jueves 29 de junio de 2006, 19:17:33

31 Comentarios

Un poco de teoría

Los polipastos (o aparejos) son sistemas de poleas que nos permiten la elevación o movimiento de cargas realizando un esfuerzo menor que si tuviéramos que mover a pulso la carga.

Por definición, cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo (F) y lo desplaza una cierta distancia (r) se dice que se realiza un trabajo mecánico.

    L=F*r

Para izar material, rescatar un herido o un compañero que ha caído en una grieta se ejerce un trabajo mecánico, ya que desplazamos un peso (entiéndase peso como una masa bajo la influencia de la gravedad, P=m*g ) una cierta distancia.

El polipasto es una combinación de poleas fijas y móviles recorridas por una cuerda que tiene uno de sus extremos anclado en un punto fijo.

Las poleas fijas se utilizan para modificar la dirección del movimiento y reducir el rozamiento de la cuerda en los cambios de sentido. Con este tipo de poleas no se disminuye la fuerza, sólo se desvía. En este caso la distancia que recorre el peso es el mismo que la distancia de tiro.

     F=P

La ventaja de utilizar poleas fija viene del echo que podemos ayudarnos de nuestro propio peso corporal para ejercer la fuerza de tiro.

Las poleas móviles tienen movimiento de traslación y la carga se reparte por igual sobre los segmentos de la cuerda, por lo que el esfuerzo se reduce (se multiplica la fuerza).

     F=P/2

Atendiendo a la fórmula del trabajo mecánico, para un trabajo determinado al reducir la fuerza ejercida, se incrementará la distancia del recorrido. Por otro lado para elevar una carga se debe hacer fuerza en sentido ascendente (más incómodo y poco efectivo)

Como el polipasto es el resultado de la combinación de los dos tipos de poleas, se beneficia de la ventaja de ambos sistemas: "disminuir el esfuerzo y una correcta dirección de tiro"

En función del número de poleas móviles que formen el conjunto se tendrá una mayor desmultiplicación de la fuerza ejercida.

Es así como se habla de métodos 2:1 (polipasto en C o polea móvil), en el que se aplica la mitad del esfuerzo para izar una carga, en relación a si se aplicase directamente ( sin polea). El  3:1 (o polipasto en Z o N) aplican un tercio, los 4:1 aplican un cuarto y así sucesivamente (desmultiplicaciones).
No debe perderse de vista la cantidad de cuerda efectiva que se recupera, en el caso 2:1 es el doble en relación al método de izado directo (1:1), es decir para izar la carga 1 metro, se debe recuperar 2 metros de cuerda. En 3:1 la cuerda recuperada es tres veces mayor y en 4:1 es cuatro veces mayor.

El número de poleas pueden llegar a ser un inconveniente porque la distancia a la que puede elevarse una carga de pende de la distancia entre las poleas. Los equipos de rescate para evitar este problema utilizan poleas fijas y móviles acopladas en ejes comunes.

En la práctica el máximo número de poleas móviles que se utilizan es de 4, siendo el más habitual el de 1 o 2 poleas móviles.

Cabe destacar que estos cálculos son bajo situaciones ideales ya que se considera que la masa de la cuerda y de la polea son despreciables, que no existe rozamiento en el giro de la polea sobre su eje ni entre la polea y la cuerda que realiza el esfuerzo, que el radio de la poleas es igual y que no existe dinamismo en la cuerda, por lo que los datos obtenidos en la laboratorio no alcanzan el valor teórico, aunque como su magnitud es muy inferior a la del esfuerzo conjunto de la polea y la cuerda, los valores no son muy distantes (Ej. En lugar de obtener un factor de desmultiplicación de 2, se obtiene 1.8).

Lo que si que influye verdaderamente es la dirección de tiro (y esto no lo tiene todo el mundo en cuenta). En las suposiciones anteriores se ha considerado que la dirección de tiro y la carga se encontraban paralelas. Pero si no se cumple este requisito la fuerza depende del ángulo. Para simplificar supongamos una polea móvil:

   F = P x cos a / 2

Con lo que al variar el ángulo "a" obtendremos distintas ganancias mecánicas:

0º -> P/2
30º -> P/1.7
45º -> P/1.4
60º -> P

De esta forma cuanto mayor sea el ángulo menor será la ganancia. Evidentemente el ángulo óptimo será el de 0º.

Por último, otro factor influyente es el rozamiento de la cuerda en terreno inclinado o en el labio de una grieta. Este valor no es fácilmente cuantificable, pero su influencia es significativa.

Para que se utiliza un polipasto?

Como se ha comentado en el apartado anterior utilizaremos polipastos en aquellas situaciones en las que queramos desplazar una carga reduciendo nuestro esfuerzo.

Las típicas situaciones en montaña son:

Maniobras de izado de material: Es una maniobra más bien "penosa". Consiste en remontar la mochila o petate/s desde una reunión. El izado de material es más bien propio del bigwall, la escalada en solitario y espeleología, pero podemos encontrarnos con situaciones comprometidas en las que sea conveniente escalar sin mochilas e izarlas posteriormente. Hay que tener en cuenta que el polipasto nos ayudará a reducir el esfuerzo pero no evitará que la carga se pueda enganchar.

Maniobras de rescate: Las maniobras de rescate son maniobras complejas. Si el accidentado puede auto rescatarse (descender, remontar una grieta, etc) siempre será preferible, pero en caso contrario deberemos tener en cuenta la posible su posible colaboración, ya esto condicionará en gran medida el tipo de actuación.
En rescate existen multitud de soluciones, pero una de las más típicas es la maniobra de rescate de un compañero caído en una grieta.
También es cierto que los equipos de rescate profesionales utilizan mecanismos específicos como poleas combinadas o tractels para un uso más intensivo y eficiente (pero el principio físico es el mismo)

Otras maniobras: Los polipastos también se utilizan para tensar tirolinas y son ampliamente utilizados por los amantes del 4x4 para remolcar vehículos que han quedado atrapados. Aunque en este caso suelen aprovechar los cabestrantes que llevan incorporados, pero los principios de aplicación son los mismo, por lo que merece tener la mente abierta a posibles situaciones en las que sea necesario desmultiplicar una carga.

Elementos para la construcción de polipastos

Para construir un polipasto no es necesario disponer de mucho material, pero los componentes que lo conformen determinanar la eficiencia del conjunto.

El mayor rendimiento se obtiene con cuerdas estáticas. Para los espeleólogos y big walleros no resulta difícil, ya que forma parte de su equipo habitual, pero los escaladores y alpinistas utilizan cuerda dinámica habitualmente.

Los mosquetones que mejor trabajan en la conexión con las poleas son los de tipo simétrico con sección redonda ya que permiten un mejor reparto de la tensión en la zona de contacto. Otra vez los espeleólogos salen ganando (por eso son los reyes de los polipastos).

Las poleas utilizadas para el montaje de polipastos deben tener una resistencia mínima que sea el doble de la carga que se desea izar (Ojo con las poleas de nylon). Normalmente esto no es una limitación ya que izar cargas de más de 150Kg es complicado (en estos casos mejor dividir la carga).
En algunas situaciones se sustituyen las polea (perdida de la polea o no se dispone de ellas) por mosquetones, pero la fuerza ejercida no se desmultiplica de la misma forma ya que la fricción es muy superior (pero puede ser útil como método de fortuna).

En los polipastos por seguridad se utilizan sistemas antiretorno, que pueden ser del tipo mecánico incluido en la polea (minitraxion) o no (basic, shunt, tibloc, puños, etc.) y de fortuna (cordinos prusik).
En el caso de utilizar cordinos es recomendable que sean de Kevlar debido a que el autoseguro puede sufrir mucho rozamiento. Normalmente al utilizarse cordinos también se suele utilizar un sistema de aseguramiento (tubo, placa stich, reverso, etc.) para evitar que el prusik se meta en la polea.

Última actualización: 30/06/2006

31 Comentarios

Enviado por Archeo el jueves 29 de junio de 2006

“ Ostres estàs fent una feina de recopìlació realment digne d'admiració.
La veritat és que s'agreix molt aquest treball per què permet accedir de forma molt còmode a informació tècnica.
Bona feina!”

Enviado por Xavier L. el viernes 30 de junio de 2006

“¡Muy bueno! Es muy teórico pero se comprende bastante bien. Para la segunda parte ¿podrías poner el estudio del siguiente polipasto o uno similar? Se utiliza en big wall cuando una persona de poco peso debe subir mucho peso, a ver que te parece. Se ata el cabo de la cuerda en una reunión, se pasa por una polea donde van los petates y se vuelve a pasar por una polea anti-retorno en la reunión de arriba... El problema es que se necesita mucha cuerda.”

Enviado por Xavier L. el viernes 30 de junio de 2006

“¿Si en el segundo dibujo de Petzl del artículo le pusiésemos una segunda polea arriba, sería algo parecido a lo que esxplico arriba?”

Enviado por Flx el viernes 30 de junio de 2006

“Felicidades Aguito! muy interesante, sigue así ;-)”

Enviado por Aguito el viernes 30 de junio de 2006

“Gracias a todos.

Como el articulo se es extenso, lo dividiré en 2 parte. La primera sera "Polipastos: Teoria y aplicaciones" y la segunda "Polipastos: Ejemplos prácticos".

En esta segunda parte incluiré la propuesta de Xavier L.”

Enviado por Quintin el viernes 30 de junio de 2006

“Otro nuevo gran articulo.
Una cosita, en la foto del polipasto en N me parece que el tibloc de arriba no esta del todo bien y que la posicion correcta (al menos la de manual) es la que aparece en el esquema pequeñito, de abajo a la derecha. Tal como está puesto creo que hara que la cuerda corra peor, y la dañará aún más.”

Enviado por Aguito el viernes 30 de junio de 2006

“Gracias Quintin, tienes razon en la foto el Tibloc superior no trabaja correctamente.
La foto no es mia, la obtuve de Internet. Me pareció interesante el uso de mosquetones como alternativa a las poleas como método de fortuna, pero no caí en lo Tibloc.”

Enviado por Lai el lunes 10 de julio de 2006

“Buenas,
Me tienes fascinada con tus artículos, aprendo un montón! :-)))
Mmm y una cosilla que a lo mejor no viene mucho a cuento, pero que quizás pueda ser útil. Para izar un peso, que no supera en mucho al propio peso, se puede hacer un contrapeso con el propio cuerpo. A medida que tu bajas y vas subiendo el petate o lo que sea, vas subiendo por la cuerda con un machar. Ya sé que es más cansado y todo, pero quizás en situaciones muy específicas puede ser de utilidad.
”

Enviado por Aguito el lunes 10 de julio de 2006

“Hola Lai,

Tu propuesta es interesante, y aún si tenemos en cuenta las necesidades de un escalador o alpinista en una pared en la que prima la escalada ligera.
Esta es la típica situación en la que, por los motivos que sea (chimenea estrecha, paso clave, etc) decidimos escalar un tramo sin mochila y después lo queremos recuperar (aquí supongoq ue los dos escaladores llevan sus mochilas, sino el segundo la carga y fin).
La desventaja, tu lo has dicho, esta en tener que remontar la cuerda nuevamente (algo parecido hacen algunos bigwaleros), aunque para evitarte tener que volver a subir, podrias darte un poco de comba desde la R, para trabajar mejor, y con un puño (o equivalente) subir la carga tirando, aquí no tendrias desmultiplicación pero como el peso no serà muy grande (màx 15-20Kg) te las podrias apañar.
Podriamos llamarlo un sistema de fortuna rápido.”

Enviado por Lai el lunes 10 de julio de 2006

“También había pensado que a parte de para subir un peso, también puede servir, en el caso de que no haya nada más o no sepa más, por ejemplo para subir al compi. Mi compi habitual de cordada, pesa 4kg más que yo (que conste que yo estoy delgada, eh? :-DDD)... supongo, no lo he probado, que lo podría subir con contrapeso, no?. Esto podría servir si por ejemplo él se hace daño y no puede subir escalando y necesita una ayudita. Si queda inconsciente, ya es otro asunto... pk esta flaquillo, pero pasar por los moscatas, no pasa. :-)”

Enviado por Andrea el jueves 23 de noviembre de 2006

“por favor quiero que me digan funciones de polipastos de un solo eje y de ejes paralelos”

Enviado por Daniel Cuervo el jueves 18 de enero de 2007

“ME GUSTARIA CONOCER POLIPASTOS SENCILLOS Y COMPLEJOS DE CARGAS LIVIANAS Y PESADAS CON ELEMENTOS SENCILLOS Y COMPLEJOS PASO POR PASO Y SI ES POSIBLE UNA SUSTENTACIÒN TEORICA Y CIENTIFICA”

Enviado por Gerardo Martin el domingo 18 de febrero de 2007

“necesito informacion sobre calculo de pólipastos, y calculo de puente grua , si es posible a la brevedad porque tengo que rendir en la facultad. graciass”

Enviado por Jorge Sanchez el viernes 23 de febrero de 2007

“me perese muy buena tus tecnicas me gustaria conoser mas sobre recuperacion de la victima con un rescatista y sobre todo la manera mas rapida y segura de rescate.”

Enviado por Alejandro el lunes 5 de marzo de 2007

“Todo el sustento teórico técnico de los polipastos lo pueden encontrar en cualquier libro de física que hable de poleas. Las mismas son utilizadas desde hace tiempos inmemoriales y en la náutica los sistemas de poleas son muy utilizados.”

Enviado por Aguito el lunes 5 de marzo de 2007

“Alejandro tiene razon. En los libros de fisica podeis encontrar más información. Este articulo sólo pretende ilustrar de una forma sencilla los principios físicos de las poleas aplicados a las prácticas deportivas de montañismo (en algunas publicaciones de 4x4 se explica otras técnicas con tractels y demás que aquí creo no tienen cabida)”

Enviado por Jose Franco el martes 15 de mayo de 2007

“esta todo perfecto es algo muy completo solo falta como hacer los polipastos (SUGERENCIA)”

Enviado por Aguito el miércoles 16 de mayo de 2007

“Hola Jose Franco sobre la confecció de polipasto hay escritos un par de articulos más en mi blog sobre el tema. Este artículo sólo pretendia abordar los conceptos teóricos de los polipasto sin profundizar en la técnica, la idea era sentar una base para después entrar al detalle en la elaboración.”

Enviado por Monica el jueves 17 de mayo de 2007

“objetivos de las practicas con poleas y polipastos”

Enviado por Alan el miércoles 23 de mayo de 2007

“dEBERIAN PONER DIBUJOS MAS AMPLIOS O QUE SE VEAN UN POGO MEJOR .
HA Y DEBERIAN PONER COMO HACER
POLIPASTOS .
(SUGERENCIA) ”

Enviado por Hombre Mono el martes 10 de julio de 2007

“viva la escalada y todas sus derivados”

Enviado por Gabi el lunes 30 de julio de 2007

“nesecito una formula que sea importante
”

Enviado por Mari el martes 28 de agosto de 2007

“es bastante interesante todo pero una pregunta mejor dicho barias preguntas explicame para q sirven las polea,palanca,polipasto,que es y cuantas clases hay de cada uno de ellos gracias espero q me contesten”

Enviado por Felipe el miércoles 3 de octubre de 2007

“Necesito saber mas aplicaciones de los polipastos. Quien me puede ayudar gracias.”

Enviado por Dianita(nana) el miércoles 31 de octubre de 2007

“necesito los polipastos de las poleas”

Enviado por Victor el sábado 3 de noviembre de 2007

“Se puede usar un mosqueton directamente(aunque sea mas pelogroso)por si se te ha estropeado la polea?
”

Enviado por Aguito el lunes 5 de noviembre de 2007

“Hola Victor,

Si se puede utilizar un mosquetón y no es más peligroso, sino que más costoso ya que la polea permite una tracción más suave, sin tanto esfuerzo.”

Enviado por Magdalena Y Carla el lunes 12 de noviembre de 2007

“GRACIAS POR EL TRABAJO REALIZADO POR QUE GRACIAS A TI SE NOS FACILITA LAS BUSQUEDAS Y TE SALUDAMOS DESDE POTOSI-BOLIVIA
OK CHAUUUUUUUUUUUUUUUUUUU
TE CUIDAS ”

Enviado por Mikel el martes 19 de febrero de 2008

“SI LA CUERDA ESTA ANUDADA ENTRE EL POLIPASTO Y LA VICTIMA, COMO SE DESANUDAN SEGUN LLEGAN AL POLIPASTO?”

Enviado por Jose Luis el sábado 23 de febrero de 2008

“bueno muy interesante tu articulo yo estoy haciendo uno para recuperar moto nieves y trineos tipo mansen un saludo desde la antartida argentina te envio mi mail por si queres escribir”

Enviado por Mariarenas el viernes 12 de septiembre de 2008

“Hola aguito.
En los problemas de polipastos (Sistemas de polipastos), ¿Cómo puedo relacionar la velocidad de la carga con la velocidad de la fuerza aplicada o el esfuerzo?”