Por Curro González.
Como ya sabéis todos, desde que escribo en mi blog voy respondiendo preguntas a diferentes personas que me “abordan†con dudas. La que a continuación os reflejo, creo, merece ser estudiada con detenimiento.
Hola, te escribo desde Argentina, para hacer una consulta que siempre molesta en mi cabeza y que no le encuentro explicación lógica ni siquiera en los fabricantes!!! Y una pregunta “raraâ€.
Voy con la “molestaâ€:
¿Qué hay de cierto en que un mosquetón caÃdo (en el sentido de que cayó al suelo) debe ser desechado? Es decir, las "instrucciones y normas" dicen: "...debes inspeccionarlo, ante una caÃda importante debes desecharlo" ¿pero que es una "caÃda importante"?, ¿caÃda con cuerda sobre el mosquetón?, ¿caÃda al piso del mosquetón (que sucede y mucho!!)? ¿CaÃda sobre el mosquetón del autoseguro? ó ¿qué tabla me indica cuál es una caÃda importante? Pues un vuelo en deportiva es una caÃda importante pero es parte de la diversión, pero la caÃda en la vereda de mi abuela fue "poco importante" y le costó su cadera!!!
Por otra parte está el tema de las "microfisuras internas" que nadie puede ver y pueden provocar accidentes. Pues al respecto en los libros de Pit Schubert no encontré nada, pero todo el mundo habla de ellas ¿serán una leyenda? ¿cuántas veces cayó un tornillo desde lo alto del muro de escalada en construcción y luego se utilizó sin problemas para sujetar chapas? (y el tornillo no está certificado y es construido con materiales muy baratos!).
Y los fabricantes al ser consultados son muy vagos en sus respuestas "observa la historia de tu mosquetón si ha sufrido una caÃda importante deséchalo" pero nadie explica que es una caÃda importante; solo aclaran "nos llegan muchos mosquetones cuyos dueños están dudosos de utilizarlos y al someterlos a pruebas estaban OK".
Volviendo sobre la caÃda, una expres largo, con vuelo, muchas veces se produce un latigazo de la cuerda y el mosquetón golpea fuertemente contra la roca, pero se lo sigue usando ¿ese impacto no tiene más fuerza que una caÃda importante ó la propia caÃda al suelo?
¿Y cómo se podrÃa hacer una prueba? ¿Tiene fundamento lógico probar un mosquetón caÃdo? ¿Cómo se harÃa? ¿Cargarlo con la fuerza exactamente igual a su resistencia? ¿Si no cede ni se rompe quiere decir que esta OK?
¿Los materiales (mosquetones) que son probados individualmente con que fuerza son testeados?
La última, ¿Algún ingeniero podrÃa explicar el proceso que podrÃa generar una microfisura en un material sólido sin que se expanda? Es algo que no entra en mi cabeza!
Ni hablar de buscar en la web, pues encuentras cosas tales como "una caÃda importante es una caÃda de más de un metro" eso me parece muy débil de fundamento!
Y ahora la pregunta “raraâ€, estuve escalando con unos amigos, preparando el almuerzo ellos siguieron probando una vÃa, la consiguieron, rappelaron (necesitaron dos cuerdas). No las podÃan recuperar, tirábamos de ellas pero no corrÃan, hicimos fuerza nuevamente y no hubo caso, solo corrieron muy poco. Subimos a pie y vi que envés de pasar la cuerda por la argolla lo habÃan hecho directamente en la chapa (aun hoy no entiendo como se les ocurrió tal cosa, más siendo que habÃa dos argollas!!), la pregunta concreta es ¿esa cuerda puede seguir utilizándose? ¿Qué tanto habrá sufrido? ¿Será más traumático esto que rappelar sobre un cordÃn?
Bueno estas son unas preguntas recurrentes sobre los mosquetones que todo el mundo se hace, y la verdad no me creo mucho las normas que en este punto son muy vagas. Me gustarÃa conocer tu experiencia, posiblemente además tengas contacto frecuente con los fabricantes. Y sobre la cuerda bueno es un dolor que tengo en el alma! Te envÃo un fuerte abrazo y agradecimiento por tu labor!
Pues no ponemos “manos a la obra†a ver si podemos responder algunas de tus preguntas. Antes tenemos que estudiar un poco.
FATIGA DE MATERIALES EN ESCALADA
En ingenierÃa y, en especial, en ciencia de materiales, la fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cÃclicas (fuerzas repetidas aplicadas sobre el material) se produce ante cargas inferiores a las cargas estáticas que producirÃan la rotura. Un ejemplo de ello se tiene en un alambre: flexionándolo repetidamente se rompe con facilidad, pero la fuerza que hay que hacer para romperlo en una sola flexión es muy grande.
La aparición de grietas por fatiga en las campanas es común. Foto: Juandelacuerva.
La fatiga es una forma de rotura. Su principal peligro es que puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el lÃmite elástico para una carga estática, y aparecer sin previo aviso.
El proceso consiste en un inicio y posterior propagación de fisuras, que crecen desde un tamaño inicial microscópico hasta un tamaño macroscópico capaz de comprometer la integridad estructural del material. La superficie de fractura es perpendicular a la dirección del esfuerzo.
Dentro de una gráfica de “fatiga de material†podemos observar que existen tres zonas diferentes: La zona de Carga-Trabajo, la de Fatiga-Deformación y la de rotura.
Cuando el material trabaja en su zona de carga, cuando cesa la Fuerza recobra su estado inicial conservando sus propiedades mecánicas.
En la zona de Fatiga-Deformación el material se deforma por agotamiento y no vuelve a su estado inicial perdiendo sus propiedades mecánicas. La zona de agotamiento se puede alcanzar de varias formas, en nuestro caso nos limitaremos a apuntar las tres más frecuentes en Escalada.
Mosquetón que ha sufrido una deformación por carga
1.- Someter al material a una carga excesiva
Si la Carga-Fuerza a la que sometemos al material está por encima de su resistencia, el material puede quedarse en la zona de “Fatiga†o llegar a la rotura. En cualquiera de los dos casos hay que desecharlo.
2.- Someter al material a Carga-Fuerza próximo a su lÃmite de Fatiga durante periodos largos de tiempo
Esto puede provocar la falta de recuperación del material, por lo que puede quedar en la zona de Fatiga-Deformación a nivel interno. Si no se desecha (aconsejable) tendrÃa que someterse a un testado riguroso.
El proceso de rotura por fatiga se desarrolla a partir del inicio de la grieta y se continúa con su propagación y la rotura final.
Inicio
Las grietas que originan la rotura o fractura casi siempre nuclean sobre la superficie en un punto donde existen concentraciones de tensión (originadas por diseño o acabados).
Las cargas cÃclicas pueden producir discontinuidades superficiales microscópicas a partir de escalones producidos por deslizamiento de dislocaciones, los cuales actuarán como concentradores de la tensión y, por tanto, como lugares de nucleación de grietas.
Propagación
Etapa I: una vez nucleada una grieta, entonces se propaga muy lentamente y, en metales policristalinos, a lo largo de planos cristalográficos de tensión de cizalladura alta; las grietas normalmente se extienden en pocos granos en esta fase.
Etapa II: la velocidad de extensión de la grieta aumenta de manera vertiginosa y en este punto la grieta deja de crecer en el eje del esfuerzo aplicado para comenzar a crecer en dirección perpendicular al esfuerzo aplicado. La grieta crece por un proceso de enromamiento y agudizamiento de la punta a causa de los ciclos de tensión.
Rotura
Al mismo tiempo que la grieta aumenta en anchura, el extremo avanza por continua deformación por cizalladura hasta que alcanza una configuración enromada. Se alcanza una dimensión crÃtica de la grieta y se produce la rotura.
La región de una superficie de fractura que se formó durante la etapa II de propagación puede caracterizarse por dos tipos de marcas, denominadas marcas de playa y estrÃas. Ambas indican la posición del extremo de la grieta en diferentes instantes y tienen el aspecto de crestas concéntricas que se expanden desde los puntos de iniciación. Las marcas de playa son macroscópicas y pueden verse a simple vista.
Las marcas de playa y estrÃas no aparecen en roturas rápidas.
Son diversos los factores que intervienen en un proceso de rotura por fatiga aparte de las tensiones aplicadas. Asà pues, el diseño, tratamiento superficial y endurecimiento superficial pueden tener una importancia relativa.
La Influencia del medio puede afectar el comportamiento a fatiga de los materiales. Hay dos tipos de fatiga por el medio: fatiga térmica y fatiga con corrosión.
Fatiga térmica
La fatiga térmica se induce normalmente a temperaturas elevadas debido a tensiones térmicas fluctuantes; no es necesario que estén presentes tensiones mecánicas de origen externo. La causa de estas tensiones térmicas es la restricción a la dilatación y/o contracción que normalmente ocurren en materiales sometidos a variaciones de temperatura. La magnitud de la tensión térmica resultante debido a un cambio de temperatura depende del coeficiente de dilatación térmica y del módulo de elasticidad.
La fatiga con corrosión ocurre por acción de una tensión cÃclica y ataque quÃmico simultáneo. Lógicamente los medios corrosivos tienen una influencia negativa y reducen la vida a fatiga, incluso la atmósfera normal afecta a algunos materiales. A consecuencia pueden producirse pequeñas fisuras o picaduras que se comportarán como concentradoras de tensiones originando grietas. La de propagación también aumenta en el medio corrosivo puesto que el medio corrosivo también corroerá el interior de la grieta produciendo nuevos concentradores de tensión.
3.- Que el material entre en resonancia por algún fenómeno vibratorio
Esto hace que se presenten deformaciones de su estructura interna quedando fatigado. Es difÃcil de detectar.
El Fenómeno de resonancia es un fenómeno vibratorio consistente en que cuando dos vibraciones (oscilantes) de la misma frecuencia se acoplan, la amplitud de las mismas crece mientras no cese o cambie de frecuencia al menos una de las vibraciones. En el caso de dos sólidos vibrando puede darse el caso de que la amplitud de la vibración haga llegar a uno de ellos, o a los dos, a su lÃmite de ruptura.
Con este video, como ejemplo, podemos entender mejor las cosas:
Los metales son estructuras semicristalinas, presentan estructura de cristal por capas y como en todos los cristales sus átomos están vibrando en torno a una posición de equilibrio. Si esta entra en resonancia, puede darse el caso de Deformación e incluso rotura.
Los mosquetones son elementos metálicos que pueden llegar a sufrir este fenómeno a causa de una caÃda importante, por lo que serÃa primordial desecharlos al menos como elementos de seguridad personal, pudiendo ser utilizados para otros usos.
Una vez aclarado algunos conceptos, podemos empezar a responder las diferentes cuestiones que me planteas:
¿Qué hay de cierto en que un mosquetón caÃdo (en el sentido de que cayó al suelo) debe ser desechado?
Como hemos visto, Las grietas que originan la rotura o fractura casi siempre nuclean sobre la superficie en un punto donde existen concentraciones de tensión. En el caso del impacto de un mosquetón contra el suelo, este, recibirá mayor concentración de tensión al golpear contra el suelo, cuanto mayor sea la distancia que le separe de este.
De esta manera, cuanto mayor sea la altura desde donde se nos cae el mosquetón, mayores posibilidades tendremos de producir discontinuidades superficiales microscópicas al mismo. Estas discontinuidades superficiales actuarán como concentradores de la tensión y, por tanto, como lugares de nucleación de grietas.
No hay que olvidar tampoco el Fenómeno de resonancia que pudiera producirse en dicho mosquetón.
¿Qué tabla me indica cuál es una caÃda importante?, ¿pero que es una "caÃda importante"?
Desconozco si existe una tabla en donde puedas, según la altura de la caÃda, ver o consultar la gravedad o consecuencias producidas por esta en un mosquetón. Pero ten en cuenta que hacer una tabla de estas caracterÃsticas serÃa imposible, ya que hay muchÃsimas variantes. Pues no es lo mismo el impacto sobre un suelo sólido, de tierra, de hierba, etc..
Lo único que te puedo aconsejar es que realices un chequeo visual, observando si a simple vista vemos daños en partes del mosquetón, como “gatilloâ€, “brazo rÃgidoâ€, etc. Y en caso de duda, ya sabes, hay que desecharlo.
Volviendo sobre la caÃda, una expres largo, con vuelo, muchas veces se produce un latigazo de la cuerda y el mosquetón golpea fuertemente contra la roca, pero se lo sigue usando ¿ese impacto no tiene más fuerza que una caÃda importante ó la propia caÃda al suelo?
Para resolver esta duda lo mejor es que mires esto:
http://currogonzalez.madteam.net/articulos/2007-09/conceptos-fisicos-aplicados-a-la-escalada/
¿Y cómo se podrÃa hacer una prueba? ¿Tiene fundamento lógico probar un mosquetón caÃdo? ¿Cómo se harÃa? ¿Cargarlo con la fuerza exactamente igual a su resistencia? ¿Si no cede ni se rompe quiere decir que esta OK?
Bajo mi punto de vista no tiene mucha lógica hacer una prueba de resistencia de un mosquetón. Primero porque nunca podremos igualar la efectividad de los ensayos realizados en los laboratorios de los fabricantes, y segundo, por el bajo coste del material del que hablamos.
¿Esa cuerda puede seguir utilizándose? ¿Qué tanto habrá sufrido? ¿Será más traumático esto que rappelar sobre un cordÃn?
Más que la pregunta que no es “raraâ€, es la situación, que si lo es.
Tan sólo te puedo aconsejar que cheques bien la parte afectada, la que estaba en contacto con las “chapasâ€. Mira bien la “camisa o fundaâ€, observa que no haya sufrido desgaste o abrasión, y por supuesto, revisa minuciosamente el interior palpando. No deberÃa haber ningún tipo de deformidad o discontinuidad. Y en caso de duda…..ya sabes.
Espero que os haya servido de ayuda o de aclaración.
Me gustarÃa recordaros que yo tan sólo doy mi punto de vista, y que como todos, puedo equivocarme. Para una información detallada os deberÃais poner en contacto con los fabricantes, amén de, leeros el prospecto informativo que acompaña al material.
Un saludo a todos.