Tuomas Pöysti 2021
John Longin ja kumppaneiden tunnetuksi tekemä S(E)RENE ja tuoreempi tulokas STRADS ovat akronyymeja, joiden olisi tarkoitus muistuttaa ankkurin rakentamisen tärkeistä seikoista. Vain kaksi kohtaa on vuosien varrella säilynyt koskemattomana: Solid ja Redundant.
Redundanssi on siis kapulakielisehkö “suomennos” englannin kielen sanalle redundancy. Sanakirjan mukaan suomeksi tarpeettomuus, ylimäärä, päällekkäisyys.
Kun kiipeilyn (tai muiden alojen, joihin liittyy korkealta putoamisen vaara) yhteydessä puhutaan redundanssista, tarkoitetaan useimmin sitä, että järjestelmässä on oltava ylimääräisiä kappaleita. Esimerkiksi niin, että ankkurin mikä tahansa sulkurengas pitää voida poistaa ilman että ankkuri pettää kokonaan.
Perinteinen perustelu redundanssille on tilastollinen. “jos yhden järjestelmän pettämisen todennäköisyys on 1/1000, kaksinkertaistetun järjestelmän pettämisen todennäköisyys on 1/1000000”. Kirjoitin tästä aiemmin.
Mitä sanoo insinööri?
Teknisessä mielessä redundanssi voi kuitenkin tarkoittaa muutakin. Erään määritelmän mukaan
- Structural eli vaikkapa rakenteellinen redundanssi on tätä ankkurin osien kaksinkertaistamista.
- Functional eli vaikka toiminnallinen redundanssi on sitä, että jokin muu, oleellisesti erilainen osa pelastaa tilanteen siinä tapauksessa että jokin osa pettää, vaikka sen toiminto ei olekaan aivan sama. Turvaverkko voisi olla esimerkki tästä. Samoin köysiteknikon varmistuslaite, joka aktivoituu mikäli vaikka laskeutumislaite päästää teknikon putoamaan. Varmistuslaitteella ei voi laskeutua, mutta ei se päästä putoamaankaan.
- Parametric eli vaikka parametrinen redundanssi (huh mitä “suomea”) on sitä, että joissain teknisissä suureissa (ei kappalemärissä) on ylimäärää. Esimerkiksi sulkurengas kestää murtumatta 25 kN, mutta sen on tarkoitus kohdata alle 10 kN kuormia.
Ja toden totta, jopa parametrinen redundanssi on selvästi samaa sukua kuin alun akronyymien R:n tarkoittama. Se on myös selvästi jotain ylimääräistä, tarpeetonta, kuten termi vihjaa.
Pomminvarmuus
Ankkuriasioissa käytetty termi ja käsite pomminvarmuus
Piipaa, kielipoliisista päivää! Käsite ei tarkoita sanaa, vaan kielellisen ilmauksen kognitiivista merkityssisältöä – siis sitä, mitä päässä tapahtuu kun kuulee esimerkiksi sanan “pomminvarma”. Turvallista matkaa!
on mielestäni erittäin käyttökelpoinen. Kiipeilyliiton kursseilla opetetaan, ettei vähintään 30 cm paksuista, tervettä ja lujasti maassa kasvavaa puuta tarvitse “tuplata” jos sitä käyttää ankkurin perustana. Tällaisia numeerisia raja-arvoja tärkeämpää on, että ankkurin rakentajalla on päässään lokero myös niille tapauksille, joissa ankkurin perustana käytettävä asia on NIIN massiivinen, ikuinen, substantiaalinen jne. ettei sen pettämisestä ole minkäänlaista käytännöllistä huolta.
Hieman erilainen kulma: jos on itse puussa tai sillalla, pitäisi pystyä luottamaan puun runkoon tai sillan peruspalkkeihin. Jos ne pettävät, samalla menetetään kaikki ehdokkaat redundanteiksi pisteiksi. Ankkurimateriaaliksi kelpuutetut puut ovat yleensä sen verran massiivisia, että jos sellaisen onnistuisi kiskomaan juuriltaan, kävisi joka tapauksessa huonosti. Mikäli on huolissaan että puu A putoaa niskaan jos sitä käytetään ankkurina ja siksi ankkuriin kytketään myös puu B, jonka siis oletetaan olevan riittävän luja pysäyttämään puu A, kannattaa jättää puu A kokonaan pois leikistä!
Jos ajattelet, että kahta puuta käytetään juuri siksi, että kuorma saataisiin jaettua niille ja sillä tavalla kohtuulliseksi per puu, olen harvinaisia poikkeustapauksia lukuun ottamatta jyrkästi eri mieltä. Täällä on käsitelty tätäkin asiaa hieman.
Pomminepävarma ihminen
Pitää kuitenkin ymmärtää, miksi redundanssi ei “pomminvarmassa tapauksessa” ole tarpeen, vaan sen puute on jopa hyvästä. Jos tarvitsee ankkuroida kiinteä laskeutumisköysi puuhun, kahdeksikkosolmu on niin yksinkertainen asia, että kokonaisuus voittaa turvallisuudessa minkä tahansa monimutkaisemman virityksen. Toki vain sillä ehdolla, ettei turvallisuuden pullonkaulana ole puu vaan ihminen.
Väitän, että me ihmiset teemme tässä kompromississa hyvin helposti virhearvion, siis erehdymme kuvittelemaan tuon pullonkaulan olevan muualla kuin itsessämme. Meidän on vaikea tunnustaa itsellemme, kuinka hairahtuvaisia olemme. Katsomme maailmaa omien, sumuisten aistiemme kautta ja olemme tunnetusti huonoja uskomaan faktoja jotka eivät aistimuksiimme tai ajatuksiimme sovi. Tämä koskee meitä kaikkia, ei vain niitä muita, tyhmempiä. (Olemme myös huonoja huumorissa muuten kuin kasvokkain, joten korostetaan: tuo oli itseironiaa.)
Asian ydin on siinä, että uskoakseni yksinkertaisuutta kannattaisi suosia paljon enemmänkin kuin meillä on tapana. Pitäisi ensisijaisesti pyrkiä yksinkertaiseen, ja mikäli tilanne niin vaatii, suostua tekemään myönnytyksiä kohti monimutkaisempaa. Toki kiipeilyn standardiratkaisut ovatkin usein “yksinkertaisimpia mahdollisia”, mutta olisi hyvä tunnistaa tämä logiikka niiden takana.
Kiipeilijöitä on kuollut erinomaisesta ankkurista huolimatta, koska he ovat unohtaneet kiinnittyä siihen. Epäonnistuminen köyden keskikohdan etsimisessä on vienyt useita laskeutumassa olevia kiipeilijöitä, uskoakseni enemmän kuin ankkuein pettäminen. Jo mainittu John Long loukkaantui epäonnistuttuaan kasisolmussa, joita hän siihen mennessä oli varmasti solminut tuhansia. Vika ei missään tapauksessa ole Longissa yksilönä, vaan siinä että hän ja hänen silloinen varmistajansa ovat ihmisiä.
John Longin tapaus muistuttaa eräästä redundanssin muodosta: ristiintarkastamisesta. Meillä ei ole tietoa, kumpi näistä on tilastollisesti turvallisempi:
- Puun ympärille leivonpäällä kiinnitetty nauhalenkki, jossa on sulkurengas yhden ihmisen rakentamana ja toisen tarkastamana vai
- kaksi edellisen kaltaista rinnakkain, mutta ilman toisen ihmisen tekemää tarkastusta.
En olisi yhtään yllättynyt, vaikka ensimmäinen voittaisi, mikäli asiaa päästäisiin tutkimaan valtavalla ihmiskokeella.
“Käyttöliittymistä”
Oli miten oli, inhimillisen erehdyksen riski lienee aina ollut redundanssivaatimusten taustalla, vaikkei sitä erityisesti olisikaan korostettu. Eräs syy sille, miksei edellisessä tapauksissa voitaisi ommella kahta nauhalenkkiä yhdeksi, helposti käytettäväksi valmiiksi redundantiksi nauhalenkiksi on se, että redundanssia vaativat myös ihmisen toimet, ehkä jopa erityisesti.
Kaksi 22 kN nauhalenkkiä on parempi kuin yksi 45 kN nauhalenkki, sillä kullakin nauhalenkillä on oma, melko yksinkertainen käyttöliittymänsä, kuten sanotaan. Käyttöliittymän englanninkielinen nimi user interface, käyttäjärajapinta, on ehkä kuvaavampi. Esimerkiksi puuankkurin tapauksessa nauhalenkin rajapinta on toisaalta leivonpään solmimiseen käytettävä lenkki ja toisaalta lenkki johon kiinnitetään sulkurengas.
Kun kahdella nauhalenkillä on kaksi rajapintaa, käyttäjä on selkeämmin pakotettu tekemään kaksi leivonpäätä ja kiinnittämään sulkurenkaan kaksi kertaa. Redundanssi leviää välineen käyttäjän toiminnan puolelle.
Entä rikkoutuminen?
Joskus tosiaan saattaa käydä niinkin, että kuorma ylittää lujuuden. Sitä voi toki kutsua inhimilliseksi virheeksi sitäkin, nimittäin onhan jonkun täytynyt tehdä arviointivirhe. Niin, kukapa muu kuin ihmiset (ja muut eläimet) edes pystyisivät erehtymään? Sulkurengas murtuu metallurgian ja lujuusopin kannalta kiinnostavien ilmiöiden takia kun murtuu, eikä koe epäonnistuneensa millään tavalla, kun ei ole mitään luvannutkaan.
Mutta saivartelu sikseen. On tosiaan tilanteita, joissa vaikkapa sulkurengas murtuu tavanomaisessa käytössä. Luonnollisia varmistusvälineitä käytettäessä ankkurin yhden kohdan pettäminen on jollain tasolla konkreettinen huoli.
Kumpi olisi kalliokiipeilyssä parempi, yksi 45 kN nauhalenkki vai kaksi rinnakkaista 22 kN nauhalenkkiä, jos ollaan huolestuneita lenkin katkeamisesta? Jos kN-arvot tarkoittavat käyttötilanteen lujuutta, ei asialla ole tietenkään mitään väliä. Niin 22 kN kuin 45 kN ovat parametriselta redundanssiltaan riittäviä.
Mutta kun kyse onkin lujuudesta tehtaalta lähtiessä, ja todellinen lujuus on kulumien, kolhujen, kemikaalien ja UV-säteilyn nakertama? Jos ajattelee, että nauhalenkin vähimmäislujuus kutistuu koko sen elinkaaren ajan, kunnes arvioidaan että on aika heittää se pois, eikö silloin olekin mukava että on kaksi (mielellään eri ikäistä) 22 kN nauhalenkkiä yhden (joka tapauksessa keskenään samanikäisen) 45 kN nauhalenkin sijasta?
Ellei sitten uusi yksinäistä nauhalenkkiään hyvin usein. Tämä on aina vaihtoehto kun toimitaan teollisesti, vahvan byrokratian alaisuudessa. Lentokoneissa ja ydinvoimaloissa tämä lienee oleellinen lisämauste redundanssille. Eikö voisi jopa sanoa, että kyseessä on redundanssin eräs muoto? Tai kenties parametrisen redundanssin esimerkkitapaus: käytetään oletetusta käyttöiästä vain pieni osa ennen huoltoa tai uusimista.
Kahden 22 kN lenkin tapauksessa redundanssi toimii ikään kuin varoitusjärjestelmänä: jos jokin osa järjestelmästä pettää, sen näkee selvästi ennen koko järjestelmän pettämistä. Kulumisesta on jollain tasolla tehty diskreetti, portaittainen muuttuja.
En kylläkään ole varma, onko tämä tilastollisesti kovin merkittävä tekijä. Mitä esimerkiksi tapahtuu, jos trädiankkurista oikeasti pettää yksi piissi ja redundanssi pelastaa päivän lisäksi kaksi kokonaista elämää? Käskeekö varmistaja kiipeilijän pysähtyä ja rakentaa oman ankkurinsa ja korjaa itse omansa? Tuskin varoitussignaaliin käytännössä juuri reagoidaan, mutta vähintään sen avulla voi oppia virheistään muutenkin kuin sen isoimman kantapään kautta.
Tapaus leikari
Leikari eli swivel on redundanssin kannalta mielenkiintoinen väline. Sellaisia käytetään esimerkiksi sirkusrigaamisessa akrobaattien lennättämiseen. Ajatuksena on, että taiteilija pyörii köyden tai vaijerin akselin ympäri ja liukkaasti laakeroidun leikarin tehtävä on estää vaijeria kiertymästä. Kiertyminen olisikin hyvin vaarallista.
Leikari on tavallaan melko monimutkainen laite. Siinä on kaksi jollain lailla toistensa sisään menevää osaa ja niiden välissä laakeri. Jotta osat saisi asennettua yhteen, yleensä toinen niistä koostuu kahdesta, tapilla tai muulla liitetystä osasta. Tämä liitos ja laakeri ovat melko herkkiä, vaikeasti tarkastettavia kohtia.
Ei leikari monimutkaisuudeltaan sulkurengasta kummempi laite välttämättä ole, mutta hankalan asiasta tekee se, ettei niitä oikein voi olla kahta rinnakkain. Myöskään mikään funktionaalisen redundanssin tapaus, kuten leikarin rinnalle kytketty köysi, ei tietenkään toimi.
Mitä nyt asiantuntijoiden kanssa olen jutellut, kaikki yritykset tehdä leikarista redundantti ovat niin monimutkaisia ja tuovat omia lisäriskejään, että ne pahentavat tilannetta.
Leikitäänpä, että joku nyt viisastelisi sormisuiselle sirkusrigaajalle, että tässä on sinulle sisäisesti redundantti leikari. Se näyttää aivan tavalliselta, mutta siinä on itse asiassa kaksi leikaria sisäkkäin, kuin maatuskanukke. Lisäksi insinöörit ovat tehneet siitä erityisen lujan ja turvallisen täyttämällä kahden leikarin välisen tyhjän tilan, se kun tekisi rakenteesta monimutkaisemman ja hankalamman valmistaa ja tarkastaa. Tyhmempi voisi luulla, että kädessä on tavallinen 50 kN leikari, mutta sepä onkin kaksi 25 kN leikaria sisäkkäin!
Mitä ongelmia tässä leikarissa olisi? Mielestäni tärkeysjärjestyksessä:
- Yksi käyttöliittymä (käyttäjän toiminnan redundanssi puuttuu)
- Varoitusmekanismi puuttuu.
Toisin sanoen, mikäli inhimillisen virheen riski pienennetään prosessiin tukevasti rakennetulla, rutiinimaisella mutta paneutuvalla ristiintarkastamisella ja laitteen kunnosta pidetään huolta samoihin periaatteisiin nojaavilla välineiden tarkastuksilla, huolloilla ja uusimisilla, ei sille alun perin kuvaillulle, kappaleiden määrään liittyvälle redundanssille ole tarvetta.
Toisaalta kaikki tuo on redundanssia, joskaan ei välttämättä rakenteellista mallia. Redundanssi on kaikkea sitä tarpeettomuutta, mitä normaalin käytön ja onnettomuuden välillä on. Mitä huonommin tunnemme tuon raon leveyden, sitä suurempi määrä tarpeettomuutta tarvitaan.