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Cómo instalar las grapas en una vía ferrata

Equipar
Escrito hace 4 años   pablo.calculamos
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Con las grapas hay un debate sumergido sobre cuántas y dónde hay que ponerlas, pero da la impresión de que se obvia lo realmente importante: Cómo ponerlas.

Vamos a tratar de analizarlo considerando 3 aspectos:

  1. La resistencia de la pieza.
  2. La resistencia de la roca.
  3. La seguridad en caso de uso y de accidente.

Empecemos.

1. La resistencia de la pieza

Antes de soltar unas ideas y unos números raros, debemos aclarar que en la vida de la grapa se van a dar 3 tipos de situaciones:

  1. El uso normal, es una situación cuasi permanente porque se dará de forma muy habitual. Miles de veces. Supone que un usuario se agarra a ella y la usa de apoyo para dar el siguiente paso. En números unos 0,80kN.
  2. El uso poco frecuente, que sería el que el usuario se apoya en la grapa para dar un salto a partir de ella. Esa aplicación rápida de la carga supone una fuerza mayor, que valoraremos en unos 2kN. Con los debidos coeficientes de seguridad contaremos 3kN.
  3. El uso accidental, que supondrá que un usuario anclado a la grapa sufra un accidente en el que es esta la que soporta 'el tirón'. Es la misma circunstancia que la que soporta un tensor, así que la carga será la misma que se les pide a ellos: 25kN.

Dicho esto, al turrón.

A la pieza que vamos a empotrar en la roca para que nos ayude a progresar debemos exigirle 2 cosas: no sólo deberá ser capaz de soportar el uso como peldaño sin que tenga una deformación permanente excesiva si no que debe poder resistir una situación de caída sin romperse. (Anotar para un futuro: En una situación accidental podremos permitir que nuestras grapas/tensores/cables se deformen mucho, porque tan sólo queremos que no se partan, pero luego debemos cambiarlos por unas piezas nuevas.)

Para que cumpla con lo primero el técnico que esté proyectando la vía deberá comprobar la flecha que se produce en la grapa cuando actúan sobre ella los 3kN (en el centro de la grapa) que comentábamos antes; flecha que dependerá del diámetro de la grapa, del material y de la distancia que esté separada de la pared.
Y con eso y la tensión que se genera en la pieza verá si se ha superado el limite elástico y se produce una deformación permanente, que deberá ser como máximo de 1mm (criterio francés).

Resulta muy sencillo para cualquier técnico calcular estos valores, pero para los que no lo sean hay que recordar: Tendrás más problemas cuanto... más fina sea la barra (nunca menos de 16mm de diámetro), más se separe de la roca (no más de 15cm), más anchura tenga la grapa (en función de su grosor, ojo):
Si por ejemplo montamos una única barra de acero corrugado B500s (de ferralla) de 16mm y la cargamos a 22cm de la cara de la roca con 250kg, se deformará 50mm. Y de ellos, 37mm serán permanentes DAV Safety Analysis Unit 2008.

Para ver si la grapa se rompe en la situación accidental, tendremos que comprobar que soporte una fuerza vertical de 25kN (dos toneladas y media) y una de extracción de 15kN (tonelada y media) al igual que se hace en la normativa de anclajes en roca UNE-959.
Muy importante: Hay que contar las cargas en el punto medio y también en un extremo.

Yo creo que con todo esto ya debemos tener diseñada una grapa suficientemente resistente como para estar tranquilos. Los números cantan.
No nos basaremos en criterios como 'siempre se han puesto de estas', 'anda que no hay más finas montadas hace mil años' o 'nunca ha pasado nada'. Sí, ya. Ahora firma tú debajo y búscate un seguro RC.

El Mantenimiento

Pero ¡ojo!, no sólo debe ser una grapa fetén cuando la instalemos, si no que debemos pretender darle larga vida a nuestra vía, con lo que además aseguraremos un mantenimiento baratísimo y un cliente contento (¿un ayuntamiento?).

Por eso usaremos materiales que soporten bien su vida a la intemperie sin degradarse. Creo que ya hablé del asunto de la corrosión con el tema de los cables, así que no me repito.
Y como el acero inoxidable es muy caro, y otros materiales como el aluminio necesitarían mucha sección para soportar las cargas, para mí que el punto adecuado está en el acero galvanizado.

¿Sabéis que pasa si ponemos acero sin proteger?. Pues nada, sólo que se oxida...bueno, y que la oxidación no se limita a la parte visible de la barra si no que va corroyendo hacia la parte empotrada en la roca, y si el perímetro de la barra es una finísima capa de oxido ¿quien está pegado a la resina?. Muchas preguntas; mejor lo dejo.

Entre los errores más comunes en vías ya instaladas tenemos:

  1. El uso de diámetros demasiado pequeños.
  2. Grapas que vuelan mucho de la pared (hasta más de medio metro), de forma que cualquier carga en la punta genere un momento flecto mucho mayor.
  3. El uso de aceros sin proteger.
  4. Directamente usar materiales incapaces de resistir lo que deberían.

Equipador, recuerda: El usuario espera que las grapas aguanten.
Si has planteado tu vía de forma que no puedan servir para asegurarse (por ejemplo), dilo.
Pon una nota en el cartel de inicio de la vía, o lo que sea. Algo tipo 'Los únicos puntos de anclaje son los incluidos en la línea de vida'. Lo contrario -desde mi punto de vista- es como poner un tensor en una roca que sabes perfectamente que se puede desprender con la mano.

2. La resistencia de la roca

Estamos aún en fase de proyecto pensando en cuán largas deben ser las patillas de nuestras grapas para poder empotrarlas lo suficiente. Ya sabemos que deberán soportar una fuerza vertical de 25kN y una de extracción de 15kN. ¿que más?

Consideraremos la grapa empotrada en un bloque de hormigón de 25N/mm2 de resistencia; al igual que se hace en la normativa de anclajes en roca UNE-959.
La grapa deberá soportarlo sin romperse ni soltarse del hormigón (hay software que simula el ensayo, no hace falta ponerse a romper cosas para diseñar una grapa).

Anclaje Suelto

Hay que saber que todo es más difícil cuanto peor sea la adherencia a la roca (la barra lisa se suelta con la mitad de carga que la corrugada) y más opciones de giro le demos a la pieza (si te pasas de 6cm de anchura de grapa haciendo un único taladro en la roca).

Bien, ya vemos que tenemos que conseguir que la grapa no se suelte de la roca, y que para facilitarlo no usaremos barras lisas si no corrugadas, roscadas, o con un tratamiento mecánico que aumente su adherencia.

Pero nos queda saber cuánto empotramos la grapa en la roca, que influirá mucho en el presupuesto de la vía ya que:

  1. Aumentamos la cantidad de metros de acero a montar.
  2. Aumentamos el tiempo de taladro y su limpieza.
  3. Aumentamos el volumen de resina que gastamos.

Como es muy complejo 'etiquetar' (caracterizar) un macizo rocoso sin ayuda de un estudio geotécnico, y sería demasiado grosero, por ejemplo, meter a todos los conglomerados o todas las areniscas en el mismo paquete vamos tan sólo a intentar una aproximación:
Sabemos (ahora seguro que sí) que los métodos reconocidos de cálculo asocian la capacidad de la roca para 'retener' la grapa a su resistencia a compresión.

Sabemos que, por ejemplo, un hormigón 'normal' tiene una resistencia a la compresión de 25N/mm2.

Tipo de Roca Resistencia a compresión (N/mm2)
Conglomerados10-100
Areniscas10-100
Margas1-10
Calizas10-100
Calizas margosas2-50
Pizarras 10-50
Volcánicas 1-100

(*) Guía de cimentaciones en obras de carretera. Ministerio de Fomento.

Anclajes Cortos

En función de nuestra roca soporte (como en la tabla de arriba), de su dureza (hay ensayos de campo muy simples), grado de meteorización (ISRM), etc, podemos estimar -procurando ser prudentemente conservadores- lo que esperamos de nuestra pared.
Y en ningún caso empotraremos la barra menos de 10cm.
Ante la duda, un mínimo de 15cm.
A poco 'medio-mala' que la veamos, 20cm.

Como último apunte me atrevo a pedir dos favores que redundarán en una seguridad adecuada:

  1. Es recomendable pagar la diferencia por una resina de calidad. Incluso dentro de cada fabricante hay Clases (con mayúscula). Hay que mirar la ficha.
  2. Fundamental una buena limpieza del taladro o tanto químico y tanta resina y tanto acero no servirá para nada (bueno, ahora hay unas resinas que soportan limpiezas deficientes; si quieren pagarlas tendrán un plus de tranquilidad).

El fallo más normal que encontraremos en las ferratas: poco empotramiento. Por ejemplo 5cm o menos incluso.
Es la parte menos agradecida (la de taladrar) y más costosa, así que inconscientemente se tiende a reducirla. Y si te caes la grapa se suelta.

Anclajes demasiado salientes (© Pmbrea)

3. La seguridad en caso de uso y de accidente

Siendo la función básica de la grapa la de servir de ayuda a la progresión, le vamos a pedir que al menos podamos apoyar el pie en ellas (parece razonable).

Esas dimensiones se han cuantificado en 8cm de profundidad, y para que podamos apoyar los 2 pies al menos 20cm de anchura (no más de 50cm, que empezamos con problemas de resistencia).

Veréis que paso por alto cosas como el agarre de la grapa, la estética, u otras de criterio deportivo como la distancia más cómoda entre apoyos. Eso para los que saben del tema. Aquí sólo temas de seguridad.

En caso de accidente

Atacamos el último punto que hay que considerar cuando diseñamos grapas: Qué papel tienen en caso de accidente.
Y no hablo de la que puede estar haciendo de seguro, si no de las anteriores; las que nos vamos a 'comer' si nos caemos, esas contra las que chocaremos.

Pues parece claro que lo fundamental es que no tengan aristas, que no actúan de cuchillos. Para eso AFNOR limita el radio de giro mínimo en el doblado de las grapas a 30mm y pide siempre contornos redondeados.
Y para piezas con sólo un taladro en la roca (placas, clavijas) les exige por lo tanto un ancho mínimo de 60mm.

El objetivo sería (así, a lo muy bruto) que se produzcan heridas contusas, y no incisas.
Que no podamos clavarnos una clavija en el estómago, que la arista de una grapa no nos desgarre el tórax; ya tenemos suficiente con multi-golpearnos como para que además...

Ya sé que exigir la retirada de las clavijas o similares en las ferratas españolas sería un cataclismo (o mandar sustituir las grapas 'menos redondeadas') pero seguro que no cuesta tanto pensar en ello cuando proyectemos nuestra siguiente vía. ¿no?

También supone un problema si nos encontramos con que una grapa es una de estas de 0,5x0,5m y seguro que nos da. La recomendación es que los elementos de ayuda a la progresión no sobresalgan más de 15cm de la roca.

Sobre estas plataformas hay que señalar que hay opciones distintas para permitir tanto el descanso como la espera a lo largo de un trazado, como sacar un pequeño ramal de la vía equipado con un par de grapas y su correspondiente línea de vida.
Lo cual, dicho sea de paso, favorece los adelantamientos en vías con cierto tráfico tanto como la reagrupación en caso de cordadas guiadas, familias, cuadrillas, etc.

Espero que quede claro que no cualquier hierro o cualquier plástico, puesto de cualquier manera sirve para grapa, ahora nos toca ir viendo lo que nos encontramos por ahí, y confiar en que todo irá a mejor.

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