Sistemas de Vantagem Mecânica
Chamamos de vantagem mecânica um sistema geralmente montado com roldanas e cordas (podendo ser improvisado com mosquetões no lugar das roldanas) que têm a função de multiplicar a força aplicada, dessa forma dividindo o peso da carga, ou seja, é como se fosse uma alavanca que usamos pra levantar algo que com nossa força seria difícil ou impossível.
Em situações onde ocorre a necessidade de tensionar uma corda para uma tirolesa, levantar alguma mochila pesada, ajudar um colega a subir a corda, ajudar a si próprio a subir, retirar uma vítima de um poço ou espaço confinado, ou seja, sempre que tenhamos que aplicar uma força maior que a nossa para tracionar alguma coisa, o mais inteligente é montar um bloco de roldanas ou sistema de vantagem mecânica.
Vamos ver como funciona isso:
Vamos considerar que a massa da carga seja 100Kg. Observe a figura da esquerda: para que a carga suba, a força aplicada deverá ser superior a 100Kg, pois se aplicarmos exatamente 100Kg a carga não sai do lugar - vai ficar "neutra". Portanto, para que esta começe a subir, precisaremos aplicar uma força de aproximadamente 100,1Kg.
Na figura da direita temos uma roldana, que está funcionando como desvio de direção, ou seja, não se movimenta com a carga. Será que muda alguma coisa? Absolutamente, não! aliás, só piora, pois além de não oferecer vantagem mecânica aumenta o atrito gerado pela passagem da corda (pequeno, mas presente) e funciona unicamente como desvio de direção, ou seja, ao invés de puxar de baixo para cima, puxo de cima para baixo.
Conclusão número 1= roldanas fixas não oferecem vantagem mecânica, apenas mudança de direção. Na figura acima temos um sistema 1:1 (lê-se 1 pra 1), ou seja, preciso aplicar a uma força superior a do peso da carga para que essa se movimente.
Vejamos essa outra figura: na da esquerda temos uma roldana móvel, ou seja, movimenta-se com a carga; na figura da direita temos a mesma coisa, porém a corda sai da roldana de baixo e passa por uma roldana fixa, que faz unicamente o sentido da direção da tração mudar.
Nos dois casos temos um sistema 2:1 (lê-se 2 pra 1), ou seja, multiplico a força aplicada por 2 / divido o peso da carga por 2, o que quer dizer a mesma coisa, pois são inversamente proporcionais. Como o peso da carga é de 100Kg, nesse caso vou puxar 50Kg, ou seja, metade. E qual das opções é a melhor? Logicamente a da esquerda, pois a corda sai direto da carga, sem passar pela roldana de mudança de direção que aumenta um pouco o atrito; aliás, na verdade ocorre que teremos uma vantagem mecânica teórica, que é essa que transforma os 100Kg em 50Kg e a vantagem mecânica real, ou seja, se esse sistema for avaliado por algum equipamento eletrônico (como um Dinamômetro), a vantagem real seria aproximadamente 56Kg... por causa do atrito com a roldana.
Conclusão número 2: Roldanas móveis oferecem vantagem mecânica. Para sabermos qual é a vantagem mecânica do sistema, basta contar quantas cordas saem da carga. Essa regra vale para Sistemas Simples, como os apresentados neste post.
Agora pense: qual sistema temos acima? quantos ramais (ou cordas) saem da carga? Parabéns se você respondeu 3; esse é um Sistema 3:1 (3 pra 1), ou Sistema em "Z", por causa da letra "Z" que é formada. Ele divide o peso da carga por 3 ou multiplica a força aplicada por 3, entenda como quiser. O que podemos fazer para deixar esse bloco mais "limpo"? ao invés de utilizarmos duas roldanas simples em cima podemos usar uma dupla! Economizamos um mosquetão, e fica a mesma coisa, conforme figura abaixo:
Continuamos com um sistema 3:1, ou em "Z", agora mais organizado, poupando um mosquetão, que, às vezes, faz falta!!!! Se quiser mais um mosquetão livre, prenda o nó junto com a roldana de baixo.
Conclusão número 3: Sempre que o nó estiver na carga, o sistema será ímpar (1:1, 3:1, 5:1...). Sempre que o nó estiver na ancoragem, o sistema será par (2:1, 4:1, 6:1...); mantenha sempre os sistemas simples e seguros!
Da esquerda para a direita: 2:1, 3:1, 4:1 e 5:1 - perceba que todos estão sem a última roldana fixa, que faz a mudança de direção; se desejarmos que o sentido de tração seja de cima para baixo e não de baixo para cima, como nas ilustrações, basta acrescentarmos essa roldana simples, como no exemplo abaixo (sistema 3:1, com desvio de direção e nó preso no mesmo mosquetão da carga):
Uma coisa muito importante na hora de decidir qual sistema montar: qual a altura útil do sistema? ou seja, quantos metros de profundidade (no caso de um poço) eu consigo alcançar? A resposta é: depende do sistema montado e da quantidade de corda disponível. Por exemplo: se eu preciso resgatar uma vítima que caiu num poço de 20 metros de profundidade com uma corda de 50 metros não é possível utilizar um sistema 4:1, pois 4 (vantagem mecânica do sistema) x 20 (profundidade do poço) = 80, ou seja, será necessário um mínimo de 85 metros de corda (80 metros de corda distribuída nas 4 vias do bloco de roldanas mais 5 metros para uso do socorrista como nós, etc). Nesse caso o sistema mais recomendado seria um 2:1, pois 2 x 20 = 40, ou seja, 40 metros de corda vão ficar distribuídos no bloco de roldanas e irá sobrar 10 metros para uso do socorrista. Veja a figura abaixo:
Conclusão número 5: Tenha certeza de que o bloco de roldanas irá chegar ao fundo do poço ou espaço confinado e se a quantidade de corda disponível permite a montagem do sistema escolhido.
Atenção: Existem outros sistemas de vantagem mecânica (sistemas reduzidos) que permitem o resoloção do caso exposto como exemplo (sistema 4:1, 20 metros de vertical com 50 metros de corda) que serão descritos no próximo post.
Agora pense comigo: se você estiver puxando alguém, e acontece alguma coisa do tipo, uma diarréia ou um enxame de abelhas voando em direção ao socorrista, será que alguém consegue manter a calma e bloquear o sistema antes de soltar a corda e sair correndo desesperadamente? Difícil.... eu admito que soltaria... Por isso é obrigatório montar um sistema que bloqueie o seu bloco de roldanas se a corda escapar da mão. Chamamos isso de Captura de Progresso. Essa é a conclusão número 6!!!
A Captura de Progresso pode ser montada com um bloqueador mecânico (como um ID, RIG, da Petzl) ou um nó blocante (como o prussik). É mais comum e barato utilizar o prussik. Para fazer esse nó e sua montagem siga a figura abaixo:
Figura da esquerda: Nó prussik; figura da direita: Nó Duplo Pescador, para coser o cordino/corda.
Na figura acima temos uma ilustração do funcionamento da captura da progresso (seta cinza) em um sistema 1:1; ao soltar a mão de comando, que estava puxando a carga para cima, imadiatamente os nós prussik esmagam a corda, evitando que a carga caia. No vídeo abaixo essa demonstração fica mais clara:
Espero que tenham gostado dessa primeira parte sobre sistemas de vantagem mecânica.
