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Resistência e Segurança de Equipamentos Importantes nas Escaladas e Explorações de Cavernas e Cânions

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Para atividades de explorações em cavernas, cânions ou montanhas, seja para fins científicos ou desportivos, é necessário o uso de alguns equipamentos específicos e por isso foi feito um estudo a respeito desses equipamentos.

Artigo publicado no SIICUSP - Simpósio Internacional de Iniciação Científica e Tecnológica da USP

Autor: Walker Gomes Figueirôa

Orientador: Prof. Dr. José Nivaldo Garcia

INTRODUÇÃO

Para atividades de explorações em cavernas, cânions ou montanhas, seja para fins científicos ou desportivos, é necessário o uso de alguns equipamentos específicos, conforme mostram as figuras 9 e 3 (b). Esses equipamentos devem ser fabricados com qualidade e segurança para não colocar em risco o usuário, devendo-se seguir algumas normas pré-estabelecidas por entidades responsáveis por essa área. No presente estudo foram consideradas para a pesquisa, apenas, as normas européias. Essas normas foram escolhidas por ocupar a Europa a posição atual de “top” mundial nas atividades verticais, e por terem as normas mais bem desenvolvidas e elaboradas mundialmente.

Fig. 1. Modalidades esportivas verticais que exigem a utilização dos equipamentos testados no presente projeto

OBJETIVOS

Criar, desenvolver e testar equipamentos (cadeirinhas fig. 9 e solteiras fig. 3 (b)) para escaladas, explorações de cavernas e cânions (figs. 1 e 2) segundo normas européias de segurança.

Fig. 2. Utilização dos equipamentos na exploração de caverna.

           Detalhe do uso da cadeirinha mostrada na fig. 9 (b)

MATERIAIS E MÉTODOS

Materiais utilizados: Fitas de poliamida, máquinas industriais de costura, linhas, fivelas de duralumínio, cordelete, máquina universal de ensaios (fig. 4), relógio comparador.

Métodos: Foram ensaiadas à tração, 2 tipos de fitas cada uma com 5 amostras, com medição do seu elongamento a cada incremento de 0,2 kN na carga aplicada (fig. 5).

Para o desenvolvimento deste trabalho fez-se necessária uma pesquisa dos materiais têxteis existentes para identificar qual seria o melhor material a ser utilizado. Foram encontradas 3 opções de fitas: poliamida, poliéster e polipropileno. Como a propriedade mais importante é a resistência à tração,  seguida pela resistência à abrasão, a fibra escolhida foi à poliamida:

Poliamida: Não flutua. Possui muito boa resistência à tração, sua densidade é de 1,14 g/cm³ e possui boa resistência à abrasão. Em torno de 6 meses de uso sofre encolhimento devida à absorção de água.

Fig. 3. Anéis de fita para ensaio: (a) da cadeirinha. (b) da solteira e costuras para escalada

Fig. 4. Máquina Universal de Ensaios

Fig. 5. Ensaio de tração mostrando ruptura da perna anterior

Resultados

- As amostras ensaiadas (fig. 3), demonstraram ter resistência mais que suficiente para o uso a que se destina;

- Observa-se no gráfico da fig. 8, grande variabilidade nas rigidezes dos materiais, mas a menor resistência ainda ficou acima da segurança necessária;

- As amostras ensaiadas romperam, na grande maioria, nas linhas de costuras (fig 6);

- Os deslocamentos mostrados pelas amostras constituem-se em características benéficas, pois absorvem energia de choque, diminuindo o impacto no esportista;

- As costuras das extremidades são as mais exigidas inicialmente e, com o aumento da carga, a força vai se distribuindo para as costuras centrais;

Fig. 6. Amostras ensaiadas

Fig. 7. Carga de ruptura de fitas utilizadas em esportes verticais, manufaturadas com tecnologia desenvolvida no projeto

Fig. 8. Diagrama carga-deslocamento de fitas utilizadas em esportes verticais, manufaturadas com tecnologia desenvolvida no projeto

Conclusões

Sendo a qualidade de uma cadeirinha determinada pela combinação de segurança, pouco peso, anatomia, confortabilidade, facilidade de vestir, resistência à tração e abrasão, pode-se concluir que a cadeirinha projetada superou todas as expectativas, atingindo uma qualidade excelente. A resistência mínima exigida pela norma européia EN 12277 é de 15 kN e as resistências conseguidas nos ensaios variaram de 16,6 a 22,4 kN, conforme mostra a fig. 7.

Os anéis de fitas para ancoragens sofrem grande força em uso e, por esse motivo, segundo a norma européia, EN 566, eles devem resistir carga acima de 22 kN e nos ensaios obtiveram-se resistências variando de 22,0 a 30,2 kN, como mostra a fig. 7. 

Conclui-se que ambos os equipamentos atingiram a performance requerida, cada um dentro de sua resistência específica.

Fig. 9. Cadeira para escalada e canyoning (a) e cadeira para espeleologia (b)

Referências bibliográficas

MARBACH, G; TOURTE, B. Técnicas de espeleologia alpina. França: Expé, 2000. 399 p.

SPÉLÉOLOGIE, FÉDÉRATION FRANCAISE. Dossier d’Etudes et de Recherches Du Spéléo  

Secours Français. França. [s.n.]. 1998. 36 p.