Cintas o cordinos anudados están cayendo en muchos caso en deshuso ya que hoy en día se ha generalizado en escalada el uso de anillos cosidos, en ocasiones, y especialmente en escalada clásica, tenemos que utilizarlos
Diferencias entre materiales estáticos y dinámicos
Montar un rápel, pasar un cordino por el ojal de un clavo por el que no cabe un mosquetón, reemplazar la gastada cinta de nuestro friend favorito… Teníamos mucha curiosidad en comprobar cómo responden los distintos tipos de nudos y de materiales en función de la forma en que se utilicen, y en particular, las diferencias entre materiales estáticos (Dyneema y Aramida) y dinámicos (Polyester y Nylon).
Para resolver el enigma se realizaron una quincena de pruebas en un equipo de ensayo de cargas del laboratorio de la Escuela de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid, siguiendo la norma UNE-EN-566:2007 de equipos de alpinismo y escalada.
Anillos de cinta. Requisitos de seguridad y métodos de ensayo
Para la realización de las pruebas se utilizaron:
- Cordino estático Funis de alma de aramida, de 5mmØ y carga de rotura de 14 KN
- El mismo material de 6 mmØ, con carga de rotura de 20 KN
- Cinta plana estática de Dyneema de 13 mm y carga de rotura de 22 KN
- Cinta tubular de poliamida de 15 mm y carga de rotura 10,5 KN
- Cordino dinámico de poliamida de 6 mmØ, con carga de rotura 7,5 KN.
- Para las fijaciones se utilizaron maillones de 10 mmØ.
Petz Volta
Hay que recalcar que este estudio solo tiene carácter orientativo y que se hizo exclusivamente para resolver nuestras propias dudas. En un trabajo más riguroso se tendrían que comparar productos de distintos fabricantes y hacer varias pruebas de cada ensayo para comprobar que los resultados no tuvieran una dispersión significativa.
Por otro lado, las opiniones que aquí se expresan son exactamente eso, opiniones, y quién quiera que lea este documento es muy libre de estar de acuerdo o no con ellas, y de tenerlas o no en cuenta.
En todo caso, como la escalada es intrínsecamente peligrosa, recomendamos aplicar una sana dosis de prudencia y conocer bien las características del material que utilizamos.
Ensayo de anillos
El primer conjunto de pruebas tenía por objetivo comprobar las diferencias de comportamiento entre anillos cerrados mediante diferentes tipos de nudo (pescador doble, pescador triple y nudo de cinta) y distintos materiales (estáticos y dinámicos). Un cálculo teórico del funcionamiento de unapolea con cargas estáticas nos muestra que si
tenemos un anillo cerrado de cable sometido
Poleas y cuerdas de escalada
Un cálculo teórico del funcionamiento de una polea con cargas estáticas nos muestra que si tenemos un anillo cerrado de cable sometido a una carga P y pasado por una polea en cada extremo, cualquier segmento del anillo
soporta una tracción de P/2, ya que la carga se distribuye al 50% entre los dos tramos que cuelgan de la polea. Por consiguiente, si la
resistencia nominal del cable es R, un anillo de ese mismo material debería ofrecer el doble de resistencia, 2R.
Mosquetones en cintas y cordinos
En nuestro caso, podríamos suponer que los mosquetones en un anillo de cinta o cordino deberían actuar más o menos como poleas, por lo que deberíamos obtener una resistencia total que fuera aproximadamente el doble que la del material en simple.
Sin embargo, en se afirma que los materiales estáticos y dinámicos se comportan de forma completamente diferente, de modo que en los anillos de cordino dinámico sí se duplica la eficacia, pero no así en los anillos estáticos.
Teníamos especial interés en comprobar esta sorprendente afirmación que, efectivamente, resultó ser completamente cierta, como veremos.
Materiales de escalada dinámicos
El material dinámico tuvo un comportamiento excelente. El anillo construido mediante cordino dinámico de 6 mmØ de 7,5 KN de resistencia nominal de rotura, y cerrado mediante un nudo doble de pescador, resistió hasta 14,9 KN, prácticamente el doble de la resistencia del material en simple, lo que es totalmente coherente con el modelo de polea que
describíamos antes.
Sorprendentemente, no se rompió por el nudo, sino por el apoyo en el
maillón, lo que pone de manifiesto el excelente comportamiento que el nudo doble de pescador tiene con material dinámico, ya que no minoró nada la resistencia. Señalemos que según [3], se debería haber reducido en torno a un 24%, y que la casa Beal en su ficha técnica estima una resistencia de 12KN para este mismo tipo de anillo anudado.
Por su parte, el anillo formado por cinta tubular dinámica de poliamida, de 15mm y 10,5 KN de resistencia nominal de rotura, cerrado con un nudo de cinta, rompió a los 14,7 KN por el nudo. Este valor es prácticamente igual al que la casa Roca en su ficha técnica da para un anillo anudado con este material (14,0 KN).
Esto significa que cuando rompió, cada segmento del anillo estaba soportando 14,7/2=7,35 KN, o sea, que el nudo de cinta minoró la resistencia del material en un 30% (ya que 7,35/10,5=0,70).
Materiales de escalada estaticos
Por el contrario, los anillos construidos mediante cinta o cordino estático se
comportaron de forma completamente distinta.
El cordino de alma de aramida de 5mmØ, con 14 KN de resistencia, usando nudo doble de pescador rompió a los 14,0 KN, y lo hizo por el
nudo. Esto significa que este nudo redujo la resistencia de este material en un 50% [14,0/(2*14)=0,50]. Usando el nudo triple pescador (que es el
nudo recomendado para este material por la casa Roca en su ficha técnica), la rotura se produjo a los 16,23 KN.
Pero lo más interesante es que no se rompió por el nudo, sino por la zona en contacto con el maillón. La resistencia efectiva del anillo fue por lo tanto,
un 58% de la que teóricamente hubiera debido tener [16,2/(2*14)=0,58].
Por su parte, el cordino de alma de aramida de 6 mmØ, con 20 KN de resistencia, rompió a los 18,3 KN, y también en las fibras exteriores
de la zona en contacto con el maillón.
La resistencia efectiva del anillo fue un 46% de la que teóricamente hubiera debido tener [18,3/(2*20)=0,46].
Resultados de resistencia de los cordinos
Estos resultados son muy interesantes, porque muestran claramente las
diferencias de comportamiento ante la deformación que tienen el material estático y el dinámico, y que se manifiestan en las roturas producidas en las zonas de apoyo de los maillones. Aunque antes habíamos indicado que los apoyos deberían funcionar de forma parecida a una polea, la realidad es muy distinta.
Las fibras del cordino que están más alejadas del apoyo están sometidas a un esfuerzo producido por el estiramiento mucho mayor que las más próximas. Se aprecia la diferencia de longitud entre las fibras exteriores e interiores del apoyo, lo que hace que las primeras necesiten estirarse más. Pero como la aramida es un material muy resistente pero muy poco elástico, la mayor parte del esfuerzo se concentra en esas pocas fibras exteriores,
que por consiguiente alcanzan su tensión de rotura mucho antes que las interiores, y se produce la rotura.
Obviamente, en el material estático este fenómeno es más intenso cuanto mayor es el diámetro del cordino con relación al de la polea, lo que nos hace pensar que la cinta.
Esto nos hace pensar que la plana deberá tener un mejor comportamiento en los apoyos que el cordino.
Ello es debido a que simplemente porque las fibras exteriores e interiores están más cercanas (la cinta plana “se pega más” al apoyo).
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Cordino de aramida: Resisitencia
Suponemos que ese es el motivo por el que el cordino de aramida de 6 mmØ no resiste mucho más que el de 5 mmØ (18,3 KN frente a 16,2 KN), aunque su resistencia teórica sea mucho mayor (20 KN frente a 14 KN, trabajando en simple).
Cordinos de poliamida
Por el contrario, como el material de poliamida pese a ser mucho menos resistente es muy elástico, eso permite que las fibras exteriores se estiren más, con lo que las cargas se redistribuyen mejor entre todas las fibras de la sección del cordino y la resistencia completa del material se aprovecha mucho mejor. Por su parte, la cinta de Dyneema de 13 mm,
con 22 KN de resistencia nominal de rotura, y cerrada con nudo doble de pescador rompió a la vez por el nudo y por el maillón, a los 17,7
KN. La resistencia quedó por consiguiente en un 40% de la teórica [17,7/(2*22)=0,4023].
No es frecuente utilizar el nudo doble pescador en cintas planas, porque es más engorroso, pero la prueba nos mostró que su resistencia
mecánica es mayor. No probamos el nudo triple de pescador, pues carece de interés práctico al ser ya demasiado aparatoso.
Usando nudo de cinta, el anillo rompió por el nudo a los 16,4 KN, un 37% de su carga teórica de rotura [16,4/(2*22)=0,3727]. Hay que señalar que la utilización de este nudo en cintas de Dyneema está desaconsejado por el
fabricante, debido a su mayor tendencia al deslizamiento, pero la realidad es que en el ensayo funcionó perfectamente.
En resumen, podemos extraer las siguientes conclusiones de interés:
- Obtendremos prácticamente la misma resistencia (14 o 15 KN) si utilizamos
anillos anudados con doble pescador de cordino dinámico de 6 mmØ, de cordino de Aramida de 5 mmØ, o bien con cinta tubular de poliamida de 15mm y nudode cinta. - Podremos conseguir algo más de resistencia usando cinta de Dyneema con
nudo de cinta (16 KN), el mismo material con doble pescador (17 KN), o
cordino de Aramida de 6mmØ también con doble nudo de pescador (18 KN). - Si las cintas de nuestros friends están deterioradas y queremos cambiarlas
(algunos fabricantes recomiendan hacerlo cada cuatro años), en Europa solo podemos enviarlos al fabricante o utilizar cintas o cordinos anudados1.
Cualquiera de las soluciones anteriores nos ofrece una resistencia superior a la que garantizan los fabricantes a sus friends. - Si tenemos en cuenta que en la práctica la cadena dinámica de seguridad hace muy improbable que en escalada clásica un seguro llegue a soportar cargas superiores a 10 KN en caso de caída (en [1] se afirma que a lo máximo que se suele llegar es a 8,5 KN), cualquiera de las soluciones anteriores podría utilizarse como alargador de seguro.
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resistencia de material
Resumen
Resistencia de materiales de seguridad
Lo que observo es que la cinta de aramida se rompe en las zonas que están dobladas. Me pregunto si la explicación a la rotura podría ser el comportamiento de la aramida que pierda resistencia al estar sometida a esfuerzos de cizalladura. En este caso sería mucho mejor que la aramida estuviera cosida y se evita el esfuerzo del nudo, pero entonces rompería por la zona de contacto con el maillón. Resultando que finalmente da igual que tenga nudo o cosido el punto débil acaba siendo el apoyo.