rottura; d’altra parte la lunghezza della f. può raggiungere anche alcuni km, potendo gli elementi che la compongono essere collegati l’uno in prosecuzione dell’altro, con tecniche e accorgimenti particolari, senza che i punti di attacco presentino minor resistenza o notevole ingombro.

Una f. può essere costituita da fili metallici oppure da fili ottenuti da fibre vegetali o artificiali. I metalli comunemente usati sono l’acciaio, a basso o ad alto tenore di carbonio, il rame, il bronzo e le leghe leggere; le fibre maggiormente impiegate sono la canapa, la manilla, il lino, il cotone, la lana, la seta, il nailon o il perlon. L’acciaio adoperato, a basso o ad alto tenore di carbonio (0,05- 0,85%), è molto omogeneo e puro, e deve contenere piccolissime percentuali di zolfo e fosforo, con piccole quantità di altri metalli. I fili, prodotti in sezioni di varia forma (circolare, trapezoidale, a cuneo, a freccia ecc.), hanno resistenza unitaria da 1200 a 2300 N/mm², crescente, a parità di altre condizioni, al diminuire del diametro; resistenze unitarie superiori limiterebbero le caratteristiche plastiche delle funi.

Più fili disposti a elica in uno o più strati attorno a un filo centrale (anima), metallico o di fibra, formano una f. spiroidale, o trefolo; questo, se isolato, può rappresentare esso stesso una f. che in tal caso è detta anche f. semplice. Il complesso di più trefoli disposti a elica intorno a un’anima centrale di fibra o metallica costituisce una f. a trefoli (o piana); più f. a trefoli disposte a elica attorno a un’anima, ancora di fibra o metallica, costituiscono una f. torticcia (o gherlino). L’anima metallica è realizzata con fili, trefoli o f. in genere di materiale dolce (acciaio o alluminio); quella di fibra (canapa, manilla, sisal, iuta), indispensabile nelle f. flessibili, costituisce sostegno per lo strato di fili a contatto e per l’intera f. e funge da serbatoio di grasso (di cui è impregnata), essenziale per la conservazione della f.; pertanto, deve resistere all’umidità, dev’essere immarcescibile e depurata da cloruri e altre impurezze.

Caratteristiche di una f. sono: il diametro, quello della circonferenza in cui può essere inscritta la sezione della f.; la formazione, con cui si indica la distribuzione dei fili nella f., desunta dalla sezione normale con indicazione, a partire dal centro, dell’anima, del numero e della composizione dei trefoli (l’anima, in particolare, se di fibra, si indica con una lettera a, nei trefoli; A, nelle f. a trefoli; A₁, nei gherlini; se metallica, si indica con un numero o un gruppo di numeri); l’avvolgimento, concernente i caratteri geometrici dell’elica secondo cui è disposto ogni filo o trefolo nel corpo della f. (inclinazione, passo, orientazione ecc.).

Classificazione

Le f. si distinguono in base all’elemento unitario caratteristico, alla formazione e all’avvolgimento, oltre che per caratteristiche tecnologiche di costruzione e impiego.

Le f. spiroidali sono f. in cui l’elemento base è il filo (fig. A-C). Costituite normalmente da uno o più strati di fili tondi con numero di fili crescente di 6 in 6, hanno anima generalmente metallica, costituita da un filo centrale. L’orientazione delle eliche è ordinariamente uguale per tutti gli strati, talvolta alternativamente opposta. Le f. spiroidali si distinguono in: aperte (A), se costituite da fili tondi; chiuse (B), nelle quali lo strato esterno, e spesso uno o più di quelli immediatamente sottostanti, sono formati da fili sagomati (a freccia, trapezoidali ecc.), con superficie esterna cilindrica e liscia; semichiuse (C), in cui il manto esterno risulta da fili tondi e a X, alternati, anch’esse dall’aspetto esterno quasi cilindrico. Le f. spiroidali, in virtù della grande rigidità e compattezza, della scarsa flessibilità, della notevole resistenza a sollecitazioni di trazione, sono usate come strutture portanti e di guida nei trasporti funicolari, per draghe, blondin, ponti sospesi, cavi per cemento, pozzi da miniera.

Nelle f. a trefoli (fig. D-H) l’elemento unitario fondamentale è il trefolo, con anima di fibra o talvolta metallica. Sono costituite da uno strato di trefoli, ordinariamente 6, ma in numero variabile in generale da 3 a 8, attorno a un’anima centrale quasi sempre di fibra. Tra i moltissimi tipi di f. a trefoli si distinguono: le f. normali (D), formate generalmente da 6 trefoli, costituiti da fili di uguale diametro, disposti in uno o più strati attorno a un’anima in genere metallica, avvolti su anima generalmente di fibra; le f. Seale (E), generalmente a 6 trefoli e anima di fibra, in cui il singolo trefolo è formato da uno strato di fili grossi sotto il quale si dispone uno strato di fili sottili, in ugual numero, ed eventualmente un altro strato, a minor numero di fili anch’essi sottili, con anima metallica; le f. Warrington (F), a 6 o 8 trefoli e anima di fibra, in cui nel singolo trefolo lo strato esterno è costituito da due gruppi di fili (di diverso diametro) disposti alternativamente. In tutti i tipi l’anima centrale può essere anche metallica, realizzata con una piccola f., spiroidale o a trefoli anch’essa. Le f. a trefoli, particolarmente quelle speciali, per la notevole robustezza, per l’alta resistenza all’usura e per la grande flessibilità, sono usate come organi di comando e di trasmissione di potenza negli apparecchi di sollevamento (gru, verricelli, ascensori), per comandi di aerei e in marina.

Nelle f. a trefoli spiroidali gli elementi costituenti dell’intera struttura o del suo manto esterno sono trefoli disposti come i fili delle f. spiroidali, in uno o più strati, con anima sia metallica, costituita da un trefolo, sia di fibra. Molto nota, tra queste, la f. Ercole (G), con trefoli di 1+6 fili, disposti in strati, in numero crescente di 6 in 6, con anima centrale di fibra o metallica ad avvolgimento crociato, molto usata come portante di funivie specie per lunghe testate, per la notevole leggerezza in relazione all’alta resistenza.

Nel caso dei gherlini (H) gli elementi costituenti sono f. a trefoli disposti in un solo strato, generalmente in numero di 6, su anima di fibra oppure metallica, costituita da una f. a trefoli; per l’altissimo numero di fili e la particolare struttura i gherlini sono molto flessibili e si usano nei casi in cui tale proprietà ha molta importanza, per es. in miniera.

Progetto e collaudo

Le f. di acciaio sono sollecitate, salvo casi particolari, a trazione e flessione. Per la difficoltà di conoscere appieno le azioni flettenti, sia per la grande complicazione introdotta dalla giacitura dei fili e dal loro mutuo contatto sia per la complessità dei loro movimenti all’interno della f. sia infine per l’influenza dell’attrito, il criterio universalmente seguito nel progetto è quello di dimensionare la f. alla sola trazione, riducendo notevolmente presenza e influenza della flessione. A tale scopo si fissano rapporti di avvolgimento fra diametri della f. e dei fili con quelli di pulegge, tamburi, scarpe ecc., particolarmente elevati e si adottano alti coefficienti di sicurezza (➔).