Anlise a pitoes e plaquetas

download Anlise a pitoes e plaquetas

of 27

  • date post

    22-Nov-2014
  • Category

    Sports

  • view

    1.690
  • download

    2

Embed Size (px)

description

muita tecnica

Transcript of Anlise a pitoes e plaquetas

  • 1. Estudo sobre as Protees Fixas utilizadas no Brasil (Grampos) Autores: Marcelo Roberto Jimenez Miguel Freitas Curso de Formao de Guias 1998-1999 Clube Excursionista Carioca Rio de Janeiro, RJ - Brasil
  • 2. Agradecimentos Gostaramos de agradecer aqui a diversas pessoas, sem as quais quase nada do que foi feito neste trabalho teria sido possvel. Queramos agradecer ao Laboratrio de Engenharia Mecnica da PUC-RIO, em particular ao Adrian Giassone pela pacincia ao realizar os testes de resistncia em todas as peas. Obrigado tambm ao Rodrigo C. Ferreira e ao Brs do CETUC, pela ajuda e pelas idias com a pea que foi criada para o ensaio de grampos e com o tubo utilizado no teste da fora de choque da corda. Ao professor Jean Pierre von der Weid pelas idias e discusses sobre fora de queda e grampos, alm do material doado para os testes. Ao Clube Excursionista Carioca, ao Andr Ilha e ao Jos Ivan Calou, pelos grampos fornecidos para os testes, e ao Omar Lacerda, que doou as chapeletas. 2
  • 3. Introduo O objetivo deste trabalho analisar na teoria e na prtica o sistema de segurana utilizado atualmente em escaladas no Brasil. O esforo realizado em todas as partes do sistema ser estudado, e algumas medidas da capacidade de suportar foras sero realizadas em partes individualmente a fim de se avaliar a margem de confiabilidade destas. O sistema to seguro quanto a sua parte mais fraca, e por este motivo, no adianta usar equipamentos de segurana super resistentes e homologados por entidades e padres internacionais, quando as protees fixas geralmente utilizadas no Brasil so os grampos, artefatos de fabricao caseira sobre os quais no existe nenhum controle de qualidade. O grampo a verso brasileira das protees fixas utilizadas no resto do mundo, tais como as chapeletas, apresentando vantagens e desvantagens em relao a esta. Nota: os autores preferiram utilizar o termo popular "chapeleta" na ausncia de uma traduo tcnica em portugus para um tipo de proteo fixa utilizada no exterior. sempre bom lembrar que a vida de pessoas depende diretamente do sistema de segurana, e portanto este assunto deve ser tratado com bastante seriedade. 3
  • 4. Dinmica de uma escalada Antes de entrar na parte terica, os conceitos bsicos de uma escalada sero apresentados. Numa escalada normal, considera-se que existem dois tipos de escaladores. So eles o guia e o participante e cada um est preso a uma das pontas da corda. O guia o escalador que vai na frente, colocando as protees, enquanto o participante lhe d segurana, liberando corda pouco a pouco atravs de algum aparelho gerador de atrito. As protees so classificadas como fixas ou mveis. Protees fixas so aquelas que ficam permanentemente na rocha, tais como grampos e chapeletas. Tudo que o guia tem que fazer prender a corda a essas protees atravs de mosquetes e fitas (costuras). Protees mveis so aquelas que o guia leva com ele devendo prend-las rocha aproveitando caractersticas naturais desta, tais como fendas e bicos de pedra. A corda fica livre para correr atravs das protees para que o guia possa continuar escalando. Na hiptese de uma queda de guia, este cai at que a corda estique, desde que o participante tenha travado a corda em seu aparelho de segurana. Numa queda perfeitamente vertical, o guia cair o dobro da distncia ltima proteo que ele colocou, mais a elasticidade da corda. J na queda de participante, como a corda estar praticamente esticada, este s cair a distncia correspondente elasticidade da corda. Neste tipo de queda, o esforo sobre todo o sistema de segurana muito menor que numa queda de guia. Por este motivo, a queda de guia que ser analisada para se especificar os parmetros de segurana do sistema. 4
  • 5. Modelo terico para uma queda Para avaliarmos teoricamente uma queda de guia, vamos adotar as seguintes hipteses: 1 A queda perfeitamente vertical, ou seja, o guia est exatamente sobre a ltima proteo que ele colocou. 2 O guia cai sem bater na pedra, de modo que toda a energia gerada ser dissipada apenas no sistema de segurana. Seja ento L o comprimento total de corda que vai desde o aparelho gerador de atrito do participante at o n de encordamento no baudrier do guia, e seja H a distncia do n de encordamento do guia at a ltima proteo colocada na rocha. A corda ser modelada como uma mola, cujas caractersticas dependem do seu comprimento. Em geral, uma mola apresenta uma comportamento tal que a fora que ela exerce diretamente proporcional ao deslocamento de seu ponto de equilbrio. Isto pode ser descrito matematicamente pela equao F = -c.x, onde F a fora que a mola exerce, c a constante de proporcionalidade e x o deslocamento. O smbolo usado geralmente quando queremos expressar uma variao de uma grandeza. Observe que o sinal negativo significa que a fora tem sempre direo oposta ao deslocamento. O valor de c nos d a idia da dureza de 5
  • 6. uma mola em relao a outra. No caso de uma corda, este valor depende do comprimento de corda que est sendo usado como mola. Podemos observar na prtica que quando exercemos uma determinada fora sobre a corda (por exemplo, o peso de um participante), o deslocamento obtido maior quando o comprimento de corda maior. Pode-se mostrar matematicamente que a relao que exprime o valor de c numa tal corda c = K / L, onde K uma constante que depende apenas da corda utilizada (marca, modelo, etc.). Em fsica, a palavra energia tem um sentido bem definido, diferentemente do sentido esotrico usualmente atribudo a esta palavra, e usaremos o princpio da conservao da energia no sentido fsico para realizarmos as contas. A energia pode ser dividida em dois tipos: potencial e cintica. A energia cintica aquela relacionada com a velocidade de um corpo. A energia potencial a quantidade de energia que um corpo tem que pode ser transformada em energia cintica ou em calor. No nosso caso, temos dois tipos de energia potencial. A energia potencial gravitacional, que decorre do fato de o escalador estar a uma certa altura da base da escalada. Na base considera-se que a energia potencial gravitacional zero (do cho no passa). O segundo tipo de energia potencial a elstica, que aquela que armazenada na corda quando a esticamos. Durante a queda, a energia potencial gravitacional vai sendo transformada progressivamente em energia cintica, at que a corda comea a esticar. A energia cintica adquirida vai sendo ento armazenada na corda como energia potencial elstica, at que o corpo em queda pare. Neste momento, toda a energia potencial original estar armazenada na corda e como o alongamento da corda mximo, a fora que ela exercer sobre o corpo do guia tambm ser mxima. A esta fora mxima, damos o nome de Fora de Queda. O nome Fora de Choque tambm usado para representar um valor freqentemente encontrado nos manuais das cordas, medido no caso de uma queda UIAA, seguindo um certo conjunto de especificaes, tais como peso do guia, distncia proteo, etc. A energia potencial gravitacional pode ser expressa matematicamente por Epg = m.g.h, onde m a massa do corpo, g a acelerao da gravidade e h a altura que o corpo se encontra do cho. No caso da queda do guia, teremos uma variao na energia potencial expressa por: EPG = E PG _ inicial E PG _ final Sendo hinicial = h0 + H e hfinal = h0 - H + x, onde h0 a altura da ltima proteo. Lembre-se que no nosso sistema de referncia x um valor negativo. EPG = m. g.h = m. g .[(h0 H + x ) (h0 + H )] = m. g .(2 H x ) Note que (2H - x) a variao de altura do guia na queda. Para simplificar os clculos, vamos considerar a variao de altura apenas como 6
  • 7. 2H, supondo que o deslocamento x devido a elasticidade da corda bem menor que a distncia que o guia caiu. A variao de energia potencial elstica por sua vez expressa como: c.x 2 c.x 2 E PE = = 2 2L Se o guia cair at a corda esticar e no se espatifar na base, podemos escrever a seguinte equao de conservao de energia, j simplificada: E PG + EPE = 0 EPG = E PE K .x 2 m. g .2 H = 2L 4m. g. H . L = x 2 K 4m. g . H .L x = K Uma das razes ser positiva e a outra negativa. Vamos escolher a raiz negativa pois no nosso sistema de referncia x negativo. Como sabemos calcular a fora a partir do deslocamento da corda a partir de F = -K.x / L, temos que: