Física de las caídas que todo escalador debería conocer.

Fuerzas de impacto durante Caídas de primero: un episodio adicional de Belaying Masterclass

Comprende qué papel juega la longitud de la cuerda, el estiramiento y la fricción en las caídas de escalada y serás un asegurador increíble;)

Ryan probando fuerzas reales de caída de escalada:
https://www.youtube.com/watch?v=m8z6adEqaOs

No hay Gravedad:
https://www.youtube.com/watch?v=Xc4xYacTu-E

E intencionalmente omití hablar sobre los factores de caída... casi no significan nada en situaciones de escalada.
Factor de caída = distancia de caída / longitud de la cuerda... Pero se pierde el factor de cómo se detuvo el escalador (captura dura vs blanda)
Y no se pueden comparar los factores de caída de los experimentos de laboratorio que arrojan pesos muertos con la vida real, porque el cuerpo del escalador absorberá el 70 % del impacto en comparación con la caída rígida de pesas.
https://www.petzl.com/BE/es/Sport/Comparacion-de-otonos-con-masa-humana-rigida

Y por favor no le digas a nadie que 1kN es IGUAL a 100kg porque no solo es una aproximación sino que también depende del contexto ;)

0:00 Introducción
0:25 ¿Qué es la fuerza?
1:59 Clasificación de dispositivos
5:54 Rotura de dispositivosblandos a bajo kN
7:48 Caídas dinámicas
10:54 Fuerzas de caída en escenarios reales
11:22 Caída larga vs caída pequeña
17:07 Fricción

Aquí hay un montón de otras cosas buenas:

Rotura de cinta DMM:
https://dmmclimbing.com/Knowledge/June-2010/How-to-Break-Nylon-Dyneema%C2%AE-Slings

Cambios de gravedad de un mes a otro:
https://earthdata.nasa.gov/learn/sensing-our-planet/matter-in-motion-earth-s- Changing-gravity

Manera simple de calcular las fuerzas de impacto:
https://sciencing.com/calculate-force-impact-7617983.html

Fuerza máxima permitida para cuerdas de escalada:
https://www.petzl.com/BE/es/Sport/Cómo-se-determina-la-fuerza-máxima-de-impacto-de-12kN-

El arrastre de la cuerda. La fricción aumenta la fuerza sobre un escalador:
https://www.petzl.com/BE/es/Sport/Consecuencias-de-una-mala-gestion-de-arrastre-de-cuerda-en-una-caida-comun

Fuerza de impacto GriGri vs ATC
https://www.petzl.com/BE/es/Deporte/Influencia-del-asegurador

Si valoras mis videos y quieres sentirse bien, considera apoyarme: https://hardiseasy.com
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¡Muchas Gracias!
Ben

- Dice kilonewtons...

Y después de este vídeo,

entenderás mucho mejor

que probablemente el 99%
del resto de los escaladores,

lo que realmente significan
estos kilonewtons,

y qué fuerzas están involucradas
en las caídas en escalada.

Y luego explicaré por qué las
caídas más largas

suelen ser mucho más suaves
que las caídas pequeñas.

Pero primero, averigüemos
qué es la fuerza.

Me gusta jugar con mis
seguidores de Instagram,

así que decidí preguntarles
qué les viene a la mente

cuando escuchan la palabra fuerza.

La mitad de la gente dijo

que tiene algo que ver con "Star Wars".

Me parece bien.

Y luego, antes que
empieces a pensar

que la mitad de mis seguidores
de Instagram son muy inteligentes,

Tengo que decir que la mayoría
de ellos no votaron en absoluto.

Así que me imagino algo como...

¿Qué es la fuerza?

(música animada) (zumbido electrónico)

Está bien, pero los que
querían parecer listos

dijeron que la fuerza
es masa por aceleración,

que es la fórmula que Newton, este tipo,

desarrolló.

- [Newton] Oh, sí.

Y es por eso que medimos
la fuerza en Newtons.

Lo que para mí es un poco
gracioso cuando lo piensas,

imagínense Newton.

(música suave)

Entonces medimos la masa en kilogramos,

y medimos la aceleración en
metros por segundo al cuadrado.

Entonces debemos medir
la fuerza en Newtons.

(aplausos)

Entonces, para poner esta
fórmula en perspectiva,

es como un Newton, este tipo,

está empujando un kilogramo de masa

y eso hace que esa masa se acelere

en un metro por segundo, cada segundo.

Así que aquí tengo un mosquetón.

Si pongo todo mi peso en ello, así,

la pregunta es, ¿cuál es la fuerza

en este momento en este mosquetón?

Así que si observamos la fórmula,

podemos decir que la masa es mi masa

multiplicado por la aceleración.

¿Qué aceleración? Estoy colgando
de un árbol.

No hay movimiento, no hay aceleración...

o hay una aceleración?

(música optimista)

Mira, entonces probablemente
hayas visto este experimento antes,

Tengo un objeto pesado y un objeto ligero.

Y la pregunta es, si dejo ir

los dos a la vez,

¿Cuál va a tocar el suelo primero?

Intentemos.

Entonces sí, cayeron al mismo tiempo,

porque eso es lo que
hace la gravedad,

hace que los objetos caigan
exactamente con la misma aceleración

de 9,8 metros por segundo por segundo.

Entonces estoy colgando de este mosquetón,

la gravedad me tira hacia abajo.

Pero para que no me mueva hacia abajo,

debe haber una fuerza opuesta,
que me estaría tirando hacia arriba.

Aquí tengo un muelle.

Mientras la gravedad tira
de la roca hacia abajo,

el muelle está tirando de
la roca hacia arriba.

Entonces, el mosquetón es en realidad
como un muelle muy, muy rígido,

que me está tirando hacia arriba.

Las moléculas del mosquetón,
cuando estoy colgando de él,

se están separando,

pero les gusta estar juntos,
así que se resisten a abrirse.

No puedes ver esta expansión
en el mosquetón

en fuerzas bajas, pero sí
se puede en las grandes.

Y resulta que este mosquetón

tiene que acelerar mi peso

a los mismos 9,8 metros
por segundo al cuadrado,

que resulta ser de unos 600 Newtons.

Sí, 600 de estos necesitan
sostener a un tipo flaco como yo.

De acuerdo, sigamos, este mosquetón dice

que puede aguantar hasta 26 kilonewtons.

Kilonewton es básicamente mil Newtons.

Entonces significa que podría
aguantar alrededor de 40 "yo"

Me gustaría tener una máquina de clones,

para poder demostrarte esto.

Entonces imagina cuántos videos
podrían crear todos estos yo.

(música brillante)

Entonces, si quieres vernos
crear más videos como este,

haga clic en el botón unirse,
realmente ayuda.

Y te prometo que gastaré cada centavo

que recibo de ustedes en la
compra de una máquina de clonación.

Disfrutar.

(Riéndose) Bien, entonces
puedes colgar 40 "yo"

en un solo mosquetón,
eso es bastante impresionante.

Aunque hay cosas que debes saber.

En primer lugar, estos números

son para equipos nuevos,

el desgaste no entra en esa calificación.

¿Qué tan malo es eso?

Bueno, le pregunté a mi amigo Ryan
del canal de YouTube:

HowNOTtoHighline porque tiene un hobby

de romper cosas.

Y según sus pruebas,

la mayoría de los metales
tienden a durar bastante bien.

Aunque con cosas blandas,
las cosas son totalmente diferentes.

- [Ryan] Cinta Black Diamond
con un MBS de 22 kilonewton.

(zumbido de la máquina)

(sonido metálico)

¿Qué? ¿Estaba el MBS en 22 kilonewtons?

- [Hombre] Sí.

- Sí, una cinta de 22 kilonewtons
se rompió a los seis.

Y aqui esta otro.

- [Ryan] Woo, ésta está
en buenas condiciones.

- [Hombre] Yo no me caería

- [Ryan] No, no me caería.

Sin embargo, ataría a mi perro a esto.

(zumbido de la máquina)

Está bien.

- No ataría a un perro muy grande con eso.

- [Ryan] Bien, ¿qué tan grande es el perro

que podrías haber atado con esto?

Ooh, a Chihuahua.

(El hombre se ríe)

- Sí, así que si eres una
de esas personas

que les gusta ahorrar dinero y usar

cintas muy gastadas, buena suerte.

- [Ryan] 24 kilonewtons,

(zumbido de la máquina)

No se estiró mucho.

Adivina, adivina.

- [Hombre] Lo he visto

- [Ryan] Cuatro kilonewtons,
¿qué demonios tío?

4.000 Newtons,
¿cuánto aguanta esa cinta?

Bueno, es fácil.

Simplemente divide 4.000 Newtons por 9,8.

O si quieres más fácil, por 10
y te salen 400 kilogramos.

Eso suena bastante. ¿No? 400 kilogramos?

Bueno, todas estas conversiones
de fuerza a kilogramos

que he estado hablando hasta ahora

se basan en el hecho de que
el peso cuelga estáticamente.

Una vez que la cosa comienza
a caer, todo cambia.

- ¡Va!

(sonido metálico)

- Entonces, lo que acabas de
ver es un clip de DMM,

donde arrojaron 80 kilogramos de masa,

y eso rompió una cinta de Dyneema nueva.

Ahora mi objetivo no es asustarte,
es todo lo contrario.

Quiero concienciar de que
el material de escalada

no es mágico, y si lo usa
incorrectamente, podría fallar.

Dato curioso, ¿conoces este
chiste que a los escaladores

les gusta contar cuando
fallan en sus pegues?

Que hoy es un día de alta gravedad.

Bueno, resulta que eso es cierto,

la gravedad cambia de un mes a otro.

Así que si eres una de esas personas

que les gusta quejarse de
que hoy hay mucha humedad,

o mala temperatura,
ahora tienes derecho a quejarte

que hoy es un día de mala gravedad, sí!

Está bien, vamos a ver qué pasa

cuando objetos como nosotros,
los escaladores, empezamos a caer.

Eso fue una caída de 10 metros.

A ver cuanta fuerza se

generaría hacia el escalador.

La fórmula para eso sería similar.

a lo que teníamos antes, excepto
que necesitamos multiplicar

esto por la distancia
que caía el escalador,

y dividir por la distancia que
el escalador estaba desacelerando.

¿Te has fijado en lo suave

que fue la caída para el escalador?

Así que imagina conducir un
automóvil en una carretera,

y presionas suavemente
el freno mientras se detiene.

Sin problemas verdad?

Ahora imagina que no conduces tan rápido,

estás en una ciudad,
estás conduciendo despacio,

pero frenas de golpe,

eso no sienta muy bien, ¿verdad?

Esto es lo primero que
quiero que recuerdes

de este video: el impacto al escalador

siempre será multiplicado por la distancia

que el escalador estaba cayendo,
dividido por la distancia

de la fase de desaceleración.

Así que calculemos su distancia de caída

eran unas cuatro cintas exprés,

y su distancia de
desaceleración era de

dos cintas exprés y media.

Y obtenemos alrededor de 860 Newtons.

O si la reemplazáramos por
un "escalador medio"

de 80 kilogramos, eso sería
alrededor de 1,3 kilonewtons,

que no es mucho.

Aunque esta fórmula tiene
un pequeño problema,

porque siempre te dará un
valor un poco más bajo

de lo que sería en la vida real.

Pero mostrarte cómo calcularlo
con mayor precisión

haría que la mayoría
de vosotros probablemente

dejara de ver este video.

Pero no necesitamos hacer eso,

porque podemos confiar en datos
experimentales de la vida real.

¿Y quién es el mejor
para darnos esos datos?

- Hola, soy Ryan Jenks y...

- Y eso es suficiente publicidad para ti.

Lo que hicieron en este video

fue poner un dispositivo que
mide la fuerza en el escalador,

y realizaron una serie de caídas.

- (riendo) Zach.

Para la ciencia, woo hoo.

Eso me pone en 1.87.

La mayoría de las caídas,
que en mi opinión,

serían un buen ejemplo de aseguramiento,

estaban por debajo de los dos kilonewtons.

Ahora echemos un vistazo a
estos dos ejemplos extremos.

El escalador de la izquierda está 5
metros por encima de la chapa

asi que serian 10 metros de caida

más la comba en el sistema.

El asegurador puede tener
alrededor de un metro de comba.

Y probablemente haya otro metro más

entre las cintas exprés.

Entonces, en total, estamos
ante una caída de 12 metros.

Mientras que el escalador de la derecha
tiene la chapa solo a un metro.

Y supongamos que el asegurador
tiene mucho miedo,

y va a bloquear fuerte al escalador.

Así que estamos viendo
una caída de dos metros.

Entonces, una caída larga de 12 metros,
o una pequeña caída de dos metros.

¿Cuál crees que va a ser más
suave para el escalador?

Bueno, a ver: sabemos cuánto

caerán los escaladores.
Pero ahora tenemos que averiguar

los metros de desaceleración
para ambos casos.

Y eso depende principalmente de dos cosas.

Primero está el desplazamiento
del asegurador.

En una caída muy grande,
el asegurador probablemente volará

unos dos metros; mientras que
en una pequeña caída,

supongamos un error muy
común para los principiantes,

donde el asegurador
simplemente recoge comba

y asegura muy duro.

Y el segundo factor es el
estiramiento de la cuerda.

Los fabricantes de cuerdas afirman
que si pones 80 kilogramos

masa en una cuerda dinámica estáticamente,

así, sin movimiento,
la cuerda se estirará un 10%.

Y en estiramiento dinámico,
cuando caes a plomo,

es hasta del 30%.

Bueno, hasta un 30% no
es muy útil para nosotros.

Lo que necesitamos saber es
cuánto estira esta cuerda

de dos a cuatro kilonewtons de fuerza,

ahí es donde están las caídas de plomo.

Y una vez más, le estaba
escribiendo a Ryan.

- Voy a tirar de una cuerda dinámica,

para ver cuánto se estira.

Al principio, pensamos
que sería muy fácil:

"Ve al parque, estira la
cuerda a diferentes fuerzas,

y mide el alargamiento de la cuerda"

Bueno, a veces lo fácil es difícil.

Cuando estiras la cuerda con cierta fuerza

y la mantienes, esa
fuerza sigue ejerciéndose

y la cuerda simplemente se da por vencida.

Si bien esto es muy interesante,
no es importante para nosotros.

Lo único que tenía que hacer
es tirar de la cuerda

tan rápido como pueda a la fuerza deseada,

y medir el estiramiento.

- [Ryan] Bien, Dios mío, esa
es la marca de siete...

6,9 metros... se estira...
cuando tiras...

de una cuerda dinámica...
a 4 kilonewtons.

Pero luego hay otro factor interesante,

cuando sometes la cuerda a mucha fuerza,

se necesita de tiempo para la cuerda

vuelva a su longitud original.

Esto es lo que se conoce
como "descanso de la cuerda",

y fue genial ver esto en acción.

- [Ryan] ¿Ves cómo el Grigri
retrocede lentamente?

Súper interesante, seguramente
mucho más interesante

para mí de lo que es para ti ahora mismo.

Así que tras de pasar como
cuatro horas en el parque

tirando de las cuerdas, los resultados
fueron que en las fuerzas

de 2 a 4 kilonewtons,

la cuerda se estiró hasta un 20%.

Genial, así que usemos eso
en nuestros cálculos.

En una caída grande, tenemos 27
metros de cuerda en total,

por lo que serían 5,4
metros de estiramiento.

Y en una pequeña caída,
tenemos 5 metros de cuerda,

y eso sería 1 metro de estiramiento.

Sin embargo, nuestro asegurador está
entrando en pánico y bloquea fuerte,

así que cogerá la mitad de ese tramo,

dejando sólo medio metro de
estiramiento para el escalador.

Y ta-da!, la caída larga

será dos veces y media
más suave para el escalador

que la pequeña caída.

Me encantan los hechos divertidos,

aquí hay otro.

Imagina que estabas escalando y caiste,

pero la humedad era buena,
la temperatura era buena,

incluso la gravedad era buena ese día.

Aún podrías culpar a la luna.

- [Narrador] Es Insignificante,
pero en realidad,

pesas alrededor de una
millonésima menos de tu peso

cuando la luna está directamente
encima de ti.

- Así que si quieres ascender,
sube cuando la luna

está directamente encima de usted,
de nada.

Recuerdo que estaba proyectando
esta vía realmente larga

de 35 metros, y la primera
vez logré enlazar

todos los crux y llegar a la reunión,

en el momento en que estaba
tirando de la cuerda

para chapar la reunión,

mi asegurador no podía verme muy bien,

así que me dio mucha comba.

Y además de eso, la
chapa antes de la reunión

estaba muy lejos, muy lejos.

Entonces, mientras tiraba de la cuerda,

Perdí el equilibrio y me caí.

La pared pasa frente a mí,

y estoy pensando, "¿Por qué sigo cayendo?

Hmm, esto es inusual".

Cuando paré y miré hacia arriba

había cinco o seis cintas
exprés por encima de mí,

probablemente unos 15 metros de caída.

Pero la caída fue súper suave,
como subirse a un ascensor.

Así que aquí hay otra
conclusión de este video,

si el escalador está muy alto,

tiene mucha cuerda para absorber la caída.

Así que mientras no se caiga sobre algo,

la caída será suave,
no importa cómo la asegures.

Sin embargo, si el escalador
no está tan alto,

no tiene tanta cuerda para
absorber la caída,

entonces el aseguramiento dinámico
suave es realmente importante.

Pregúntale a cualquier escalador delgado,

cuántas veces se dañó los tobillos

debido a capturas duras.

Bien, cambiemos un poco de tema.

Hablemos de la fricción,

porque cuánta más fricción existe,

más dura será la caída para el escalador.

Y aquí hay un ejemplo muy extremo de eso.

- Como se puede ver aquí, hay mucha "Z".

Así que va a haber mucha
fricción cuando me caiga.

Whoo!, para la ciencia.

¡Hazlo!

¡Ay dios mío!

- Así que cuando tienes mucha fricción,

la cuerda cerca del escalador
se estira normalmente,

pero la cuerda más cerca del
asegurador no se estira tanto.

Como tener una cuerda más corta
y un asegurador más pesado

al mismo tiempo.

Y aunque la fuerza al arnés

era de sólo dos kilonewtons y medio,

mucha de la fuerza fue pendular
contra la pared.

- Hazlo.

- Y así es como nos rompemos los tobillos.

Por lo tanto, usar cintas largas
no solo te ayuda a chapar

y evitar situaciones como ésta,

(música)

Sino que también reduce la
fuerza de impacto para el escalador.

Bien, volvamos a la prueba DMM,

rompiendo la cinta.

Los anillos de Dyneema son muy estáticos,
no se estiran nada.

Y espero que a estas
alturas ya entiendas

que esta parada repentina
puede crear fuerzas enormes.

Si no, pídele a alguien que
te dé una bofetada.

Esta parada en la cara será básicamente

lo que necesitas entender.

Hagamos la presunción
exagerada

y probablemente muy inexacta

de que esta cinta se estiraría
unos cinco centímetros.

Entonces, si dejamos caer 80
kilogramos de masa,

la distancia de 120 centímetros,

y la distancia de absorción es
de solo cinco centímetros,

estamos viendo 19 kilonewtons.

Si eso no va a romper el cabestrillo,

definitivamente te va a destrozar.

Woo, si todavía estás mirando,

seguramente significa
que deberías estar

al menos un poco geek.

Así que aquí tienes una propina.

No hay gravedad.

Sí, los objetos no se atraen entre sí,

sólo hay espacio-tiempo.

- Sientes como si te estuvieran
empujando hacia el suelo,

no por una fuerza llamada gravedad,

sino porque el tiempo se
mueve más rápido

para tu cabeza que para tus pies.

- Este y todos los demás
recursos que utilizo

para crear este video
están en la descripción.

Y ahora, por favor, envíale amor a Ryan.

por proporcionarme todos
los datos experimentales

que usé en este video.

Así que no olvides suscribirte
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Disfrutar.