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jueves, 23 de febrero de 2017

Qué pasa cuando un anclaje falla en una reunión?

Hola a todos! Hoy terminaremos con el análisis del artículo "Stances in mountaneering and climbing activities: an analysis and a proposal for an improved equalized anchoring". En la última parte de su artículo, los autores tratan de responder a dos preguntas claves en la escalada ¿Qué ocurre si uno de los anclajes de una reunión falla? ¿Supone un riesgo real la extensión de un sistema móvil en caso de rotura de un anclaje? ¡Os animamos a que le echéis un vistazo!


1. ¿Es posible que se pierda un punto de anclaje en la reunión?

Una situación que puede llegar a darse, especialmente si la reunión está montada a base de seguros flotantes, es que frente a una carga elevada sobre la reunión, uno de ellos falle*. Puede ser que el seguro se salga de su posición estable, que la chapa se rompa, que el pitón se salga, etc... En este caso, toda la carga pasará al seguro (o los seguros) que queden en pie.

* Nota: Como explica Jonh Long en su libro Anclajes de Escalada, cuando un seguro flotante salta no suele ser por la rotura del propio seguro, sino o porque la roca se fractura, o porque el seguro se sale. Por este motivo, es muy difícil evaluar a prori la resistencia de un seguro. Es decir, que la resistencia nominal de un seguro tan sólo nos proporciona un máximo de carga, no un valor realista de la resistencia del seguro.

Una vez que asumimos que la posibilidad de fallo de un anclaje en la reunión es aceptable y hay que tenerla en cuenta, el siguiente paso es averiguar qué tipo de sistemas es el más adecuado para gestionar este tipo de contratiempo. O, al menos, qué sistema no introducirá complicaciones adicionales. Como hemos visto en los anteriores posts, los autores del artículo basan su estudio en dos tipos de sistemas: uno de reparto móvil (triángulo de fuerzas clásico) y otro de reparto fijo (triángulo de fuerzas inglés).



2. Comportamiento de los sistemas estudiados en el artículo.10

En el caso de rotura de un seguro, los sistemas de reparto fijos y móvil tienen un comportamiento completamente distinto. Los sistemas fijos/bloqueados, una vez que falla un seguro, transfieren inmediatamente la carga al otro seguro pero sin casi extensión (recordar las dos últimas letras de la regla del SRENE, No Extensible). Por el contrario, en el caso de los sistemas móviles, cuando un seguro falla, el sistema sufre una extensión hasta que la carga se transfiere al resto de seguros.





¿Qué problema hay con la extensión de los sistemas móviles?

El problema es que, una vez que el seguro falla, la carga tiene un cierto "vuelo libre" hasta que cae de nuevo sobre el seguro que resiste en pie.    

En el caso de fallo de uno de los anclajes en un sistema móvil, los autores indican  aspectos peligrosos:
  1. Introducción de una energía adicional sobre el sistema, debido a la longitud aumentada de caída del primero como consecuencia de la extensión propia de los sistemas móviles.
  2. Pérdida del control por parte del asegurador como consecuencia de la pérdida de la posición
  3. Aumento de la carga como consecuencia de la caída del asegurador sobre el seguro remanente, durante la extensión del sistema de reparto (asumiendo que el asegurador está anclado al punto central). Además, como consecuencia de la extensión del punto central puede ser muy complicado tanto retener la carga del escalador caído (recordad que las cestas necesitan un reenvío para funcionar correctamente), como llevar a cabo un rescate.
Empecemos por el primer punto, los autores reportan un aumento de carga de entre 1 kN y 2 kN como consecuencia de esa caída "extra" del primero de cuerda (en el siguiente punto ahondamos en ello).


Respecto al segundo punto, poco que añadir. Una sacudida muy violenta siempre puede tener lugar, y si utilizamos una cesta podemos llegar a perder el control. Completamente conveniente el uso de guantes al asegurar.

Para finalizar con el último puntohay que hacer una pequeña aclaración. Si el asegurador está  anclado a la reunión al punto central, y éste cae un tramo debido a una extensión, también deberíamos tener en cuenta esta "carga extra". ¿Cuánto vale esa carga extra? No podemos daros datos concreto de cuánto supone este aumento de carga, ya que los autores no lo han considerado en su experimento.   Sin embargo sí indican que sería un aumento de carga equivalente a un factor 1, reducido por la disipación de la elasticidad de cuerpo del asegurador y su cabo de anclaje (de aquí la necesidad de que ese sea dinámico). En próximos post trataremos de abordar este asunto.
Y en el caso de la última anotacion del tercer punto, tres anotaciones personales. La primera es que en este sentido, los sistemas semibloqueados limitan parcialmente este efecto. La segunda es que, como ya hemos comentado alguna vez, no es conveniente que los brazos del triángulo sean excesivamente largos, para favorecer las posibles maniobras de autorrescate. Y la tercera es que,  si la caída sobre la reunión es una posibilidad real, es conveniente que el asegurador se aleje todo lo posible del punto central (extienda al máximo el cabo de anclaje), para que en caso de caída el factor de caída sea mínimo y, en caso de ruptura de un anclaje, el asegurador siga permaneciendo en una posición ventajosa frente al punto central.


Existe una corriente de pensamiento que asegura que ese vuelo libre (esa extensión), en definitiva provoca una "sobrecarga masiva sobre el seguro que permanece en pie", que puede llegar a hacer fallar a la reunión entera. ¿Tiene esto sentido? Los autores, en el artículo no se mojan. Sin embargo dicen que ese concepto de "sobrecarga masiva debida a la extensión" no está muy fundamentado. 

¿Y qué significa esto de sobrecarga masiva? 

Pensemos un poco. En el caso de que no exista fallo en un anclaje, y el reparto fuera ideal, cada anclaje soportaría aproximadamente la mitad de la carga. En el caso de un sistema sin extensión, frente a un fallo, el seguro que queda en pié soportará la carga completa de la caída (aproximadamente el doble del caso sin fallo). Pero, ¿qué ocurre si hay extensión? En este caso pueden ocurrir dos cosas:

  1. El seguro que no falla soporta la carga completa (igual que el caso sin extensión).
  2. El seguro que no falla soporta la carga completa mas una carga extra, comparable a la de la caída, debido a ese vuelo libre, que hará que la reunión completa falle (una especie de cremallera). Esto es lo que se denomina "sobrecarga masiva" o "efecto de multiplicación de carga".

Si la respuesta correcta fuera la segunda, estaríamos ante un serio problema. En la bibliografía no hay un consenso sobre el asunto. De hecho, los datos experimentales hasta ahora no son muy claros. Pero una corriente predominante asegura que lo que ocurre es justo el caso b). Y, por lo tanto, para ellos el uso de sistemas de reparto automático es un auténtico suicidio.




Los datos experimentales que reportan los autores consideran los sistemas fijo y móvil. Y, en el caso del móvil, no consideran el aumento de carga debido a la caída del asegurador del punto central. A la vista de los datos experimentales presentados en el artículo, las conclusiones son:

  • En ambos casos,  tras la ruptura de un anclaje, toda la carga pasa al otro (obvio).
  • En el sistema fijo, el aumento de carga sobre el anclaje que permanece en pie, tras la ruptura del otro anclaje, es progresivo, mientras que el aumento en el sistema móvil es más súbito.
  • La carga máxima sobre el seguro que permanece en pie es muy similar en ambos casos. Por lo tanto NO hay evidencias del efecto multiplicador de carga como consecuencia de la extensión de la caída del primero (OJO! esto no significa que la caída del asegurador sí lo haga).
En cualquier caso, tenemos que estar completamente seguros de que todos nuestros seguros están montados a prueba de bombas. Recordad la regla de oro: una reunión será tan buena como buenos sean los seguros que la componen.

Comparación con los resultados de de DMM

En un estudio sobre la resistencia de anillos de escalada, el fabricante DMM realizó una serie de pruebas similares a las presentadas en este artículo. Analizó las cargas generadas por una caída sobre un triángulo de fuerzas clásico y un triángulo de fuerzas inglés, centrándose en el supuesto en el que un anclaje falla. A continuación os presentamos los datos correspondientes a caídas en la vertical (ángulo offset = 0), para una reunión montada sobre una cinta de Nylon y una cara rígida de 85 kg que cae directamente sobre la reunión (no hay cuerda), en una caída de factor 1. La simulación del fallo del anclaje se hace mediante un cordino que rompe a 4 kN. (Pinchar aquí para ver el estudio de DMM)


SISTEMA ANCLAJE 1 (FALLO) ANCLAJE  2 TOTAL REUNIÓN
MÓVIL 6.2 kN* 6.2 kN 11.5 kN
MÓVIL + FALLO Rompe a 4 kN 10.2 kN 10.2 kN
FIJO 5.9 kN* 5.9 kN 10.8 kN
FIJO + FALLO Rompe a 4 kN 7.8 kN 7.8 kN

* Valor estimado para un reparto equitativo en una reunión con un triángulo a  45 grados.

Si nos fijamos en la tabla anterior sacamos las siguientes conclusiones:
  • En caso de fallo de un anclaje, la carga total sobre la reunión debido a la caída del primero no aumenta respecto del sistema sin fallo (de hecho baja) para ninguno de los dos montajes: simplemente se transfiere al otro anclaje en su totalidad.
  • La fractura del anclaje absorbe parte de la carga.
  • En el caso de un sistema fijo, el deslizamiento del nudo de bloqueo disipa parte del impacto en caso de fallo de un anclaje.
Estos puntos confirman en cierta manera lo que hemos comentado en los puntos anteriores: el fallo de un anclaje, simplemente, se traduce en que toda la carga pasa al anclaje remanente; pero en ningún caso tiene asociado un efecto de multiplicación de la carga.

Otro dato importante es que si en lugar de usar un triángulo de fuerzas clásico usáramos un triángulo semibloqueado, veríamos exactamente el mismo efecto de disipación que se observa en el caso de un sistema fijo, como consecuencia de la movilidad del nudo.

Por último, nos hemos dado cuenta que en en el video del estudio, han estado trabajando con el "nuevo" sistema propuesto por los autores y del que hemos hablado en post reciente (pincha aquí). Pues como se ve perfectamente en el video (minuto 1:55) es el mismo sistema. Los resultados corresponden con el segundo sistema en la tabla, "Clove Hitches", y tienen unos valores menores que los otros sistemas pero con graves deformaciones en el material utilizado para montar el sistema. Además si se deja fijo el mosquetón en el centro de la reunión con un simple nudo, el cordino de Dyneema se rompe y el sistema falla. Esto podría valer como respuesta negativa  a la propesta de los autores. Aún así, seguiremos esperando los resultados experimentales que han prometido publicar.


Conclusiones finales considerando offset y fallo anclaje

La conclusión de los dos últimos post es que que si frente al offset, el sistema móvil se comporta mejor que el fijo, y frente a un fallo no hay mucha diferencia entre ambos, entonces de manera global el sistema móvil supone una clara ventaja frente al fijo.

Además, recordamos que los sistemas fijos sólo son capaces de repartir equitativamente el peso entre anclajes cuando los anclajes están a la misma altura. Cuando los anclajes están a diferente altura, los sistemas bloqueados llevan a cabo un reparto realmente malo, cargando principalmente el anclaje más bajo.

Por otro lado recordamos que el triángulo de fuerzas clásico (el móvil sin nudos de tope), tiene un problema adicional y es la falta de redundancia frente al corte del anillo que forma el triángulo.

Al final, probablemente, la manera más sensata de montar reuniones  será mediante el uso de sistemas semibloqueados (equaletes, equalete-3, quad). Estos sistemas nos permitirán llevar un reparto sensato de la carga entre brazos para caídas en la vertical y para caídas con un ángulo de offset moderado (para ángulos muy grandes los semibloqueados se comportan como bloqueados, puesto que la movilidad está reducida). Además, en caso de de fallo de un anclaje tendrán una extensión moderada y, además, el deslizamiento de los nudos de bloqueo absorberán parte de la carga limitando la transferencia al anclaje que resiste.  Como siempre, muchas gracias por llegar hasta el fina y ¡hasta la próxima!

3 comentarios:

  1. Interesantísimo.
    En resumen, el Equalette3, el mejor sistema... :) :)

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  2. Llevo uno días leyendo vuestro blog y hay que decir que da gusto encontrar unos artículos de tanta calidad sobre la escalada.

    En el video de DMM saco unas conclusiones diferentes a las vuestras.

    Analizando los 3 casos: ‘Self-Equalising’ (Sliding X), Equalised with Overhand Knot y Clove Hitches yo veo que en el primer caso, la carga no aumenta, si no que prácticamente se mantiene, como habéis indicado. Por lo tanto, como hay una disipación de energía debido a la deformación y a la rotura de un brazo, si que se ve el efecto de amplificación de la fuerza en el otro brazo. Si bien es cierto, que al ser este aumento menor que la energía que se ha disipado el efecto resultante es que la fuerza aplicada en el apoyo es prácticamente la misma que si no se hubiera producido el fallo.
    En cambio en los montajes fijos si que no se ve que se produzca una amplificación, y por lo tanto la fuerza máxima aplicada es menor al haberse disipado parte de la energía en la rotura. Lo que quiero decir con esto es que si la energía disipada en la rotura hubiera sido menor, por los factores que sean, simplemente por haber utilizado una configuración diferente del ensayo la fuerza aplicada sobre el anclaje operativo se podría haber en efecto incrementado en el caso móvil.

    Si a este efecto se le añadiera el efecto de la posible caída del asegurador desde la reunión, con un factor de caída de 1 o 2, debido a la rotura del anclaje y a su desequilibrio si que podríamos llegar a pensar que en el caso de la reunión móvil la fuerza que se va a aplicar sobre el anclaje final va a ser mayor que en el caso sin fallo.

    Ademas, esta fuerza se va a aplicar en un momento en el que la reunión se ha roto, y por lo tanto ya no hay ninguna redundancia, por lo que veo importante, que en esta situación la fuerza aplicada sobre el brazo que permanece funcional sea la minima posible.

    Por lo tanto no estoy de acuerdo con lo de que en el caso de fallo ambos sistemas se comporten igual. Si podemos decir que la fuerza sobre el brazo activo no se va a incrementar, o en caso de que se incremente no parece que vaya a ser importante, pero en el caso de un sistema fijo el comportamiento va a ser mucho mejor, al no verse incremento y al reducirse la fuerza de impacto en un momento en el que el sistema ha perdido toda la redundancia y cualquier fallo adicional es critico.

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  3. Enhorabuena por todo el trabajo que has hecho en la web porque para todos los que nos dedicamos profesionalmente es ayuda muy buena y muy didáctica, sigue así

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