Comprendere la meccanica della formazione delle fratture: un tentativo di unificare le teorie

Tony Baker    November 18, 2001
Revisione di Vittorio Brizzi, maggio 2006


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Cliccando sul link qui sopra, la pagina che appare è divisa in due parti. A sinistra una mappa con vari punti. Cliccando su qualsiasi punto si apre un'immagine a destra, che rappresenta una scheggia che può essere creata per un determinato AOBe determinata frequenza di vibrazione.

La mappa contiene differenti aree (contrassegnate del colori e tratteggi differenti) su cui sono presenti dei punti colorati cliccabili. Le aree di colore bianco contengono punti cliccabili corrispondenti a schegge formate attraverso un processo di "energia povera" e le regioni colorate comprendono punti cliccabili riferiti a schegge formate in un processo di "energia ricca". Le schegge formate in energia povera sono SOLO funzioni di AOB (angolo di impatto), tant'è vero che i punti compresi nell'area bianca, con il medesimo AOB, sono riferibili a schegge tutte uguali. Le schegge prodotte nel processo di "energia ricca", invece, oltre che ad essere funzione di AOB sono anche funzione della frequenza naturale del nucleo e del percussore durante l'impatto. Ogni punto cliccabile mostra una scheggia di morfologia diversa.

Considerando come nucleo un preform di tipo Folsom (e tenendo ben presente il supporto al nucleo considerato), le schegge prodotte attraverso un processo di "energia povera" si producono solo seguendo il contorno della faccia dorsale del nucleo, con l'eccezione di alcune schegge che corrono lungo tutta la faccia dorsale e che si producono con angoli AOB prossimi a zero. Le schegge prodotte con processi di "energia ricca", invece, possono terminare sulla faccia dorsale, essere a tutta lunghezza oppure uscire dalla faccia ventrale. L'area rosa indica la regione in cui vengono prodotte schegge a tutta lunghezza. la regione verde produce schegge che escono dalla faccia ventrale (overshot) . La regione gialla contiene due tipi di schegge, entrambe uscenti dalla faccia ventrale: le schegge a piuma sotto la linea di separazione, e le schegge a gradino al di fuori della stessa linea. La scheggia a gradino è l'unica scheggia che si produce con un processo  iniziato in "energia ricca"ma terminato in "energia povera". Una osservazione doverosa sulle schegge che escono dalla faccia ventrale (overshot) : è praticamente impossibile che esse possano uscire sopra il supporto ventrale, esse escono sempre sotto di esso.

Le schegge ottenute in un processo di"energia povera" sono prodotte da pressione diretta o pressione per mezzo di sistemi di leve, alcune per mezzo di percussione indiretta, e altre (poche) ottenute dalla percussione diretta. Le schegge ottenute in processi ad "energia ricca" possono essere create solo attraverso la percussione diretta e sono molto più "veloci" (nel senso della velocità di propagazione) di quelle ottenute attraverso i processi ad "energia povera". Esse hanno facce ventrali piane, e riescono nel migliore dei modi se il nucleo ha facce dorsali piane. Le schegge ottenute da processi ad "energia povera" sono più compatibili con le facce incurvate.

Per creare schegge con un processo ad "energia ricca" la naturale frequenza di vibrazione del percussore deve essere uguale o superiore alla naturale frequenza di vibrazione del nucleo. Durante l'impatto (o il tempo di contatto) il percussore e il nucleo uniti vibrano ad una frequenza interna all'intervallo i cui estremi sono le due rispettive frequenze di vibrazione. Le frequenze di vibrazione sono funzione della massa, della forma, delle caratteristiche del materiale costituente; in sintesi, i fattori chiave sono:

Questi principi possono essere visualizzati durante il processo di riduzione di un grosso nucleo globulare attraverso la percussione diretta e dura. A mano a mano che il nucleo si riduce di dimensione, la sua frequenza di vibrazione aumenta. Per operare nell'ambito "dell'energia ricca", il percussore deve avere frequenza uguale o maggiore del nucleo, conseguentemente lo scheggiatore deve utilizzare un percussore litico più piccolo (di massa minore). Se lo scheggiatore deve ottenere un bifacciale, allora la frequenza di vibrazione scende invece di aumentare, man mano che il bifacciale si sviluppa. La caduta di frequenza del manufatto bifacciale in fase di lavoro implica che lo scheggiatore passi ad un percussore duro più massivo oppure utilizzare un percussore di palco - naturalmente se il bifacciale comporta un lavoro di precisione, lo scheggiatore sceglierà il percussore morbido.

Alcuni scheggiatori utilizzano grossi percussori morbidi anche nella fase d'approccio con un nucleo globulare di grandi dimensioni. E' una tecnica che comporta la creazione di larghe schegge incurvate. Vengono realizzate in un regime ad "energia povera" perché il percussore ha sempre una frequenza di vibrazione minore del nucleo. Se si vogliono ottenere lame dritte è necessario utilizzare un percussore duro, con frequenza maggiore del nucleo, e lavorare in un ambito ad "energia ricca".

Questa trattazione riguarda il concetto correlato di vibrazione tra il percussore e il nucleo. Ovviamente ci sono altre variabili che sono ugualmente o maggiormente importanti della frequenza. Una di esse è ovviamente AOB (rappresentato dall'asse verticale del grafico) - lo scheggiatore può naturalmente modificare l'angolo di impatto e superare i "problemi" legati alla frequenza.

Le altre variabili importanti sono legate alla morfologia del nucleo (punto di impatto del percussore in funzione della distanza dal margine) e il suo supporto. Nella mappa questi due valori sono considerati costanti. Nella mappa le considerazioni legate al supporto sono basate sul modello matematico, che prevede un supporto rigido alla base e uno sulla faccia ventrale (vedere il disegno) . I valori legati alla frequenza di vibrazione sono teorici.



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