Escalada, Bases teóricas del aseguramiento

Escalada, Bases teóricas del aseguramiento

La carga de una caída en escalada actúa sobre una cadena de seguridad respondiendo a determinadas leyes físicas, conocerlas puede ser una gran ayuda a la hora de evaluar qué medidas respecto al aseguramiento conviene tomar.

Fuente www.montanismo.org por Pepi Stückl ,Pit Schubert

Leyes físicas
En caso de caída de uno de los escaladores de la cordada, y en cualquier otra situación en la que la cuerda es expuesta a una carga, ésta transmite las fuerzas desde uno de sus extremos en dirección al otro, con la consecuente solicitación de toda la cadena de seguridad.
La cuerda constituye solamente una parte de la cadena de seguridad; sus otros componentes son: arnés, nudo de encordamiento, mosquetones, fisureros y empotradores, clavos, cintas exprés, cordinos y anillos de cinta, puentes de roca o de hielo y el aseguramiento del compañero, y las herramientas utilizadas para este fin, tales como el mosquetón HMS para nudo dinámico, el ocho, placas-freno, bloqueadores, etcétera.
La carga actúa sobre una cadena de seguridad respondiendo a determinadas leyes físicas, conocerlas puede ser una gran ayuda a la hora de evaluar qué medidas respecto al aseguramiento conviene tomar.






Energía de la caída y fuerza de choque.

Cuando un alpinista o un escalador asciende andando o escalando va acumulando energía (por su situación), es la denominada energía potencial. Ésta depende del peso corporal del alpinista/escalador y aumenta de forma lineal con la altura de la que puede caer en potencia. Si el alpinista/escalador cae, la energía potencial se transforma en energía de caída, la denominada energía cinética. Esta energía de caída aumenta en función de la altura de la caída, o sea, con la velocidad con la que cae el alpinista o escalador. Aumenta con la velocidad de caída al cuadrado y equivale cuantitativamente a la energía potencial.
La energía de caída tiene que ser absorbida por la cuerda mediante su alargamiento y, como ocurre casi siempre, mediante el rozamiento entre la cuerda y los seguros intermedios y/o el rozamiento del compañero de cordada (método de aseguramiento). El alargamiento de la cuerda origina una absorción de energía, y la parte de la energía no absorbida es la denominada fuerza de choque, que alcanza su máxima intensidad en el momento del máximo alargamiento. Es en este momento cuando se puede considerar parada la caída del compañero de cordada.





Fuerza de choque, fuerza de frenado, efecto de frenado.

En una situación de caída desfavorable —es decir, con una alta energía de caída (caída larga) se dispone de poca fuerza para absorber esta energía— la fuerza de choque podría llegar a alcanzar hasta l10 o 12 kN (de 1,000 a 1,200 kp, aproximadamente). En teoría una carga de esta magnitud no la soportaría la mayoría de los anclajes/seguros recuperables en roca o hielo, y la rotura de uno o incluso varios seguros puede traer consecuencias fatales, que van desde un aumento de la altura de la caída hasta la cordada entera.










Por esta razón, la parada de una caída no ha de ser por defecto estática mediante el bloqueo de la cuerda, sino dinámica con una determinada fuerza de frenado, de la cual depende el deslizamiento de la cuerda a través del sistema de aseguramiento (técnica del asegurador y tipo de frenado utilizado). De esta manera se reduce notablemente la alta fuerza de choque que se produciría con un método de aseguramiento estático, y en consecuencia la carga que actúa sobre la cadena de seguridad es de menor magnitud.
Sólo en caídas pequeñas con un factor de caída bajo (las caídas habituales en escalada deportiva) puede funcionar estáticamente un aseguramiento dinámico, dado que la fuerza de choque no es lo suficientemente alta como para que el freno deslice la cuerda; también es mucho más reducida en este caso la carga a la que es expuesta la cadena de seguridad.







Deslizamiento de la cuerda y aumento de la distancia de caída.

En cualquier método de aseguramiento dinámico el freno desliza un pequeño tramo de cuerda, lo que supone una altura o distancia de caída algo mayor que con un aseguramiento estático. Este aumento de la altura de la caída, sin embargo, no es proporcional, es decir, una fuerza de reducción de frenado a la mitad no implica necesariamente una duplicación de la distancia de frenado (o del deslizamiento de la cuerda a través del freno), dado que el alargamiento de la cuerda entra también dentro del aumento de la distancia de caída y disminuye con una reducción de la fuerza de frenado.












En la práctica, el aumento teórico de la distancia de la caída se reduce todavía más por la fuerza de rozamiento entre la cuerda y los seguros intermedios o aristas de roca o hielo, de manera que no alcanza la magnitud que se puede esperar teóricamente, sino unas dimensiones mucho más reducidas.
De cara a la necesidad de disminuir la fuerza de frenado (para no exponer la cadena de seguridad a una carga demasiado alta), este aumento de la distancia de la caída es tolerable, siempre y cuando no exceda unas proporciones razonables. Hay que optimizar entre una reducción de la fuerza de frenado (buena, en principio, porque disminuye la carga a la que está expuesta la cadena de seguridad) y el aumento de la distancia de caída (malo, en principio, porque supone una mayor altura de la caída).










Glosario

Cinético
Perteneciente o relativo al movimiento, energía cinética = energía del movimiento, así: energía de la caída.

Cuantitativo
Perteneciente o relativo a la cantidad.

Energía de la caída
La energía generada por un cuerpo que está cayendo. La energía de la caída también se denomina energía cinética (ver) y aumenta con la velocidad al cuadrado según la siguiente fórmula: Ecin=m•(v2/2)

Ecin = energía de la caída (cin = cinética)
m = masa del cuerpo que está cayendo
v = velocidad con la que cae el cuerpo

HMS
Siglas que se refieren a la técnica de aseguramiento con nudo dinámico (Halbmastwurfsicherung).

Kp
Kilopondios (kp) o kilogramo fuerza (kgf) es definida como la fuerza que ejerce la gravedad de la Tierra en un kilogramo de masa. Un kp = 9.80665 Newton.

Magnitud de la fuerza de choque
Se refiere a la fuerza que actúa dentro de la cuerda durante la detención de una caída. Durante la caída, el cuerpo que está cayendo primero lo hace en caída libre hasta que la cuerda comience a alargarse. Durante el subsiguiente proceso de exposición de la cuerda a una carga, el alargamiento de ésta aumenta continuamente, ejerciendo a su vez una fuerza que crece permanentemente y tiene el efecto de frenar la caída sobre el cuerpo que está cayendo. En el momento del máximo alargamiento, la fuerza de choque alcanza su máximo valor (pico de fuerza). Una vez alcanzado este valor, la caída se considera parada. En el siguiente gráfico se muestra la diferencia de fuerzas de choque según se realice un aseguramiento estático o dinámico.








La magnitud de la fuerza de choque se refiere al pico de fuerza (máxima fuerza de choque), puesto que éste determina la magnitud de la carga que actúa sobre la cadena de seguridad.

Optimizar
Elaborar la mejor situación para alcanzar un objetivo determinado.

Peso corporal
Peso del cuerpo humano; en este libro, con el fin de simplificar las cosas, se entienden incluidos la vestimenta y el material. Todos los ejemplos con cálculos numéricos que se refieren al peso corporal se basan en un peso de 80 kg incluidos la vestimenta y el material.

Potencial
En este libro se refiere a la energía potencial = energía de situación, energía acumulada que, al caer un objeto, se convierte en energía cinética. Según la ley de la conservación de la energía, nunca se pierde energía sino que ésta únicamente se transforma en otra forma de energía. La energía potencial aumenta linealmente con la altura de la caída según la fórmula: Ep = m•g•h
Ep = energía potencial
m = masa del cuerpo que cae
g= 9.81 m/s2 (aceleración de la gravedad).
h = altura de la caída.

Proporcional
Teniendo la misma proporción, conformidad de proporciones: si un valor aumenta x veces también el otro valor relacionado con el primero aumentará x veces.





Reproducido, con autorización de Desnivel, de Pit Schubert y Pepi Stückl. Montaña y seguridad. Técnicas de aseguramiento y material. Ediciones Desnivel, Madrid. 2007. 219 páginas. ISBN: 978-84-9829-093-6

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