Poche cose nel quotidiano offrono la possibilità di fare un po’ di stretching alle braccia come i corrimani delle scale mobili. Il nastro di gomma nera non si muove quasi mai alla stessa velocità degli scalini e basta qualche secondo per osservare la propria mano che inizia ad allontanarsi. Ma perché il corrimano non va quasi mai alla stessa velocità della scala mobile?
Circa 130 anni fa Jesse W. Reno, considerato l’inventore della scala mobile, si era già posto il problema di come le persone potessero mantenere l’equilibrio sulla sua invenzione ed ebbe l’idea di aggiungere un corrimano mobile. Era il 1896 e la prima scala mobile, che era essenzialmente un nastro trasportatore inclinato di 25 gradi senza gradini, fu esposta nel parco divertimenti di Coney Island (New York), riscuotendo molto successo. Il corrimano consentiva alle persone di aggrapparsi a qualcosa, vista la difficoltà nel mantenersi in equilibrio su un piano inclinato di quel tipo. Circa quattro anni dopo la prima scala mobile, più simile a come la intendiamo oggi, fu presentata all’Esposizione Universale di Parigi.
A distanza di oltre un secolo il funzionamento di base delle scale mobili è rimasto invariato, ma nel tempo sono stati aggiunti molti accorgimenti per rendere il sistema più pratico, sicuro ed efficiente dal punto di vista del consumo energetico.
Le scale mobili funzionano grazie a un motore elettrico, di solito nella parte superiore della scala, che tramite una serie di ingranaggi aziona una grande catena di acciaio che percorre tutta la lunghezza della scala. A questa catena sono agganciati i singoli gradini lungo un solo asse, in modo che possano ruotare e superare diverse inclinazioni mantenendosi comunque orizzontali (altrimenti ci si ritroverebbe a stare precariamente su scalini inclinati). Per farlo sono collegati a due binari: quando scorrendo si formano i gradini i binari coincidono, poi si separano di diversi centimetri in modo che gli scalini possano mantenersi orizzontali anche quando è finita la salita, nel breve tratto in piano prima che scompaiano nella parte nascosta del meccanismo.
Il corrimano è azionato dallo stesso motore che muove i gradini, ma utilizza un meccanismo separato che fa girare una ruota di frizione, cioè una ruota rivestita con un materiale come gomma (o altri polimeri) che comporta un forte attrito. Nel suo percorso tortuoso all’interno del meccanismo, il corrimano entra in contatto con la ruota e viene trascinato, muovendosi lungo tutta la scala mobile. Dove c’è attrito il materiale col tempo si consuma, e questo porta a qualche inconveniente sia per chi usa sia per chi progetta, costruisce e manutiene le scale mobili.
Come spiegato da Veritasium, uno dei più visti canali di divulgazione su YouTube, la ruota di frizione ha di solito una gomma un po’ più morbida e meno resistente di quella del corrimano, in modo che in presenza dell’attrito si consumi di più la prima rispetto alla seconda, perché è meno costoso sostituire la ruota rispetto all’intero corrimano. Man mano che la gomma si consuma, il diametro della ruota di frizione diminuisce e il corrimano rallenta leggermente.
Visto che il consumo della gomma è inevitabile, di solito i progettisti di scale mobili installano ruote di frizione calibrate per controbilanciare il deterioramento del materiale e non dover cambiare troppo di frequente la ruota stessa. Una delle conseguenze è che il corrimano della scala mobile è un po’ più veloce rispetto agli scalini, e da questo deriva l’effetto stretching al braccio quando si tiene appoggiata la mano nel breve viaggio tra un piano e un altro.
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Col tempo e col consumarsi della gomma lo scarto tra la velocità del corrimano e quella degli scalini si riduce, azzerandosi a un certo punto, quando i due elementi si muovono pressoché alla stessa velocità. Superata questa fase, il corrimano inizia a scorrere più lentamente e per motivi di sicurezza si procede alla sostituzione della ruota di frizione (ci sono normative specifiche che regolamentano i margini di tolleranza per la velocità del sistema).
Un corrimano che va più veloce degli scalini è quindi un buon indizio per capire se la scala mobile sia stata installata di recente, oppure se sia stata sostituita di recente la ruota di frizione. In molti modelli più recenti, se lo scarto tra il corrimano e gli scalini supera una certa soglia si attiva un meccanismo di sicurezza che arresta il funzionamento della scala mobile. Uno scarto eccessivo potrebbe essere infatti la causa di perdite di equilibrio tra chi la utilizza, con cadute pericolose sui gradini.
In quasi 130 anni di esistenza delle scale mobili sono stati proposti vari sistemi alternativi anche per il corrimano, ma senza particolare successo. Il corrimano deve seguire curve, inclinazioni e percorsi all’interno della struttura, di conseguenza deve essere flessibile e resistente. È una sorta di nastro trasportatore in piccolo e non potrebbe essere sostituito con altro, come per esempio un sistema dentato mosso da ingranaggi, perché non potrebbe più adattarsi al percorso che deve seguire. Una versione dentata aggiungerebbe inoltre rigidità e vibrazioni, con una esperienza meno confortevole per chi usa la scala mobile, senza contare che sarebbe comunque esposta all’usura e alla necessità di manutenzioni più frequenti. Se l’obiettivo è non fare a piedi qualche piano di scale o un lungo dislivello, dover recuperare ogni tanto la propria mano è un buon compromesso.