Las cuerdas textiles, eslingas, cintas y cuerdas auxiliares son elementos estándares en el equipo de escalada y casi siempre se anudan cuando se utilizan. El material y la fabricación, así como el tipo de nudo y la dirección de la carga sobre el nudo, afectan la medida en que la resistencia del material inicial se reduce debido al nudo. Todo el equipo debería, por supuesto, aguantar, pero ¿cuánto margen de seguridad queda? ¿Qué material textil y con qué nudo es particularmente ideal para qué propósito? Para responder a estas preguntas, hemos probado las combinaciones más importantes.

 

ANTECEDENTES

Esencialmente, un nudo reduce la resistencia de los materiales textiles debido a la distribución desequilibrada de la carga sobre las fibras. El radio de curvatura del nudo es un factor clave y está influenciado tanto por el tipo de nudo como por la dirección de la carga sobre el nudo. Las fibras en el material doblado se comprimen, lo que significa que algunas están sometidas a menos tensión que otras (ver Figura 1). Se producen picos de tensión en el material que pueden provocar la rotura en estos puntos cuando se someten a una carga determinada. La forma de la sección transversal (redonda, rectangular) y las dimensiones junto con la elongación del material al romperse, afectan el impacto de la distribución desigual de la carga debido al nudo. Un material muy elástico puede compensar estos picos de tensión más que un material estático, ya que las fibras sometidas a más tensión se estiran distribuyendo la carga a fibras adicionales.

Figura 1: fibras sometidas a tensión uniforme en una cuerda sin nudos; fibras sometidas a tensión desigual en el radio de curvatura del nudo; estas áreas de picos de tensión son el posible punto de rotura predeterminado.

MATERIALES Y CONSTRUCCIÓN

Cuatro materiales se utilizan para las fibras textiles en cuerdas, eslingas y cordones accesorios:

La poliamida (PA) es el material más utilizado. Con una elongación a la rotura del 15-30%, tiene la mayor elongación a la rotura de los cuatro materiales, pero solo una resistencia a la tracción media de 800 N/mm². Es por esto que, en comparación con materiales de alta resistencia como Dyneema® (UHMWPE) o aramida, es necesario incorporar más material en los productos fabricados con poliamida para lograr la misma resistencia. Se entrelaza tanto en cuerdas como en cordones accesorios con una construcción kernmantel y se teje en construcciones de cintas.

El poliéster tiene la misma resistencia a la rotura que la poliamida y una menor elongación a la rotura (10-20%). Es ligeramente más resistente a la abrasión y se utiliza principalmente en formatos cosidos y no cosidos en construcciones de cintas.

Dyneema® es el nombre comercial del polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE). Es extremadamente fuerte, con una resistencia a la tracción de 3,400 N/mm², pero tiene una muy baja elongación a la rotura del 3.8%. Como su superficie es muy lisa, los nudos se deslizan fácilmente. Dyneema® se utiliza en eslingas cosidas y cordones accesorios. Debido a su alta resistencia, las eslingas ofrecen la carga de rotura necesaria incluso con un diámetro muy pequeño.

La aramida es un poliéster aromático, cuyas propiedades difieren de las de su mencionado pariente. Es extremadamente fuerte, con una resistencia a la rotura de 3,300 N/mm², pero tiene una baja elongación a la rotura del 3.5%. Las fibras son de color amarillo dorado y se utilizan principalmente para crear el núcleo de los cordones accesorios.

 

Cuerdas y cintas empleadas

Se realizaron pruebas utilizando dos cuerdas y todos los tipos comunes de cintas, cordones accesorios y eslingas EDELRID.

La Apus Eco Dry es una cuerda delgada de 7.9 mm de diámetro, tanto para media cuerda como para cuerda doble, con un peso por metro de 44 g/m. Soporta nueve caídas estándar como cuerda media y 30 como cuerda doble.

La Swift Eco Dry triple certificada tiene un grosor de 8.9 mm y un peso por metro de 52 g/m. Soporta siete caídas estándar como cuerda simple y 22 como cuerda media o doble.

Los materiales de cinta probados fueron cintas de poliamida con un ancho de 16, 19 y 25 mm, cintas de tejido compuesto Tech Web de 12 mm de ancho con funda de poliamida y núcleo de Dyneema®, y cintas de Dyneema® con un ancho de 8 y 11 mm. Sin embargo, a pesar del nombre común, la cinta de Dyneema® de 11 mm es en realidad una cinta de tejido compuesto que contiene un 57% de poliamida.

Los cordones accesorios utilizados fueron un cordón accesorio de 6 mm hecho de poliamida, un cordón accesorio con núcleo de Dyneema® y funda de poliéster (Hardline), un cordón accesorio con núcleo de aramida y funda de poliamida (Aramid Cord), y un cordón accesorio con núcleo de poliamida y funda de aramida/poliamida (Rap Line Protect Pro Dry).

Las configuraciones de estación de aseguramiento con material cosido se crearon utilizando eslingas de 120 cm de longitud hechas con las cintas de poliamida de 16 mm, tejido compuesto Tech Web, y cintas de Dyneema® de 8 y 11 mm mencionadas anteriormente, así como el Aramid Cord.

 

CONFIGURACIÓN DE LA PRUEBA

Para evaluar el grado en que los nudos reducen la resistencia de los materiales, primero se determinó la carga de rotura y la elongación de los materiales sin nudos como puntos de referencia, de acuerdo con las normas EN 566 y EN 565, utilizando poleas.

Posteriormente, los materiales fueron probados con una serie de nudos comunes de montañismo: el nudo de sobrecarga plano y nudo de ocho doble bajo carga de atado, el nudo de sobrecarga plano y nudo de figura ocho bajo carga de atado, el nudo pescador doble como conexión entre dos extremos y el nudo de aspa sobre un mosquetón.

También se realizaron pruebas con varias combinaciones de nudos, tal como se utilizan en las configuraciones de estaciones de aseguramiento o cuando se someten a cargas en caso de que un anclaje falle.

 

  • La resistencia de un nudo de lazo en un ojo, bajo carga cuando se conecta en serie.
  • Falla del anclaje cuando se conecta en serie con un nudo de lazo en un ojo y acortado con un nudo de sobrecarga plano.
  • Falla del anclaje con un aseguramiento al estilo Sur de Tirol, en el que la sección de doble hebra de la eslinga soporta la carga. Si el otro anclaje falla, la resistencia es definitivamente mayor debido a que la carga se distribuye en cuatro hebras. Se probaron dos versiones: una con un nudo de gaza en el mosquetón central y una con un nudo de aspa en el mosquetón central.
  • Falla del anclaje con una distribución fija de fuerzas que consiste en material no cosido conectado con un nudo de sobrecarga doble y un nudo de gaza en el mosquetón central.

PARÁMETROS DE LA PRUEBA

Antes de las pruebas, todos los materiales se acondicionaron de acuerdo con la norma EN 892:2012, punto 5.2. Para ello, se almacenaron durante 24 horas en condiciones de 23 ± 2°C y 50% de humedad relativa.

Las pruebas de tracción para obtener las mediciones de referencia con los materiales sin nudos se realizaron a 300 mm/min. La elongación se midió visualmente. Las estructuras con nudos se implementaron a 500 mm/min. Todas las pruebas de tracción se realizaron tres veces y los resultados se promediaron. La desviación estándar entre los tres valores fue entre 0.2 kN y 1.8 kN.

 

Tabla 1: Mediciones de referencia con materiales sin nudos

Tabla 2: Nudos con material abierto

Table 3: Configuraciones de estación de aseguramiento y fallos de anclaje

Para ilustrar la reducción de forma más clara, en el caso de los nudos en un solo cabo, se presentó la reducción porcentual de la resistencia en comparación con el cabo sin nudo. Al someterse a la carga, algunos nudos no se rompieron, sino que resbalaron hasta que el extremo suelto pasó por el nudo. Estos valores están marcados con un *. En el caso del Dyneema®, en particular, los nudos empiezan a deslizarse rápidamente. Por lo tanto, es urgente contar con protección de respaldo para evitar un deslizamiento total.

Durante las pruebas, muchos de los nudos se deslizaron hasta que esto se detuvo. En el caso de los nudos sobrehand y doble sobrehand, el deslizamiento se detuvo mediante un mosquetón colgado en el "ojo". En el caso de las configuraciones de estación de aseguramiento, se detuvo con el anclaje secundario fallado (en la prueba, un ocho anudado).

En el caso del Hardline, principalmente se rompió la funda y el núcleo de Dyneema® salió del nudo.

En el caso de todos los materiales con poliamida como capa exterior, el nudo solo resbaló parcialmente y, si lo hizo, fue entre una y tres veces de manera brusca. La fricción del nudo que se deslizaba bruscamente fundió el material de tal manera que el nudo se unió y la tela se rompió.

 

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

Se observaron diferencias significativas en la resistencia de los nudos según el material y el tipo de nudo. En algunos casos, los valores absolutos de resistencia de ciertos materiales o aplicaciones superan ampliamente los requisitos, lo que implica que, en última instancia, no tiene relevancia qué nudo se utilice, y la elección puede basarse en aspectos prácticos de su uso. Sin embargo, con algunas combinaciones de materiales y aplicaciones, es recomendable tener en cuenta el efecto que la reducción de resistencia causada por un nudo pueda tener al hacer una selección.

 

NUDOS EN UNA SOLA HEBRA DE HILO

Los nudos tienen el menor efecto reductivo en la resistencia de las cuerdas: un máximo de -43% con hebras simples. Los nudos tienen un efecto particularmente fuerte de reducción de resistencia en el Aramid Cord (-64% en promedio a través de todos los nudos), Hardline (-62% en promedio a través de todos los nudos) y Dyneema® de 8 mm (-54% en promedio a través de todos los nudos). Es evidente, que en las construcciones restantes, la presencia de PA (poliamida) con mayor elasticidad afecta positivamente la reducción de resistencia causada por los nudos.

Al comparar los tipos de nudos, el nudo de sobrehilo plano y el nudo doble de sobrehilo plano tienen el mayor efecto reductivo en la resistencia, con una reducción de -38% a -75%, siendo el nudo de sobrehilo offset ligeramente más dañino para la resistencia. El tipo de carga sobre el nudo tiene una influencia significativa en el efecto reductivo de la resistencia. Si un nudo de sobrehilo offset se somete a carga como nudo de amarre, la reducción de resistencia es aproximadamente un 20% menor que cuando la carga se coloca sobre el anillo. El nudo doble de pescador causa menos reducción de resistencia que el nudo doble de sobrehilo plano.

PUNTOS DE ANCLAJE

Al crear una conexión en serie, incluso si un anclaje falla, todos los materiales potenciales (cosidos como una cuerda) siguen teniendo cargas de rotura superiores a 12 kN, o si la carga se coloca en un lazo de bola, generalmente superior a 24 kN. No fue posible determinar una carga de rotura con las cuerdas Dyneema® ya que el lazo de bola comenzó a deslizarse. Sin embargo, la resistencia con un anclaje fue superior a 12 kN, lo que lleva a la expectativa de que el lazo de bola tendría una resistencia de rotura superior a 20 kN. La estación de aseguramiento sudtirolesa con un nudo de giro demostró resistencias ligeramente mayores que la que usaba un nudo de pescador, aunque no hay una diferencia significativa y los valores con el nudo de pescador también son aceptables para una estación de aseguramiento con anclajes dudosos. Con una carga aplicada solo a un solo hilo, el triángulo fijo de fuerzas tiene una resistencia superior a 11 kN con todos los materiales.

El artículo "Schlingenrisse an Standplätzen" ("Rotura de cuerdas en estaciones de aseguramiento", Berg und Steigen #107) asume que en el caso de una caída en una estación por un líder asegurado con una cuerda doble utilizando un nudo Munter, dependiendo de la rugosidad de la funda de la cuerda y la fuerza del asegurador, la estación de aseguramiento puede estar sometida a una carga de hasta 5,5 kN. Si luego un anclaje falla, el movimiento pendular del asegurador puede añadir 1 kN y dar como resultado una carga de 6,5 kN. 

 

FACTURES ADICIONALES QUE PUEDEN INFLUIR

Todas las pruebas se realizaron con material nuevo. Los efectos del envejecimiento, como el desgaste mecánico o el estrés por radiación UV, reducen la carga de ruptura. Estos efectos deben ser especialmente considerados en el caso de Dyneema® de 8 mm.

Como se describió en 'Parámetros de Prueba', las pruebas se realizaron de forma cuasi-estática. Esto significa que la fuerza se aplicó de manera muy lenta. Sin embargo, en el caso de una caída, la fuerza se aplica de manera brusca, lo que reduce la resistencia un poco más.

Dependiendo del tipo de uso, es importante, por lo tanto, incorporar márgenes de seguridad suficientes al seleccionar un nudo.