Elementos para sistemas de recuperación: la cuerda


Introducción

El uso de cuerdas no es algo que se vea como difícil de implementar en los sistemas de recuperación de cohetes y cargas útiles. Sin embargo es un elemento que mal dimensionado se puede romper y provoca la caída sin freno del cohete, con los peligros que esto tiene. O sea: no lo subestime...
En este artículo se da una idea general sobre los tipos de cuerdas y su aplicación.


Estructura de la cuerda

Una cuerda se compone de fibras retorcidas una serie de veces cada una de ellas en dirección opuesta a la anterior para formar en primera instancia, las filásticas seguidamente los cordones y por último, la cuerda en sí.
Esta operación da lugar a la cuerda clásica, formada normalmente por tres y en ocasiones más cordones pero existe otra forma de producir cuerda, concretamente tejiendo la filástica en lugar de retorcerla.
En este tipo de cuerda la parte exterior tiene una función a la vez estética y de protección, y la resistencia de la cuerda depende exclusivamente de su parte interna también tejida, conocida como alma.

Ambos tipos de cuerda tienen sus propias características que la adecuan a determinadas aplicaciones. La cuerda torcida es menos flexible y más apta para trabajos duros, mientras que la cuerda tejida es mucho más flexible y si ha sido pretensada, no cede.

La cuerda debe comprarse teniendo presente cual es el tipo más adecuado para el empleo a que está destinada, en particular que tipo de carga va a soportar y si se requiere que sea elástica o no.

Materiales

Las características de una cuerda dependen en gran medida, como es evidente, de las fibras que las componen, por lo que resulta interesante saber cuáles son las características de los distintos materiales. De estas característica es posible deducir las característica de la cuerda.

Los nombres de los materiales pueden resultar un tanto confusos, ya que los términos químicos, como poliéster, están mezclados con nombres comerciales, como Tergal, Dacron, Nylon, etc.
La lista que mas adelante presento corresponde tan solo a las clasificaciones químicas, y la tabla ofrece los nombres comerciales de las principales fibras sintéticas. Debemos también señalar que los fabricantes ofrecen múltiples variantes del mismo producto (de mayor o menor resistencia, elasticidad, etc.).
Los datos brindados corresponden a características medias.

Fibras naturales
Las fibras naturales han sido ya casi universalmente sustituídas por las sintéticas, pero las utilizadas más habitualmente eran el cáñamo, el abacá, el algodón y el sisal.
Aún hoy es posible encontrar cuerdas de cáñamo que hasta hace pocos años constituían el mejor material disponible para la fabricación de cuerdas. Las ventajas de este material son su resistencia a la tensión y su excelente tolerancia al desgaste y los agentes atmosféricos, que es incluso superior a las de las fibras sintéticas. Sus desventajas son que es muy pesada y no es demasiado elástica, pero sobre todo que se pudre con facilidad y debe ser almacenada con cuidado.
El uso de fibras naturales hoy día quedó restringido a los modelos de cohetes pequeños como los de uso en cohetería modelista.

  Fibras sintéticas
Como su propio nombre indica, estas fibras han sido creadas por el hombre a partir de derivados del carbón o del petróleo. Todas ellas son lustrosas, no absorbentes, no se pudren, y tienen un punto de fusión bajo.
Los procesos de su producción hacen posible mejorar características como la delgadez de la fibra, su resistencia y su elasticidad. En general, al aumentar la resistencia de una cuerda, disminuye su flexibilidad.
Cuanto más fina es la fibra, mayor es la flexibilidad y resistencia de la cuerda, pero también disminuye su resistencia a la abrasión o desgaste. Las fibras más comunes son el propileno, la poliamida y el poliéster, pero para dar un cuadro más completo, se ha incluido también el polietileno y la aramida (Kevlar).

  Fibras de polipropileno
Las fibras de polipropileno son conocidas también como olefinas, aunque este nombre es poco usual. Son una de la fibras mas empleadas. Se usan mucho en aplicaciones comerciales, ya que combinan un bajo coste con unas excelentes cualidades mecánicas y una gran resistencia al desgaste. Tienen también una gran resistencia ante los agentes atmosféricos, la luz y los hidrocarburos. Esta es una fibra que flota bien y esta es una forma de distinguirla de la del material de poliamida u otras que no flotan.

  Fibras de poliamida
Estas fibras son mas bien conocidas como Nylon. Tienen unas excelentes características para la fabricación de cuerdas, ya que combinan la resistencia con la elasticidad, lo que les permite absorber cargas de choque mejor que ningún otro material.
No se pudren ni flotan. Las fibras pueden modificarse químicamente para dar otros productos que varían ligeramente (nylon 6, nylon 66 y nylon 11) y se utilizan también como cuerdas de escalada. Los sedales de pesca emplean también fibras de poliamida, ya que tienen que ser a la vez resistentes y flexibles, permitiendo hacer nudos que no se deshagan.

Fibras de poliéster
Las fibras de poliéster tienen unas cualidades mecánicas óptimas junto con una baja elasticidad, por lo que constituyen una buena elección para el caso de no conseguir las de material de Kevlar. Son muy resistentes al desgaste y a los agentes atmosféricos, y pueden ser pretensadas para reducir su deformación bajo tensión. No flotan.

Fibras de polietileno
Las cuerdas de fibra de polietileno no son de fiar. Son muy baratas, pero no son resistentes. Los nudos se escurren con facilidad, por lo que los nudos tienden a deshacerse. Resultan además difíciles de manipular. Con todo, son muy resistentes a los agentes atmosféricos y flotan. No se suele utilizar en aplicaciones de cohetería amateur.

Fibras aramídicas
El producto tiene unas características más parecidas a las del acero que a la de las fibras sintéticas normales. De hecho, este material no se funde, sino que se descompone a 500º C, y tiene una tensión de fractura equivalente a las del acero del mismo diámetro, aunque es ligeramente más elástica. No es demasiado resistente a la luz y no flota. Se utiliza en aplicaciones que necesitan materiales cada vez más ligeros e indeformables. Una cuerda de este material es cuatro veces más resistente que una de acero del mismo tipo, pero la utilización de cuerdas de fibra aramídicas sigue siendo limitada a causa de su muy elevado precio.

Nombres comerciales de las principales fibras sintéticas

Polipropileno: (olefina) Meraklon

Poliamida: (nylon) Perlon, Lilion, Enkalon

Poliéster: Dacron, Terylene, Tergal, Terital, Trevira, Diolen, Wistel

Aramida: Kevlar, Arenka

Comparación entre las fibras utilizadas en la fabricación de cuerda

Diferencias entre cuerdas torcidas y tejidas

Importante:

No siempre es cierto que la mejor cuerda sea la más resistente, ya hay que preveer la existencia de cargas por choque, para ello las poliamidas de poliéster son las mejores. O sea es mejor una cuerda elástica mas que una rígida.

Mantenimiento

Debido a su estructura, las cuerdas constituyen un producto resistente y no necesitan principal atención. Es importante mantenerlas secas para evitar la formación de mohos y limpiar meticulosamente todo depósito de grasa o productos químicos como restos de la cargas de eyección.
El único peligro es el calor, que puede producir daños irreparables, especialmente en el caso de las fibras sintéticas con una temperatura de fusión baja. Por ello las cuerdas deben mantenerse alejadas del calor directo. El calor generado por la fricción puede producir daños similares al fuego. Otro aspecto a considerar es el deshilachamiento de los extremos, debido a lo escurridizo de las fibras. Si los extremos no quedan adecuadamente rematados, se deshilacharán con facilidad inutilizando metro tras metro de cuerda.

Las cuerdas utilizadas con cargas de eyección y en contacto con los gases producidos por ellas deben lavarse con un detergente normal para prendas delicadas. El secado es muy importante y debe hacerse hincapié en que la cuerda quede perfectamente seca.

Consejos prácticos

Verifique en forma práctica que la resistencia de la cuerda a emplear sea la esperada. También la del resto del sistema de los elementos que componen el sistema de recuperación.

Las cargas instantáneas impuestas por la brusca apertura de un paracaídas se pueden absorber por unos cuantos metros de cuerda de características elásticas.

La existencia de un nudo de unión entre dos cuerdas disminuye la resistencia del conjunto hasta alrededor de la mitad de la cuerda más débil.

Una cuerda del doble de diámetro que otra tiene cuatro veces más resistencia.

No utilice jamás dos cuerdas de diferente material juntas, ya que sólo actuará la más rígida al ser sometida a tensión.

No es siempre cierto que la mejor cuerda sea la más resistente, ya que hay que tener presente también su elasticidad, y si la cuerda ha de soportar cargas de choque, las poliamidas de poliéster son las mejores.

Repare los extremos deshilachados inmediatamente; además de su aspecto antiestético, consumen gran cantidad de cuerda al tener que ir cortando para llegar a un sector sano.

No compre cuerdas que sean demasiado rígidas y no se fíe de ningún comerciante que le diga que se suavizarán con el tiempo. Del mismo modo, no confíe en las cuerdas retorcidas que sean excesivamente flexibles, ya que pueden darle una desagradable sorpresa la primera vez que las utilice.