Video-ensayo: Resistencia de nudos

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Avigamo
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Video-ensayo: Resistencia de nudos

Mensajepor Avigamo » Sab Jun 25, 2011 6:38 pm

Ya llevaba tiempo queriendo realizar pruebas de tracción sobre cuerdas dinámicas para ver realmente cuánto pueden aguantar algunos de los nudos que realizamos asiduamente en montaña.
El caso es que no abundan los lugares que dispongan de estas máquinas.
Tenía localizada una en el Centro don Bosco de León, pero una avería en el reloj de medición hizo imposible que la pudiera llevar a cabo.

Finalmente, un amigo de Ávila me ayudó con la búsqueda y encontró una en Valladolid. Concretamente en el Instituto de F.P. Juan de Herrera.
Cuando me entrevisté con Dña. Piedad, (jefa de estudios del instituto) y la expliqué el motivo de las pruebas, enseguida puso a mi disposición la máquina y a su compañero D. Alejandro (el maestro que se ocupa de su manejo). Les estoy muy agradecido a los dos por dedicar parte de su tiempo a mis trastadas.

Lo bueno:
-Tiene un contador digital bastante preciso y un ordenador que saca la gráfica de comportamiento del material durante toda la tracción.
-Ejerce una fuerza de hasta 20 toneladas (más que de sobra para lo que quiero)
Lo malo:
-La máquina tiene una limitación de recorrido de 14 cm. (ya que está ideada para trabajar con metales) y esto me ha obligado a tener que reajustar los nudos de los extremos varias veces para poder terminar.
-El contador de tracción mide la presión que está ejerciendo la máquina y no la resistencia que está realizando la cuerda, por lo que puede haber algo de error en la medición de carga.

Estas pruebas no están enfocadas a medir si es verdad lo que nos dicen sobre los kilos que aguanta cada nudo en concreto, sino más bien para saber si el nudo que realizamos en un determinado momento puede ser fiable para nosotros.

Para comenzar he realizado el ensayo con dos nudos simples, sobre cuerdas bastante trabajadas que pueden servir de base para saber la mínima resistencia de los nudos que realicemos de una forma más compleja y sobre cuerdas en mejor estado.

Para grabar las pruebas, utilicé dos cámaras. Una enfocando exclusivamente a los contadores y otra al escenario de pruebas. Luego las sincronicé durante el montaje de video.
Aquí teneis el resultado. Estoy seguro de que lo que más nos va a sorprender es la elasticidad que tienen estas cuerdas.

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ENSAYOS DE TRACCIÓN, PARTE I (nudo de gaza y ballestrinque)

http://www.youtube.com/watch?v=uKkuZ9xEvGU

EL NUDO DE GAZA realizado con cuerda de 10,2 mm.
El nudo tuvo un deslizamiento de unos 8 cm, entre los 200kg y los 450kg de tracción. Pero aún así se rompió la camisa de la cuerda sin que corriera peligro de llegar a deshacerse. El alma aún estaba en perfectas condiciones.

EL NUDO BALLESTRINQUE realizado con cuerda de 9,0 mm.
No llegó a deslizarse ni siquiera 2 cm. Antes de que rompiera la cuerda con 550kg. De tracción.

Ninguno de los dos nudos pudieron deshacerse a mano al finalizar la pruebas.

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ENSAYOS DE TRACCIÓN, PARTE II (nudo de gaza y nudo de cinta)

http://www.youtube.com/watch?v=ig3owtgMHds

EL NUDO DE GAZA realizado con cuerda de 9,0 mm.
Comportamiento del nudo en la suma de las cuatro tracciones realizadas:
Carga de 80 kg: no hubo deslizamiento
Carga de 150 kg: no hubo deslizamiento
carga de 350 kg: deslizamiento de 1,3 cm
Segunda carga de 350 kg: deslizamiento 0,7 cm
Carga de 600 kg (reflejada en el video): deslizamiento de 1,0 cm. Rotura de la cuerda.

Gráfica de la prueba del video
Imagen


EL NUDO DE CINTA realizado con cinta plana (no tubular) de 25 mm.
No llegó a deslizarse ni siquiera 1 cm. Antes de que rompiera la cuerda con 400kg. De tracción.
No dispongo de gráfica.

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ENSAYOS DE TRACCIÓN, PARTE III (nudo pescador simple y el bulin)

Y para finalizar la trilogía voy con otro video ensayo más:

En esta ocasión he probado el nudo pescador simple, entre cordinos del mismo diámetro y entre cordinos de distinto diámetro.
Y también he probado el nudo bulin.
http://www.youtube.com/watch?v=9vEtD52PrPE

NUDO PESCADOR SIMPLE (cordinos mismo diámetro, 7mm):
He utilizado cordinos nuevos y apenas ha deslizado medio centímetro.
1ª tracción: 230kg
2ª tracción: 550kg, rompieron las camisas pero las fibras del alma permanecieron intactas.
El nudo se mantuvo. No hay gráfica de comportamiento.

NUDO PESCADOR SIMPLE ((cordinos de distinto diámetro, 5 y 8 mm):
También he utilizado cordinos nuevos. El nudo no tuvo deslizamiento.
1ª tracción: 100kg
2ª tracción: 230kg, rompe la camisa del cordino de 5mm. Las fibras del alma permanecen intactas.
El nudo se mantuvo.
No continuamos las pruebas hasta la rotura de la cuerda por superar el objetivo de resistencia de este nudo. No hay gráfica de comportamiento.

NUDO BULIN (cuerda de 10,2mm):
Prueba realizada para comprobar la facilidad de suelta que tiene después de haber sido sometido a dos cargas fuertes de tracción:
1ª tracción: 350 kg, rompe la camisa de la cuerda y el nudo desliza poco más de un centímetro.
2ª tracción: 725 kg, rompen las fibras del alma y el nudo no desliza.
Gráfica de la 2ª tracción
Imagen

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Nota: En las pruebas de estos videos he escogido nudos simples, con la finalidad de intentar conocer la resistencia al deslizamiento que tendría un nudo básico. Por lo tanto, al hacer un nudo complejo o doble, se le supone mucho más resistente, como se explica en los diferentes manuales publicados al respecto.


Conclusiones y aplicaciones:

El nudo gaza, como hemos visto en los ensayos, deslizó entre 2 y 8 cm, a partir de los 150kg de carga, asentándose cuando alcanzó los 450kg. Por lo que hay que dejar siempre entre 20 ó 25 cm de longitud en sus cabos sobrantes.
Es un nudo que se deshace muy bien con la mano hasta los 200kg de carga (después cuesta mucho), y por su tamaño y forma, es muy bueno para evitar enganchones en las aristas al recuperar la cuerda, por lo que para mí es el nudo ideal para unir las cuerdas en un rápel.

El ballestrinque rompió a los 550kg de carga, con una cuerda de 9,0 mm. (súper vieja y maltratada) sin llegar a deslizarse ni siquiera 2 cm.
Es el antecesor antecesor de las bagas de anclaje o líneas de vida, para atarse a la reunión con la propia cuerda de escalada.
Es un nudo muy fiable (por lo menos hasta los 500kg de carga) y fácil de regular. Y tiene la particularidad de que bloquea los dos lados de la cuerda al mismo tiempo.

El nudo de cinta es muy fiable para unir cintas planas, no siendo necesario dejar mucho cabo sobrante. Hay que tener siempre la precaución de revisarlo cada vez que se empleen cintas que llevan un tiempo paradas, ya que se va aflojando por sí solo con el tiempo. Sobre todo en las cintas tubulares.
Es el único nudo adecuado para la unión de cintas planas y tubulares.

El pescador simple lo he usado únicamente como base para las pruebas de deslizamiento. Viendo la resistencia ejercida por este nudo, podemos estar tranquilos realizando el pescador doble.
El pescador doble, es el único nudo totalmente fiable para empalmar cuerdas de diferentes diámetros entre sí.
También es bueno para hacer anillos con cordinos.
Hay que tener la precaución de realizar el nudo siempre con los cabos enfrentados, para que su resistencia sea fiable al 100%.

Y para finalizar, el nudo bulin. Es muy curioso, que la única prueba en la que no quería comprobar la resistencia del nudo, fuera precisamente la que más soporto la cuerda.
Es el único nudo que conozco (de los usados en montaña) que sometido a cargas extremas, se suelta fácilmente con las manos. El cabo tiene un ligero deslizamiento, prácticamente despreciable que cesa en cuanto va soportando más carga.
Lo suelo usar cuando quiero fijar directamente la cuerda a un puente de roca, un árbol, o cualquier anclaje que requiera pasar el cabo de la cuerda y no disponga o me quiera ahorrar los anillos de cordino y los mosquetones.
Tiene multitud de usos, como todos sabéis. El más conocido es para hacer atadura de pecho con cordino o con la propia cuerda.


Espero que estos ensayos os hayan parecido, por lo menos curiosos.
En principio pueden servir para ver, por un lado, la gran resistencia que soportan los nudos básicos, y por otro, la gran merma de resistencia a la rotura de las cuerdas, cuando no se usan en las condiciones ideales que garantiza el fabricante.

Un saludo.
Última edición por Avigamo el Lun Jul 11, 2011 12:35 pm, editado 6 veces en total.

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Re: Video-demostración: Resistencia de nudos

Mensajepor Encorda2 » Sab Jun 25, 2011 7:53 pm

Buen curre kk2:) las cuerdas si que estaban cascadas j(: han roto muy pronto.
La estadística es una ciencia que demuestra que si mi vecino tiene 2 coches y yo ninguno, los dos tenemos un coche.
(G.Bernard Shaw)

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Re: Video-demostración: Resistencia de nudos

Mensajepor Avigamo » Sab Jun 25, 2011 8:04 pm

Encorda2 escribió:Buen curre kk2:) las cuerdas si que estaban cascadas j(: han roto muy pronto.

La cuerda de 9,0 mm ya estaba muy tiesa y vieja, pero la de 10,2 aún mantenía flexibilidad. Yo creo que pudo influir la mordaza de la máquina para que se rompiera la camisa.
El lunes quería realizar otra prueba. Si me da tiempo igual repito la del nudo de gaza empleando otro sistema de amarre.

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piolin
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Re: Video-demostración: Resistencia de nudos

Mensajepor piolin » Sab Jun 25, 2011 10:46 pm

Muy bueno el asunto, yo tengo dos cuerdas una estatica de 120m con muy poco uso y 30 años a sus espaldas y seria buena para comprobar el efecto del envejecimiento en su resistencia, la otra es una dinamica de 40 con muy poco uso pero con 25 años y tambien seria buena para probarla por que no tiene caidas ni esta muy usada asi que los resultados se pueden achacar al envejecimiento y no a otras causas fortuitas.
Yo monte una empresa de vulcanizados industriales por estos lados y uno de los instrumentos de laboratorio era el dinamometro, seguro que si usas uno para cauchos tendrias un recorrido mucho mayor que para metales pero quizas las fuerzas a medir se salgan de escala,por probar no pasa nada. por cierto en la norma de pruebas no se admitia el reajuste de la probeta, ni el uso de la misma probeta en dos procedimientos , tiene que ser una probeta para una prueba sin interrupcion hasta la rotura de la misma probeta.
Ahi empieza el asunto de las normas de prueba, que para que las cosas sean legales tienen que respetar los parametros determinados en las normas, al fin de cuentas para mis principios a veces me paso las normas por ahi por que para poder tenerlas hay que pagar bastante, y como yo soy el que hago las pruebas para mi solo entoces descubro que no todo lo que brilla es oro.
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Re: Video-demostración: Resistencia de nudos

Mensajepor noeldf » Dom Jun 26, 2011 9:44 pm

Muy interesante Avigamo, si me permites y así un poco por encima...

piolín habla de usar una probeta nueva para cada ensayo (supongo que los ensayos de caucho podrán asemejarse bastante a esto), pero la ventaja del ensayo "Avigamo" es que da una buena idea de que las cuerdas se deterioran cuando están sometidas a cargas. También es cierto que al ser cuerda vieja las fibras de la camisa tendrían un montón de micro cortes que hacen aumentar la tensión en ciertos puntos e iniciar la rotura con menos carga de la esperada (no se cual es la carga de rotura para la camisa).

Creo entender que en el video se habla de la dirección de tracción cuando se tira de la gaza. Pues bien creo que en este caso no es importante ya que por las propiedades de la cuerda hace que las fuerzas se transmitan de la forma que llegarían en cualquier uso al nudo. No olvidemos que el objetivo es conocer la fuerza de deslizamiento, no la de rotura de la cuerda (en ciertos ensayos de rocas y suelos también se buscan los deslizamientos, por ahí se podría hacer alguna analogía).

Sobre el deslizamiento de los nudos, tengo una impresión: cuando un nudo está sometido a carga constante y "azocado" es muy difícil que deslice a pesar de las vibraciones pues las fuerzas de rozamiento son enormes. Ahora bien, si se sacude la cuerda sin carga, el nudo podría "aflojarse" un poco y al volver a cargarlo podría deslizar.

Sería interesante conocer las pruebas que sobre esto hace la UIAA y no sería descartable que hubiera alguna norma DIN al respecto. Supongo que lo apropiado para este tipo de ensayo sería aplicar una fuerza que varíe muy rápido, algo así como un ensayo a fatiga...

De todas formas, ya ves, que digo mucho y no aporto nada. Meras conjeturas. Te felicito por los ensayos y agracezco que compartas la experiencia con nosotros.

Un saludo

Noel

P.D. ¿Sería posible ver las gráficas de tensiones y deformaciones?

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piolin
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Re: Video-demostración: Resistencia de nudos

Mensajepor piolin » Lun Jun 27, 2011 3:05 am

Eso de las pruebas vale un mundo, lo de la resistencia de la camisa yo creo que no tiene valor en los resultados por que precisamente la camisa no es el elemento resistente, el elemento que hace la resistencia es precisamente el alma y la camisa es una proteccion externa del alma para preservar su integridad. Lo de los daños preexistente mas que por la propagacion de la fisura creo que se deben a la perdida del numero de fibras que componen la cuerda pues la carga se reparte entre todas ellas, para propagarse una fisura deberia ser una sola fibra pues si no hay continuidad de material la fisura no puede propagarse. Otra cosa que me ronda la cabeza es la temperatura del ensayo, cuando los materiales se enfrian comienzan a presentar menos plasticidad y se van volviendo mas fragiles y en esto de los materiales sinteticos es bastante sensible en este aspecto, seria bueno hacer las pruebas a 20º C y repetirlas por ejemplo a -15ºC y ver que pasa.
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Re: Video-demostración: Resistencia de nudos

Mensajepor Sirvillo » Lun Jun 27, 2011 7:49 am

Bueno, objeciones creo que existen muchas, millones... pero sin duda la intención es lo que cuenta y el amigo Avigamo ha abierto una senda por la que muchos otros pueden transitar. kk2:) Así que muchas gracias por el ensayo.

A mi una de las cosas que más me ha llamado la atención del ensayo es el tipo de prueba. Si sabemos que las cuerdas de escalada que has utilizado estan optimizadas para soportar caidas, el tipo de carga que soportan es puntual y muy elevado, es decir, un golpe. Sin embargo tu has realizado una prueba que yo diría esta más indicada para las cuerdas estáticas o incluso para las de tirolinas... Una prueba de carga.

Aún así, nos sirven para hacernos una idea de la resistencia de las cuerdas...

Y ahora, en cuanto a tu prueba, yo veo que en la segunda (nudo ballestrinque), el nudo parece correr bastante, lo que nos da la indicación de que se hace muy necesario dejar un buen cabo final, para evitar que pueda correr y deshacer el nudo... Y comentas, que el nudo se queda hecho, pero que se rompe la cuerda. Es cierto, pero si te fijas, se rompe en el punto justo de unión entre el nudo y el resto de la cuerda, que es el punto débil, no el nudo como se suele pensar, sino ese punto exacto de unión en el que la cuerda se ve mordida y trabaja en condiciones no "normales" (entendiendo por normal cuerda tensa, recta y estirada)...


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