Carga de rotura

En la práctica de deportes como alpinismo, escalada, espeleología, canyoning y similares o cuando se trabaja en altura las condiciones de riesgo son muy altas, por eso todas las herramientas/equipos utilizados tienen que tener características certificadas que puedan garantizar la máxima seguridad. A veces habrás leído algo denominado "carga de rotura", si no tienes claro este concepto a continuación trataremos de aclarar los aspectos esenciales.

La carga de rotura

La carga de rotura de una herramienta de escalada o para trabajo en altura es la fuerza mínima que esa misma herramienta puede soportar sin sufrir ningún daño. Esa fuerza se puede aplicar de diferente manera: tracción, compresión, torsión, etc., los estándares que reglamentan la certificación de los equipos de alpinismo o de trabajo en altura siempre especifican como se tiene que aplicar esa fuerza.

El valor de la carga de rotura se expresa en kilo-Newton (kN) y debe ser mencionado de manera clara en la herramienta misma ya que es uno de los factores más importantes para caracterizar la calidad de un equipo.

  

El peso y la fuerza de gravedad

Sabemos que el peso en realidad es el efecto de la fuerza de gravedad que nos atrae hacia la tierra con una fuerza proporcional a nuestra masa. La fuerza es el fenómeno físico que permite a un cuerpo acelerar y moverse, la fuerza se calcula con esta fórmula:

fuerza = masa * aceleración (F = m * a)

La gravedad de la Tierra actúa sobre los cuerpos aplicando una aceleración que podemos considerar constante, indicada por la letra minúscula g, y cuyo valor es 9.81 m/sec2

g = 9.81 m/sec2

Normalmente medimos nuestro peso en kilogramos (Kg), en realidad este valor indica la masa mientras para el peso se tendría que utilizar la unidad de medida de la fuerza: el Newton (N).
Un cuerpo que tiene una masa de 80 kg, por efecto de la gravedad terrestre tiene un peso (en el nuestro planeta) igual a:

F (peso) = m*a = 80 kg * 9,81 m/sec.2 = aproximadamente 800 N = 80 daN (deca-Newton)

En los equipos de alpinismo, escalada, trabajo en altura, etc., para elección de los organismos del CEN que se ocupan de certificación, los valores son expresados en kN (kilo-Newton); las proporciones son simples:

• 1 kN = 1000 N = 100 daN 
• entonces 1 kN = 100 Kg (en el sentido común)
• por ejemplo un mosquetón certificado por 22 kN puede sostener hasta 2200 Kg

Fuerza procurada por una caída

Si estamos suspendidos en un talud y sostenidos por un mosquetón, la fuerza trasmitida al mosquetón es aproximativamente igual a nuestro peso, pero en el caso de una caída, la fuerza trasmitida al mosquetón aumenta mucho. De hecho, una masa que cae aumenta su velocidad por efecto de la gravedad, a continuación, para entender mejor, algunos valores de la velocidad en relación a la altura de caída:

• caída de 5 m – velocidad max = 35 km/h
• caída de 10 m – velocidad max = 50 km/h
• caída de 15 m – velocidad max = 60 km/h
• caída de 20 m – velocidad max = 70 km/h
• caída de 40 m – velocidad max = 100 km/h

La velocidad es un elemento importante ya que para detener una caída se debe aplicar una fuerza que reduzca a cero la velocidad alcanzada del cuerpo en caída.
En la escalada los equipos más importantes para absorber la energía alcanzada del cuerpo en caída son la cuerda y el dispositivo asegurador porque son los únicos elementos que pueden absorber de manera significativa la energía de la caída.
Para que quede más claro ahora hagamos un ejemplo considerando un cuerpo de 80 Kg que hace un trayectoria (vuelo) de 10 m, alcanzando la velocidad máxima de 50 Km/h:

• con un cable de acero la deceleración es inmediata, ponemos de pasar desde 50 Km/h a 0 Km/h en un milésimo de segundo en este caso la fuerza que tenemos que sostener es
• F = m*a = 80kg * (50 km/h / 1/1000 sec.) - estamos alrededor de 110.000 Kg,
• con una cuerda dinámica, en la misma condición pero con un tiempo de deceleración que por hipótesis puede ser de un segundo, la fuerza que tenemos que sostener es 
• F = m*a = 80kg * (50 km/h / 1 sec ) - estamos alrededor de 110 Kg.

Como se ve la diferencia es notable, en el primer caso el sistema de seguridad estará completamente comprometido, mientras en el segundo el valor de la fuerza estará ampliamente dentro de los limites. Es claro que los elementos condicionantes no son tanto la longitud de la caída o la velocidad (que en los ejemplos son iguales), es fundamental que la cuerda y el dispositivo asegurador pueda garantizar una buena deceleración para detener la caída.