¿A qué ángulo se debe atornillar un tornillo para hielo en el hielo?

Recientemente estábamos escalando un glaciar con el hielo en un ángulo de alrededor de 80°. Estábamos colocando los tornillos de hielo inclinados ligeramente hacia arriba con respecto a la pendiente de la pared de hielo.

Sin embargo, uno de nuestro equipo, que se queda en Noruega, dijo que los tornillos siempre deben estar inclinados hacia abajo de modo que el peso lo tomen completamente las roscas del tornillo y no el parche de hielo que rodea el tornillo de hielo. Aparentemente, así le enseñó un guía mientras subía una cascada congelada.

Para nosotros, fue natural inclinar los tornillos para hielo de modo que, en caso de una caída, el tornillo se sujetara al hielo (similar a inclinar las estacas de una tienda de campaña lejos de la tienda). Me parece un poco arriesgada la afirmación de que el peso de una caída debe ser absorbido por completo por el tornillo de hielo y sus roscas.

Entonces, ¿es correcta la afirmación? ¿Cuál es la práctica general? ¿Varía la práctica para escalar una cascada (ya que dañar el hielo allí podría provocar la caída de una losa completa de la cascada?)?

¿Estás hablando de tornillos de hielo o pitones? Esas son cosas completamente diferentes. Una respuesta correcta a su pregunta depende del tipo exacto de equipo de protección utilizado.
@Guran Editado. Me refiero a los tornillos. La mayoría usa el término pitones de hielo y tornillos de hielo indistintamente.
Está bien. Aunque hoy en día no tienen mucho uso, también hay "tornillos" de hielo martillados (es decir, "jabalíes"), más parecidos a pitones. Probablemente quieras inclinarlos hacia arriba.
Tenga en cuenta que no es que el hielo y los hilos no puedan soportar el peso. Definitivamente pueden. Es solo que el hielo no puede soportar muy bien los impactos repentinos y es por eso que las personas usan hondas explosivas para absorber la mayor cantidad de energía posible.

Respuestas (2)

Todos los recursos que puedo encontrar dicen que debe hacerse con la punta del tornillo hacia arriba y la percha hacia abajo con un ángulo de hasta veinte grados con respecto a la horizontal.

Al contrario de lo que puedas pensar, el mejor ángulo para los tornillos es ligeramente hacia arriba, lo que significa que la percha está ligeramente más baja que los dientes en el hielo. Este método contrario a la intuición es mejor porque el poder de sujeción proviene de las propias roscas y no de un efecto de "piquete de nieve", lo que significa que no obtiene ninguna ventaja mecánica al tener el eje del tornillo apalancado contra el hielo (Fig. 2).

Cómo construir anclas de hielo para bombarderos

Más sorprendentes fueron los hallazgos de Harmston sobre el ángulo del tornillo. Resulta que los tornillos se sujetan mucho mejor cuando están inclinados en la dirección de la fuerza de caída, como en el segundo escenario anterior. Quizás no hace falta decir que esto no es intuitivo. Gran parte de la fuerza es entonces resistida por las roscas en lugar de la circunferencia del tornillo mismo. Esta tampoco es una diferencia pequeña: un tornillo de hielo colocado en un ángulo hacia abajo es el doble de fuerte que un tornillo colocado en un ángulo "negativo" hacia arriba.

Física de engranajes: cómo los tornillos de hielo evitan que los escaladores de hielo caigan y mueran

Las pruebas limitadas realizadas por Chris Harmston de Black Diamond y Craig Luebben hace unos 10 años mostraron que los tornillos para hielo con el extremo del colgador inclinado hacia abajo (ángulo negativo) hasta 20 grados eran más resistentes que los tornillos con el colgador paralelo al hielo o ligeramente inclinados hacia arriba (ángulo positivo). ángulo). Sin embargo, un ángulo negativo no aumenta la resistencia de los hilos; más bien, disminuye la posibilidad de que el hielo salga por debajo del tornillo.

(Este artículo enlaza con el informe de investigación real de 1999 de Chris Harmston )

¿Debo inclinar los tornillos para hielo hacia abajo?

Alguna vez se pensó que era necesario o beneficioso que los tornillos para hielo se colocaran horizontalmente o con la percha hacia arriba para una sujeción óptima. Sin embargo, desde entonces se ha encontrado experimentalmente que un tornillo colocado con la punta en ángulo hacia arriba a menudo se sostiene igual o mejor. Se cree que este sorprendente resultado se debe al papel previamente subestimado de las roscas para mantener el tornillo en su lugar. Sin embargo, generalmente se recomiendan colocaciones horizontales.

Wikipedia

Por lo tanto, querrá inclinar la punta hacia arriba en el hielo con la percha apuntando hacia abajo.

¡Guau! ¡Eso es algo que es tan contrario a la intuición!
¿Podemos tener algunas fotos? Estoy confundido con todos los altibajos: D
Esta es una buena respuesta, pero tal vez debería agregar que el factor más importante para la fuerza del ancla del hielo es la calidad del hielo. Asegúrese de que todas las roscas encajen en el hielo sólido y que el tornillo esté completamente introducido.
Tal vez ayudando a la intuición: el hielo es mucho más fuerte cuando se tira / estira que cuando se comprime. Al inclinar hacia la dirección de tracción, se optimiza para que se cargue más hielo mediante las "fuerzas de tracción"
También se podría señalar que los tornillos para hielo definitivamente no están diseñados para soportar cargas de momento de alto factor si no se atornillan casi completamente. Se doblarán y fallarán si sobresale demasiado y el hielo no dar primero
@OddDeer Agregó una foto
Hace unos 20 años, leí un informe sobre una investigación realizada en uno de los fabricantes de engranajes (posiblemente Black Diamond, como usted cita); los autores no tenían un servidor FTP o Web; publicaron copias en papel para aquellos de nosotros que respondimos a su publicación en el grupo de noticias (en uk.rec.climbing, creo). La conclusión fue que alrededor de 10-20° de la horizontal (dientes más altos que el colgador) es mejor en buen hielo . En hielo más pobre, los resultados fueron mucho menos claros, y sus pruebas sugirieron que, en algunos casos, la percha alta funcionó mejor.
@TobySpeight Me pregunto si el hielo de un glaciar en comparación con el de una cascada congelada también marcaría la diferencia. El hielo glacial suele ser más antiguo y mucho más duro.
Para que esto parezca más intuitivo, considere esto: ¿Sería más fácil triturar un poco de hielo o separarlo? Colocar el tornillo con la punta en ángulo hacia abajo en el hielo significa que el peso en el hangar intenta aplastar el hielo debajo del hangar, lo cual no es tan difícil de hacer. Colocar el tornillo con la punta en ángulo hacia arriba y el hangar hacia abajo significa que el peso en el hangar intenta separar el hielo, lo que es significativamente más difícil.
@imsodin y David Schwartz, no creo que esto tenga sentido. Independientemente del ángulo, casi toda la fuerza entre el hielo y el tornillo es de compresión. La principal diferencia es que si el tornillo está inclinado con la punta hacia abajo, la mayor parte de esa compresión se concentra en un punto pequeño: el borde inferior del borde del orificio, y eso puede romperse con bastante facilidad y simplemente caerse. Con la punta hacia arriba OTOH, la fuerza se distribuye por igual a la rosca a lo largo de todo el tornillo, e incluso si falla parte de la rosca en el hielo, simplemente se atascará en el orificio y, por lo tanto, mantendrá el tornillo sujeto.

Análisis de elementos finitos

Ice Screw Analysis de John Gregel muestra modelos informáticos de las tensiones aplicadas a un tornillo idealizado en bloques de hielo de diferente resistencia en tres ángulos:

  • Percha de +15 ° más alta que la punta / 'hacia abajo' en la respuesta de Charlie Brumbaugh
  • 0° horizontales
  • Percha de -15 ° más abajo que la punta / 'hacia arriba' en la respuesta de Charlie

Muestra la diferencia más obvia con un tornillo de 13 cm en lo que él llama hielo de resistencia media:

Tornillo de hielo de 13 cm a +15°
Tornillo de hielo de 13 cm a +15°

Tornillo de hielo de 13 cm a 0°
Tornillo de hielo de 13 cm a 0°

Tornillo de hielo de 13 cm a -15°
Tornillo de hielo de 13 cm a -15°

Concluye con:

Como muestran las figuras anteriores, colocar los tornillos para hielo en un ángulo negativo reducirá la tensión tanto en el tornillo como en el hielo.

Petzl

Curiosamente, Petzl todavía (mayo de 2018) recomienda la colocación horizontal: Imagen del Aviso técnico para Laser Ice Screws G0003700D [1.74 MB PDF]Esquema de colocación del tornillo de hielo Petzl