Polipastos y Polifrenos

• Intruccion

Es habitual en el día a día de los trabajos verticales que necesitemos desplazar una carga cuya masa sea demasiado pesada para poder moverla aplicando la fuerza de una sola persona. Para hacer frente a esta contingencia solemos recurrir a los polipastos y polifrenos. En este artículo vamos a abordar su funcionamiento desde un punto de vista teórico y repasar algunas de las soluciones que nos pueden facilitar las cosas.

La utilización de polipastos es muy útil en la realización de las siguientes maniobras:

• Maniobras de izado de material.
• Maniobras de rescate.
• Otros: tensar tirolinas remolcado de vehículos con sus cabrestantes, etc.

La elección del polipasto dependerá́ de los siguientes factores:

• Metros de la vertical y de cuerdas disponibles.
• Número de poleas: según aumente el numero de poleas móviles en el polipasto se conseguirá́ una mayor desmultiplicación de la fuerza ejercida. Por ejemplo, con una polea se aplica la mitad de esfuerzo para elevar una determinada carga que si elevara sin polea; con dos poleas se aplica un tercio del esfuerzo que, si se elevara sin polea y así́, sucesivamente.
• Número de efectivos para el izado (a mayor número de desmultiplicación).
• Cantidad de peso a elevar (a mayor peso mayor desmultiplicación).
• Rapidez del sistema (cuanta más desmultiplicación, más lento es el sistema).
• Calidad de los anclajes SAS (a mayor desmultiplicación menor carga en los anclajes).

• Componentes de los polipastos

Tal como se decía al principio, los polipastos combinan poleas fijas y móviles, también llamadas palancas de primera clase y palancas de segunda clase. También pueden incluir un freno o bloqueador, siempre combinado con una polea, recibiendo el nombre de polifreno. Antes de presentar los diferentes tipos de polipastos vamos a conocer mejor estos elementos.

• Polea fija

Es una palanca de primera clase. Un ejemplo que nos permitirá́ visualizar el funcionamiento de este tipo de palanca, son los balancines de los parques de niños. El punto de apoyo está situado entre el empuje y la resistencia.

En una polea fija este apoyo se. localiza en el eje de la polea (A). Como la roldana* es redonda, la distancia (AR) entre el punto de apoyo (A) y el punto en que la cuerda deja la roldana y se dirige
a la resistencia (R), es igual a la distancia (AE) entre el punto de apoyo (A) y el punto en que la cuerda deja la roldana para dirigirse al esfuerzo (E).

Por ello, en este caso, los dos brazos son iguales (AR = AE) y la ventaja mecánica es de 1:1. Así́, para levantar una resistencia de 100 kg (R=100 kg), tendremos que aplicar un esfuerzo de 100 kg (E=100 kg).

• Polea móvil

Es una palanca de segunda clase. En este caso, el ejemplo seria el de una carretilla. En ella el punto de apoyo y el empuje o potencia están cada uno a un extremo y la resistencia en el centro. En una polea móvil el punto de apoyo (A) se encuentra en el filo de la roldana, debajo del punto en que la cuerda se une al anclaje. En este caso, el brazo de
palanca AR se extiende desde el
punto de apoyo A, a la resistencia R en el eje de la roldana (que es donde está la carga). Por su parte el brazo AE, va desde el punto de apoyo A hasta el esfuerzo E (que es desde donde estiramos para elevar la carga).

El brazo AE, tiene el doble de longitud que el brazo AR, por lo que la ventaja mecánica es de 2:1. Así́, si queremos levantar una carga de 100 kg (R = 100 kg), la fuerza necesaria para elevarla es de 50 kg (E = 50 kg).

• Polifreno

Como su propio nombre indica, está compuesto por una polea y un freno. La polea sirve de reenvió, lo que permitirá́ al “regulador” izar una carga no muy grande utilizando el peso de su cuerpo. Por su parte el bloqueador (o freno) sirve para que la carga no retroceda cuando dejamos de izarla.

En el mercado hay poleas con el bloqueador incorporado que permiten montar de manera más simple los sistemas anti retorno en los polipastos (por ejemplo, pro-traxion y mini-traxion entre otras). Entre ellos
destaca el PRO-TRAXION, ya que su diseño, además del orificio superior para la conexión al anclaje mediante mosquetón, tiene un orificio inferior que per- mite conectar otra polea con un mosquetón. Además, permite colocar y retirar la cuerda sin desenganchar la polea.

Polifreno con Basic

• Tipos de polipastos

Existen diversas posibilidades a la hora de combinar los elementos que formen el conjunto. Estas combinaciones y, en concreto, el número de poleas móviles que incorpore, determinaran el grado de desmultiplicación.

Como el polipasto es el resultado de la combinación de los dos tipos de poleas (fijas y móviles), se beneficia de la ventaja de ambos sistemas: disminuir el esfuerzo y una correcta dirección de tiro.

Los factores de desmultiplicación (2:1, 3:1 etc.) se determinan en situaciones ideales donde se considera que no existen rozamientos en el giro de la polea sobre su eje, ni entre la polea y la cuerda que realiza el esfuerzo, que el radio de las poleas es igual y que no existe dinamismo en la cuerda; por tanto, los datos obtenidos en el laboratorio no alcanzan el valor teórico. Sin embargo, como su magnitud es muy inferior a la del esfuerzo conjunto de la polea y la cuerda, los valores no son muy distantes (por ejemplo, en lugar de obtener un factor de desmultiplicación de 2, se obtiene 1,8).

En la ilustración de la pagina siguiente (imagen 46) encontraremos los siguientes datos sobre el uso de los polipastos:

• El ahorro de fuerza para elevar una carga de 100 kg según sea la disposición de las poleas.
• La carga de rotura de la cuerda al pasar por la leva dentada del polifreno.
• La carga máxima de trabajo (limitada fundamentalmente por las poleas).
• Carga en el punto de anclaje (recordar el efecto polea visto en el capitulo anterior), en este caso carga real, al tener en cuenta los rozamientos.
• Eficiencias es decir ventajas mecánicas.
• Fuerza teórica (sin tener en cuenta rozamientos).
• Fuerza real (influye el diámetro de las poleas utilizadas, rozamientos y pesos).
• Longitud de cuerda estirada (número de veces la longitud recorrida por el peso).

• Polipastos simples

Los polipastos simples son aquellos cuya ventaja mecánica se obtiene de la suma de poleas móviles utilizadas en la carga.

Un sistema para calcular la ventaja mecánica que nos proporciona un sistema de polipasto simple, es contar en paralelo las cuerdas que soportan la carga, así́ en el ejemplo de la tabla anterior vemos cómo va aumentando la desmultiplicación de izquierda a dcha. 1:1, 2:1, 3:1, 4:1.

Según la ventaja mecánica, los polipastos simples pueden ser de diversos tipos.  

1. Polipasto 2:1

Al tener una polea que se mueve con la carga (móvil) obtenemos una desmultiplicación de la mitad:

F = P/ 2

Donde:

F= Fuerza ejercida                P= Peso

Esto es así́, siempre y cuando las cuerdas estén paralelas (ángulo de 0o) ya que no se suele tener en cuenta. En mu- chas publicaciones se dibujan angulaciones de 60o, aunque con ese ángulo perdemos lo que ganamos:

• 0o = P/2 • 45o = P/1,4
• 30o = P/1,7 • 60o =

b) Polipasto 3:1

Es el más común y también se le llama “polipasto en N”. Es muy versátil para elevar cargas. Consiste en la combinación de una polea móvil y una polea fija (polifreno).

• Su ventaja mecánica como su propio nombre indica es de 3:1.
• Para su montaje necesitamos el siguiente material: polifreno, polea, bloqueador y dos mosquetones simétricos con seguro.
• El polifreno se monta en el punto de anclaje para evitar que se caiga la carga mientras movemos la otra polea con otro bloqueador para poder tirar de la carga.
• El procedimiento es el siguiente: se va izando la carga hasta que la bloqueadora polea móvil llegue al polifreno. Se aleja tanto como podemos y continuamos el izado. Repetimos el procedimiento hasta que la carga llegue arriba.
• Tal como hemos venido diciendo, el polifreno se puede sustituir por un ID para poder revertir con rapidez el sistema ascenso – descenso.

             c) Polipasto 5:1

El montaje es similar al polipasto 3:1 en “N”. La diferencia estriba en que, o bien se añade otra polea móvil al bloqueador o bien se sustituye la que teníamos (la móvil) por una doble (llamada también twin o tándem) y se añade otra polea fija en el punto de anclaje SAS. De esta manera obtendremos una desmultiplicación 5:1. Este incremento en la desmultiplicación, determina que, en su montaje, sean necesarios más metros de cuerda.

En ocasiones, para aprovechar toda la longitud de la cuerda larga, podemos hacer el polipasto con la cuerda auxiliar. Esto se realiza montando un polifreno o ID en la cuerda de tracción y, a continuación, se hace un polipasto 5:1 con una cuerda auxiliar desde el bloqueador. A medida que vamos izando la carga vamos recogiendo la cuerda de tracción. Al igual que en los anteriores polipastos, cuando llegue el bloqueador al poli- freno lo alejamos y volvemos a izar hasta que llegue la carga

• Polipastos compuestos

Son polipastos montados sobre otros polipastos. Para calcular la ventaja mecánica, tenemos que calcular por separado la VM de cada uno de los polipastos y después multiplicarlos.

a) Polipasto 9:1

Como muestra la siguiente ilustración, sobre un polipasto 3:1 se monta otro 3:1. La ventaja mecánica es el resultado de la multiplicación de ambos sistemas, esto es 9:1

En la practica tanta desmultiplicación, requiere mucha cuerda y ofrece poco avance en cada tracción, por lo que no es muy útil salvo que se sea necesario mover una carga con pocos efectivos.

b) Polipasto 6:1

En este caso, se montaría un polipasto 3:1 sobre otro 2:1. El resultado es un polipasto con ventaja mecánica 6:1.

• Rescate en montaña profesional.

Son muchas las ocasiones en las que los equipos profesionales de rescate en montaña se ven obligados a realizar sistemas de poleas con el fin de izar al herido a una zona de evacuación. Las técnicas de autorrescate son básicas y nos pueden sacar de muchos apuros, no obstante, los equipos organizados de rescate disponen de otros materiales de rescate alternativos al sistema de poleas, por ejemplo, tornos de rescate. Sin embargo y dependiendo de la situación del terreno, material y personal disponible los sistemas de poleas son empleados muy a menudo, de acuerdo con las necesidades.

Si tienes preguntas o nos necesitas no dudes en contactarnos, podemos ayudarte con temas en trabajos verticales y temas como poda en altura.