Escalando com Segurança
Fator de queda e força de choque
Escalada é um esporte de risco que pode tornar-se perigoso quando os praticantes desconhecem ou não aplicam os princípios de segurança. A segurança deve ser praticada a cada instante durante a escalada, desde os preparativos na base da via até o último escalador descer da pedra. A importância da segurança ganha destaque quando ocorre uma queda, principalmente do guia.
O sistema de segurança tem como finalidade impedir que o escalador caia direto no solo e também age para reduzir o impacto transmitido pela corda/baudrier (cadeirinha) ao corpo do escalador.
Um Sistema de segurança básico é composto de: escalador participante, baudrier do participante, mosquetões, aparelho de fixados na pedra, proteções (costuras, móveis), baudrier do guia.
Quando o guia de uma escalada sofre uma queda, todo o sistema de segurança e também o guia que caiu são submetidos a uma força de choque e, como conseqüência, sofrem um impacto.
O escalador participante, que recebe segurança de cima dada pelo guia, numa escalada vertical, não "cai". Ele escorrega uma pequena distância, já que a corda está sendo mantida esticada pelo guia. Em escaladas horizontais, a queda do guia ou do participante são semelhantes.
Para escalar com segurança, preservando a vida e reduzindo ao máximo a possibilidade de acidentes, evitando os efeitos traumáticos que uma queda pode provocar, todos aqueles que praticam escalada devem possuir substanciais conhecimentos sobre o esporte. Entre os conhecimentos teóricos, dois conceitos são muito importantes: o Fator de Queda e a Força de Queda.
Fator de Queda (FQ ou Q):
É uma razão matemática que traduz o esforço a que a corda é submetida quando ocorre uma queda. É calculado pela fórmula:
FQ = 2H / L, onde:
2H = altura da queda
L = comprimento da corda
Considera-se, apenas, o comprimento de corda em uso, o que vai do aparelho de segurança do participante até o nó de encordamento no baudrier do guia.
H é a distância (altura) escalada pelo guia a partir da última proteção fixada, corresponde também a um comprimento de corda, igual a essa distância. Quando o guia cai a distância percorrida (altura da queda) corresponde a duas vezes o comprimento da corda (2H).
Quando se escala utilizando segurança com corda, o fator máximo é igual a 2, que corresponde a uma queda em que o comprimento da corda utilizada é metade da altura da queda. Isso ocorre quando o guia não dispõe de proteção entre ele e o participante que lhe dá segurança.
- Se também empregarmos essa fórmula para calcular o fator de queda em vias protegidas por cabo de aço - Via Ferrata (ex. CEPI na face oeste do Pão de Açucar), o fator de queda pode ser superior a 2. Alguns "escaladores" fazem, erradamente, a segurança em via ferrata com fitas e mosquetões (que possuem comprimento fixo) presos ao cabo de aço; se a distância entre os grampos de fixação do cabo de aço na pedra for de 3m e o escalador utilizar uma fita de 1m, poderá cair de uma altura de 4m, com um comprimento de corda (no caso fita) de 1m, produzindo um fator de queda igual a 8 (!) e provocando a ruptura da fita e a queda do escalador até o solo.
O Fator de Queda também permite avaliar a Força de Choque (impacto) sofrido pelo escalador que caiu.
Força de choque (ou Força de Queda ou Força de Impacto):
É a força sofrida pelo sistema de segurança e transmitida pela corda ao corpo do escalador através do baudrier, para frear a queda.
A força de choque está intimamente ligada ao fator de queda. Quanto maior é o fator de queda, maior é a força de choque transmitida ao sistema de segurança e ao escalador. Essa correspondência, porém, é proporcional à raiz quadrada do fator de queda, ou seja: um fator de queda 2 (máximo) não corresponde a uma força duas vezes maior que um fator de queda 1.
A relação entre elas é, grosso modo, medida pela raiz quadrada dos fatores de queda considerados. Em condições muito próximas, uma força de choque gerada por um fator de queda 2 seria 41% maior que um fator de queda 1 (raiz quadrada de 2 e 1) e uma força de choque gerada por um fator de queda 1 seria 30% maior que um fator de queda 0,5 (raiz quadrada de 1 e 0.5).
O cálculo da força de choque é complexo e considera conceitos físicos e matemáticos que abrangem valores constantes e variáveis como: características e elasticidade da corda, ângulo da queda, comprimento de corda em uso, atritos do escalador e do sistema de proteção com a pedra, peso do escalador, movimento do participante que faz a segurança, trajetória da progressão (retilínea ou em zigue-zague), tipo e aperto dos nós utilizados, altura da queda, entre outras. É um exercício de cálculo que foge ao nosso objetivo.
Diante de tantas variáveis podemos concluir que a força de choque não é tão simples de ser calculada e, para o escalador amador, o mais importante é saber que essa força tem um limite que deve ser respeitado, não devendo ultrapassar os 1.200kg, valor reconhecido como um limite seguro de impacto suportável pelo corpo humano.
Um dos itens de maior importância no sistema de segurança é a corda, que deve ser dinâmica (elástica), deformando-se (alongando) após a queda para absorver a energia liberada (o choque) da queda. A corda dinâmica absorve a energia gerada pela queda, reduzindo o impacto transmitido ao escalador. Após uma queda o nó de encordamento deve ser desfeito e a corda deixada repousar por alguns minutos antes de se refazer o nó.
A União Internacional de Associações de Alpinismo (UIAA), órgão reconhecido internacionalmente, realiza testes e concede homologação a produtos que alcançam o desempenho exigido pelas normas da instituição.
Entre os vários testes* realizados em cordas, destacam-se os que verificam a capacidade de resistência a quedas e a força de impacto exercida no corpo do escalador. (* ver Nota, ao final)
No teste de resistência, um peso de 80kg é amarrado na extremidade de uma corda de 2,5m de comprimento e é liberado de uma altura de 2,5m acima do ponto de fixação (ancoragem), totalizando 5 metros de queda de fator igual a 2, ou seja, o mais crítico. Para ser aprovada nesse teste, a corda deve suportar, no mínimo, cinco quedas sem se romper.
No teste que mede o impacto transmitido ao escalador, ainda que ocorra um fator de queda 2, a força de choque (impacto) não deve ultrapassar 1.200daN (que equivale a 1.200kg ou 12kN). Caso o valor seja maior que 1.200kg, a corda não é homologada pela UIAA.
O parâmetro de segurança adotado é de 1.200kg mas cordas confeccionadas com materiais e processos de alta tecnologia transmitem uma força de choque bem menor, em torno de 700kg. Na verdade, testes de campo demonstram que, em condições próximas às observadas nas escaladas realizadas por escaladores amadores, a força de choque fica bem abaixo do parâmetro citado, o que garante maior segurança ao escalador.
A redução da força de queda aos limites de tolerância do corpo humano só é possível graças à utilização das cordas dinâmicas que, por suas características elásticas, absorvem a energia e reduzem o choque sobre o corpo do escalador. Essa elasticidade deve variar entre 6 % e 9%, ou seja, a corda não deve possuir um alongamento superior a 9% em seu comprimento, mesmo quando submetida a um fator de queda 2.
Existe também a corda estática (ou não dinâmica) cujo coeficiente de elasticidade é pequeno. Esse tipo de corda praticamente não reduz a força de choque transmitida ao escalador e não deve ser utilizada para segurança em escalada. A corda estática é muito utilizada por espeleólogos e "rapeleiros". Cordas estáticas submetidas a um fator de queda 2 transmitem uma força de impacto acima dos limites de segurança, suficiente para destruir o baudrier. Ainda que isso não ocorresse é bom lembrar que o limite de impacto considerado suportável pelo corpo humano, sem graves conseqüências, é de 1200kg.
Com base nesse valor máximo de força de queda, que deve ser igual ou menor que 1.200kg, é que são desenvolvidos os demais equipamentos utilizados em escalada.
- A corda não deve transmitir uma força de impacto maior que 1.200kg (12kN), mesmo quando submetida ao maior fator de queda (FQ=2).
- Baudrier (cadeirinha) deve resistir a uma força de queda de, no mínimo, 1.500kg (15kN).
- Fita expressa deve resistir a uma força de queda de, no mínimo, 2200kg (22kN).
- Mosquetão deve resistir a uma força de queda de, no mínimo, 2000kg (20kN).
* A última proteção (costuras, fitas, mosquetões e móveis) colocada pelo guia durante a ascensão, em caso de queda, sofre uma força de choque maior que os demais itens do sistema de segurança. A última proteção assume a posição de reenvio. É nesse ponto que a corda "dobra" após a queda do guia. A força de queda no ponto de reenvio, grosso modo, é 66% maior que a força transmitida ao escalador.
Nesse caso, uma queda de fator 2 que produzisse uma força de choque de 1200kg, chegaria a 1.992kg (19,9kN) no ponto de reenvio. As proteções utilizadas devem possuir resistência igual ou superior a 2.000kg (20kN).
Nota
Os valores referentes aos padrões exigidos nos testes realizados pela UIAA são baseados em informações colhidas em livros e na Internet e também em informações prestadas por escaladores experientes. As normas editadas pela UIAA, que oficialmente definem os padrões a serem seguidos pelos fabricantes para alcançarem a homologação de seus produtos, tendo em vista a dificuldade de acesso, não foram consultadas.
Unidades:
1kg (quilograma) 1Kp (quilopound) 1daN (decanewton)
1kN (quilonewton) 100kg
Bibliografia* e sites para consulta:
- Com Unhas e Dentes; Ségio Beck - São Paulo
- Guia da Urca - 3ª ed.; Flavio Daflon e Delson de Queiroz - Rio de Janeiro
- Cordas e Nós para Montanhistas; Cristiano Requião - Rio de Janeiro
* Esses livros são encontratos em lojas de montanhismo.
www.ceb.org.br
www.femerj.org
www.carioca.org.br/~miguel/grampos
www.guiadaurca.com
www.sohjovem.hpg.ig.com.br/alpinismo/queda.htm
www.brasil.terravista.pt/AreiasBrancas/2011/corda.htm
www.compuland.com.br/cepetro/tecnica.htm
www.climinrio.com/assunto/dicas/quedas/quedas01.htm
www.petzl.com
Autor: Claudio Aranha
claudio@montanhasdorio.com.br
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