Un estudio sobre la prueba y la resistencia del mosquetón, parte 1

Climbing Science: A Study on Carabiner Testing & Strength, Part 1

Descripción general del estudio de resistencia del mosquetón

Me convertí en escalador en la universidad de ingeniería. Cuando aprendí “‘ las cuerdas “comencé a darme cuenta (como creo que hacen todos los escaladores principiantes) que nuestro deporte tiene bastantes preguntas sin respuesta con respecto a las limitaciones técnicas del equipo; preguntas como,

¿Cuánto desgasta la cuerda reduce la fuerza de un mosquetón?

o

¿Qué tan fuertes son las hondas y las correas viejas en comparación con las nuevas?

o incluso

¿Cómo se relaciona la carga impresa en la columna vertebral de un mosquetón con la resistencia a la rotura de ese mosquetón?

¡Con un poco de investigación y pruebas pude responder estas preguntas! A su vez, esas respuestas me dieron una fe renovada y me dieron cautela por el equipo en el que confiaba mi vida. La siguiente es la primera de una serie de 3 partes que relata el proceso científico que pasé al realizar mis pruebas.

Ciencia de escalada en roca: comprensión de las fuerzas de fricción

Investigación de antecedentes sobre pruebas de equipo de escalada

Antes de las pruebas, realicé un poco de investigación sobre cómo se realizan actualmente las pruebas de engranajes en la industria. El objetivo de esta investigación fue obtener una mejor comprensión de cómo adaptar la gran cantidad de recursos de mi universidad para realizar pruebas en el campus. Hice estas preguntas:

¿Qué porcentaje del número total de mosquetones fabricados prueba una empresa?

No se publica información sobre el porcentaje exacto; sin embargo, el número es pequeño y siempre se reduce. Actualmente en la industria de fabricación de mosquetones, las empresas se esfuerzan por probar la menor cantidad posible de mosquetones [1]. La idea detrás de esto es que a medida que una empresa crece junto con una mayor demanda de su producto, se vuelve más costoso expandir sus instalaciones para probar el mismo porcentaje de equipo que hicieron antes del crecimiento de la empresa.

Para producir con éxito un producto seguro dada esta disminución requerida en las pruebas, compañías como Black Diamond prueban muestras del equipo que venden con métodos cada vez más rápidos e inteligentes. Su método de prueba sigue BS EN 362: 2004, que especifica los requisitos y métodos de prueba de todas las piezas de engranajes que ayudan en la protección contra caídas. [2].

¿Qué métodos usan las compañías de equipo de escalada para probar el equipo de escalada?

Prueba de engranajes

Las pruebas de equipo de escalada varían en costo y configuración según el tipo de condición de carga que una pieza de equipo puede experimentar durante el uso en el campo. Para los mosquetones, las condiciones de carga importantes que se deben considerar son en forma transversal, a lo largo del eje con puerta cerrada y a lo largo del eje con puerta abierta.

Estas tres condiciones de carga se prueban en una simple prueba de Falla de un solo tirón (SPTF) [3] usando una máquina de prueba de tracción de Instron, que es básicamente un pistón de 8 pies de altura con accionamiento mecánico que controla poderosamente (y con mucha precisión) la velocidad lenta con la que tira de un objeto fijo. Las fuerzas resultantes de tres de estas pruebas están impresas en el costado de la columna del mosquetón en unidades de kilonewtons (kN). Un kilonewton es equivalente a aproximadamente 225 libras. Un mosquetón es más fuerte en la tensión cargada a lo largo de la columna vertebral con la puerta cerrada.

Para probar un mosquetón hasta el fallo, se toma un mosquetón al azar de la línea de fabricación y se coloca en un dispositivo especial. El dispositivo se fija en su lugar en una máquina de prueba Instron y se tira a una velocidad fija hasta que se rompe el mosquetón. La carga máxima vista por el mosquetón antes de la falla inicial se tiene en cuenta y se imprime una carga reducida en la columna vertebral del mosquetón. Cabe señalar que cada mosquetón producido por compañías como Black Diamond pasa por una prueba de prueba en línea automatizada a la mitad de la resistencia de la clasificación de puerta cerrada para garantizar la calidad del producto antes de salir de la fábrica [4].

Prueba de caída de UIAA

Para probar equipo textil, a saber, cuerdas y eslingas, se utiliza un método ligeramente diferente que el Instron en mosquetones. Si bien se llevan a cabo muchas pruebas, una de esas pruebas especificadas por la UIAA involucra una cuerda de carga de choque asegurando un extremo en un accesorio, pasando la cuerda a través de un orificio (ver Figura 2) para simular la forma de un mosquetón y unir el otro extremo a un extremo libre. caída de peso

El número de factor 1.76 cae que la cuerda puede soportar antes de que la falla se publique y sea característica de esa cuerda. Generalmente, una cuerda más gruesa soporta más caídas que una más delgada, y el radio de curvatura del orificio sobre el que cae la cuerda tiene un efecto significativo en el número de caídas hasta la falla de la funda.

La configuración para asegurar y probar cuerdas para esta prueba (conocida como Prueba de caída UIAA) requiere una configuración bastante grande y costosa para simular la carga dinámica de una cuerda que soporta un escalador que cae [5]. Por lo tanto, tuve que dejar este tipo de pruebas fuera de mi estudio.

Desde el comienzo de este estudio independiente, se entendió que el procedimiento de prueba se limitaría a cargar muestras al fracaso con el Instron; por lo tanto, cualquier revisión de la literatura sobre Prueba de caída y Prueba de prueba en línea se realizó simplemente por un avance en el conocimiento personal.

Instron

A continuación, en la Parte 2 y 3: procedimiento de prueba, resultados y conclusiones extraídas de las pruebas de mosquetones de aluminio.