Téma: Stanovení kritických hodnot pro jednotlivé metody jištění ve stanovišti při vedení horolezeckého výstupu. Mgr.RADEK LIENERTH, Mgr. JAN BEDNAŘÍK. Fakulta sportovních studií Masarykovy univerzity v Brně, Singingrock 1. Úvod Horolezectví jako sport bylo definováno v průběhu 19. století. S narůstající obtížností výstupů bylo nezbytné užití jištění. Jednoznačným veřejně chápaným symbolem horolezectví se tak až do dnešních dnů stalo lano a jeho prostřednictvím navázání lezeckých partnerů. Právě problematikou jištění a jeho specifického způsobu, tedy jištění ve stanovišti a nosností jednotlivých způsobů se zabývá naše práce. 2. Cíl výzkumu: Stanovit kritické hodnoty zatížení a porovnat uživatelské hledisko u vybraných typů jistícího stanoviště a následně doporučit nebo zamítnout k používání lezeckou veřejností. 3. Metodika výzkumu Zhodnocení druhů jistících stanovišť z uživatelského hlediska, stanovení potenciálních problémů. Změření kritických hodnot u vybraných jistících stanovišť se smyčkou s uzlem. Na základě dvou předešlých kritérií doporučit nejvhodnější způsoby jistícího stanoviště a zamítnout potenciálně chybná řešení. 4. Seznámení s problematikou Jištění bylo zprvu spíše symbolické, užívalo se metod přímých například přes skalní hrot, nebo nepřímých přes tělo. Jelikož se zpočátku nepoužívalo postupové jištění, bylo lano určeno zejména pro druholezce a pád prvolezce byl vyloučen. S rozvojem postupového jištění docházelo i k rozvoji jistící techniky schopné zachytit pád prvolezce. Za přelom v jistící technice považujeme zavedení polovičního lodního uzlu W. Münterem na počátku druhé poloviny 20. stol. Jištění polovičním lodním uzlem znamenalo možnost rozvinutí jistících metod polopřímých a přímých s využitím jistícího stanoviště. 4.1. Základní metody jištění ve stanovišti obr. 1 metody jištění Přímá metoda bez jistícího stanoviště je znázorněna na skice A, při zatížení lana lezcem nese zatížení skalní hrot, zatížení lana v rukou jističe je sníženo o tření lana přes povrch hrotu. Polopřímá metoda s jistícím stanovištěm je znázorněna na skice B, lezec je zajištěn ke skalnímu hrotu, ale zatížení lana lezcem
je přenášeno do jistícího stanoviště až prostřednictvím zatížení těla jističe. Jistič může za nepříznivých okolností nést až plné zatížení lezce. Zatížení lana v rukou jističe je sníženo třením lana v jistící pomůcce. Přímá metoda s jistícím stanovištěm je znázorněna na skice C. Kolem skalního hrotu je vytvořeno jistící stanoviště do něhož je propnuta jistící pomůcka. Váha lezce je směřována přímo na skalní hrot, zatížení rukou jističe je sníženo zajišťovací pomůckou. Jistič je nezávislý na zatížení lana. 4.1.1. Polopřímá metoda s jistícím stanovištěm Od používání přímé a nepřímé metody jištění se v současné době mimo specifické oblasti horolezectví upustilo. Většina lezců v ČR užívá dnes k jištění metody polopřímé a pro první postupové jištění užijí bodu jistícího stanoviště, bohužel aniž si uvědomují možná rizika. riziko stržení lezcem z jistícího stanoviště riziko vyššího zatížení jistícího stanoviště při vysokém pádovém faktoru riziko zranění jističe přiražením do stanoviště Riziko stržení lezcem z jistícího stanoviště nastává při pádech bez postupového jištění, nebo dobírání druholezce, některé jistící pomůcky také nemusejí mít v tomto případě dostatečnou brzdnou sílu. Jistič zpravidla skončí v napnutém sebezajištění s velmi omezenou možností jakékoliv další manipulace, pokud lezec není schopen po pádu odlehčit lano. obr. 2 zatížení prvního postupového jištění Riziko vyššího zatížení jistícího stanoviště vychází z vektorového součtu sil. Teoreticky, protože musíme eliminovat proměnné možnosti snížení rázové síly, jako je zejména dynamické jištění, můžeme pro vysvětlení použít následující příklad (viz. Obr. 2). Lezec vyvinul při pádu s faktorem 1,75 o délce 8 m rázovou sílu na jistící bod odpovídající cca 7 kn (Beal, 2004). V karabině dochází k efektu kladky, kdy je ovšem třením sníženo zatížení na straně jističe na cca 60%. (Tyto hodnoty ověřil a publikoval v rámci své práce pro DAV P. Schubert, 2002) Výsledné zatížení jistícího stanoviště nebo jednoho z jeho bodů jako prvního postupového jištění odpovídá 160 %, tedy 11,2 kn. Tato hodnota je za únosností více než poloviny běžně používaných jistících pomůcek jako jsou frendy, nebo vklíněnce. Současně můžeme na tomto případě demonstrovat i riziko naražení a zranění jističe ve stanovišti. Pozice jističe není zpravidla přímo pod jistícím bodem a pokud stojí volně na stanovišti nebo částečně visí v úvazku, je vzdálenost jistící pomůcky v jeho úvazku od jistícího bodu do 1 m. Nejvyšší zatížení lana v okamžiku zachycení pádu dosahuje v tomto případě (Obr.2) na straně jističe 4,2 kn. Touto silou je tedy jistič zvedán, přitahován směrem k jistícímu bodu. Průměrně disponovaný lezec váží kolem 70 80 kg, šance bezpečného zachycení pádu je tím menší, čím menší je hmotnost jističe. V případně že jistič nemá automaticky zažito dynamické jištění nebo jistí přes samoblokační jistící pomůcku, je kolize jističe a jistícího stanoviště nevyhnutelná.
4.1.2. Přímá metoda s jistícím stanovištěm Je otázkou, proč si většina lezců v ČR oblíbila metodu polopřímého jištění, kterou je možné úspěšně aplikovat při sportovním lezení a na umělých stěnách, ale při použití ve vícedélkových cestách ji můžeme označit za potenciálně velmi nebezpečnou. MK ČHS (Metodická komise Českého horolezeckého svazu) v současné době registruje tento problém v rámci lezecké komunity ČR a právě změna přístupu k těmto jistícím návykům je jedním z cílů vzdělávání nových instruktorů. Pro přímé jištění ve stanovišti se nabízí několik možností a cílem naší práce bylo zhodnotit tato možná řešení z hlediska kritického zatížení. Přímé jištění přes stanoviště nesníží zatížení lezce v okamžiku pádu, naopak je pádový faktor dokonce vyšší, ale eliminuje na nejmenší možnou míru riziko zranění jističe a znemožnění dalších činností vedoucích k pomoci postiženému pádem. V tomto případě je nižší zejména celkové výsledné zatížení stanoviště odpovídající max. 100% zatížení vyvinutého lezcem. Za obecně uznávanou kritickou mez je pokládáno zatížení odpovídající 12 kn. Toto vychází z předpokladu, že člověk snese bez zranění maximálně zatížení odpovídající patnáctinásobku své hmotnosti, tedy 15 x 80 kg = 1200 kg = 12 kn (Procházka, 1990). Právě vzhledem k tomuto faktu jsou dnes konstruována lana jako hlavní část jistícího řetězce. Aby lano splňovalo normu, nesmí jeho rázová síla v okamžiku zachycení pádu překročit 12 kn. Z tohoto faktu vyplývá následující: Aby jistící stanoviště bylo bezpečné, musí vydržet v místě závěsu jistící pomůcky minimálně 12 kn. 4.1.3 Základní pravidla pro jistící stanoviště V našem zkoumání jsme se zaměřili na nejčastěji používané systémy jistícího stanoviště jak v jednom, tak ve dvou bodech. obr. 3 jistící stanoviště Jistící stanoviště pro jištění přímou metodou musí být schopno zachytit zatížení v obou základních směrech, tedy jak pád směrem dolů, tak i odolat tahu nahoru, v případě pádu lezce do postupového jištění následující délky. Mimo výjimečných případů, kdy je stanoviště osazeno fixním jistícím prostředkem osazeným do uměle vyvrtaného otvoru s garantovanou nosností 22 kn, používáme pro tah směrem dolů vždy dva nezávislé jistící body. V případě, že tyto dva jistící body nejsou schopny zachytit tah směrem vzhůru, vkládáme do jistícího stanoviště ještě třetí bod, který je určen právě pro tah vzhůru. Do jistícího stanoviště zapojujeme karabiny, smyčky, případně lano. Využití lana je pro tvorbu stanoviště nevýhodné zejména pro omezení využitelnosti lana v případě nehody. Zejména pro tuto nevýhodu jsme
vyřadili jistící stanoviště se zapojením lana z našeho zkoumání. V praxi jsou v současné době nejoblíbenější a nejpoužívanější jistící stanoviště vytvořená ze smyček, jimiž jsou jednotlivé body provázány do centrálního bodu, který je tvořen buď uzavřenou smyčkou (Obr. 3), nebo centrální karabinou. Všechny karabiny a šité smyčky používané v horolezectví musí splňovat normu 22 kn. Pokud ovšem zapojíme smyčku do jistícího stanoviště, činíme tak zpravidla pomocí uzlů, a to je jádro problému. Jestliže na smyčce nebo lanu vytvoříme uzel, snižujeme jeho garantovanou nosnost. Smyčka je v tento okamžik potenciálně nejslabším místem jistícího řetězce a právě na tuto skutečnost se zaměřuje naše měření. Jistící stanoviště hodnotíme jak po pevnostní stránce v plné nosnosti, tedy při dvou bodech na tah dolů a jednom bodě na tah dolů v případě selhání jednoho bodu, nebo přímo jako jednobodové stanoviště. 5. Hodnocení vybraných druhů jistících stanovišť z uživatelského hlediska 5.1. Vybrané druhy stanoviště v jednom jistícím bodě Jak již bylo zmíněno dříve, jistící stanoviště můžeme zřídit pouze v bodě s garantovanou minimální pevností 22 kn. Tak vysokou zátěž vydrží pouze některé druhy expanzivních nýtů, lepené borháky nebo masivní skalní hodiny. V rámci našeho výzkumu jsme se zaměřili na jištění v nýtu nebo borháku. 5.1.1. Stanoviště s centrální karabinou v nýtu nebo borháku obr. 4 centrální karabina v nýtu Použití karabiny jako centrálního bodu pro jistící stanoviště je nejrychlejší a v ideální poloze i bez jakékoliv ztráty nosnosti. Bohužel zde dochází ke kontaktu kov na kov a zejména při tahu směrem vzhůru poměrně často končí centrální karabina v jistícím bodě napříč, kdy je namáhána sebezajištěním jističe a jistící karabinou HMS. Při nejhorším možném způsobu zatížení, tedy napříč, přesně do nosu karabiny (u otevírací strany zámku), může dojít k poškození centrální karabiny a následné destrukci celého jistícího stanoviště již při cca 3 5 kn (PETZL, 2003). V tomto směru zatížení nejsou karabiny obvykle testovány. Jelikož není možné toto příčné namáhání zcela vyloučit, zaměřili jsme se při stanovení doporučeného postupu na možnosti využití smyčky.
5.1.2. Stanoviště s centrální smyčkou v nýtu, nebo boráku obr. 5 centrální oko z trojité smyčky Trojitě provlečená plochá smyčka je nejpevnějším možným spojením jistícího bodu a jistící karabiny. Na smyčce není uzel a nedochází tak ke snížení nosnosti. Nevýhodou tohoto jistícího systému je zejména nepřehledná manipulace při více lezcích ve stanovišti. Za stresové situace není možné jasně a přehledně umístit karabinu sebe zajištění, tak i karabinu jištění prvolezce. Tuto nevýhodu jsme se pokusili odstranit použitím uzlu, který by vytvořil dvě na sobě při zatížení nezávislá oka. Jedno oko určené pro sebezajištění jističe a druhé pro umístění jistící pomůcky na laně lezce. Přes různé varianty jsme nakonec zvolili lodní uzel, který z uživatelského hlediska splňoval daná kritéria, otázkou bylo, nakolik vyhovuje i po pevnostní stránce. 5.1.3. Stanoviště s využitím lodního uzlu v borháku, nebo kruhu obr. 6 lodní uzel v borháku Lodní uzel vevázaný do jistícího bodu je z uživatelského hlediska optimální kombinací. Jedno záměrně kratší oko je určeno pro umístění jistící pomůcky, delší je určeno pro sebezajištění jističe, případně i dalších spolulezců. Systém je jednoduchý a přehledný. Z uživatelského hlediska jej považujeme za nejvhodnější. Vzhledem k ostrým hranám nýtových plaket nedoporučujeme vázat tento uzel mimo oka borháků nebo kruhů z důvodu rizika naříznutí smyčky o okraj plakety. 5.2. Vybrané druhy jistících stanovišť ve dvou jistících bodech Jistící stanoviště na dvou bodech jsme zvolili z důvodu jeho nejčastějšího výskytu. Dvoubodové vyvázání používáme jak při spojení dvou bodů schopných snést tah dolů i vzhůru, tak jej používáme pro vyvázání dvou bodů na tah dolů a propojení se spodním, třetím bodem, určeným proti tahu vzhůru. Výrazně vyšší hodnoty zatížení se dostavují vždy při tahu dolů. Při vyvazování dvou bodů je vždy třeba dodržovat pravidla týkající se úhlu závěsu, kdy za kritickou mez je pokládáno 90 stupňů. Pro rozklad sil je optimální závěs do 60 stupňů (PETZL, 2004).
5.2.4. Vyvázání dvou bodů dvojitou dračí smyčkou a lodním uzlem obr. 10 dvojitá dračí a lodní smyčka Pokud jsou oba body jistícího stanoviště kvalitativně rovnocenné a jejich nosnost samostatně překračuje 12 kn, je možné požít systém s upřednostněním jednoho z jistících bodů, kdy druhý plní funkci zálohy. Pro tento případ je optimální využít dvojitou dračí smyčku, kterou buď vevážeme přímo do jistícího bodu, nebo spojíme s jistícím bodem pomocí karabiny. Volnou část smyčky zajistíme v druhém bodě lodním uzlem. Druhý bod nebo přímo volné oko smyčky za lodním uzlem použijeme pro umístění sebezajištění. V případě selhání preferovaného jistícího bodu se zatížení kyvadlově zhoupne do lodního uzlu v pojistném bodě. Nárůst rázové síly je v tomto okamžiku minimální. Systém je velmi přehledný a snadno ovladatelný. Z uživatelského hlediska jej můžeme plně doporučit. 6. Hodnocení vybraných druhů z hlediska kritických hodnot Pro hodnocení kritických hodnot jsme zvolili dvě kritéria hodnocení. Prvním je hodnota, při níž došlo k destrukci stanoviště v ideálních podmínkách. Druhým kritériem bylo, kdy došlo k úplné destrukci stanoviště v důsledku selhání jednoho jistícího bodu u dvoubodových stanovišť. Testovaný druh vývazu stanoviště byl zatěžován s postupným nárůstem zatížení až do přetržení smyčky, nebo ukončení testu z jiného důvodu. Pokud naměřené hodnoty překročily v průběhu testování 22 kn, byl test přerušen a klasifikován jako vyhovující. Pokud došlo k destrukci v rozmezí 12 22 kn, byl výsledek zaznamenán a test klasifikován jako vyhovující. Pokud došlo k destrukci při zatížení menším než 12 kn, byl výsledek zaznamenán a označen za nevyhovující. Měření bylo prováděno na interním zařízení firmy Singingrock. Pro měření jsme použili běžné, v obchodní síti dostupné ploché šité smyčky Dynema tloušťky10 mm o deklarované nosnosti 23 kn a ploché šité smyčky Polyamid tloušťky 25 mm o deklarované nosnosti 22 kn. Oba druhy smyček byly výrobky firmy Singingrock. 6.1. Kritické hodnoty při optimálním zatížení jistícího stanoviště Upřesnění testu Kritická Vyhovuje / poznámky hodnota nevyhovuje 1 5.1.1. Centrální karabina 2 5.1.2 Trojitá smyčka dynema 10 mm 3 5.1.3 Lodní smyčka 15,65 kn Ano Volný konec nezatížen, došlo v borháku k prokluzování smyčky až k šití, kde se zablokovala a zůstala až do přetržení. 4 5.2.1. Překrut 5 5.2.2. Vůdcovský uzel 22 kn Ano Praskla karabina na 26,36 kn, s dvojitou smyčkou 6 5.2.3. Vůdcovský uzel na smyčce uprostřed smyčka bez porušení.
7 5.2.4 Dvojitá dračí smyčka v borháku (karabině), dynema 23 kn 8 5.2.4 Dvojitá dračí dynema 23 kn 9 5.2.4 Dvojitá dračí smyčka smyčka v borháku (karabině), 10 5.2.4 Dvojitá dračí 14,36 kn Ano - 12,09 kn Ne Přesah limitu považujeme za minimální a nedostatečný. 6.2. Kritické hodnoty při nejméně vhodném zatížení jistícího stanoviště, selhání jednoho bodu Upřesnění testu Kritická Vyhovuje / poznámky hodnota nevyhovuje 1 5.1.1. Centrální karabina 3-6 kn Ne 3 kn při namáhání karabiny napříč v nosu (Neměřeno, zdroj PETZL), 6 kn průměrná hodnota pro destrukci karabiny při normovaném testu napříč 2 5.1.2 Trojitá smyčka dynema 10 mm 3 5.1.3 Lodní smyčka 15,65 kn Ano Volný konec nezatížen, došlo v borháku k prokluzování smyčky až k šití, kde se zablokovala a zůstala až do přetržení. 4 5.2.1. Překrut 5 5.2.2. Vůdcovský uzel 14 kn Ano Při selhání jednoho bodu, přetržení smyčky s dvojitou smyčkou 6 5.2.3. Vůdcovský uzel na smyčce uprostřed 7 5.2.4 Dvojitá dračí smyčka v borháku (karabině), dynema 23 kn 8 5.2.4 Dvojitá dračí dynema 23 kn 9 5.2.4 Dvojitá dračí smyčka smyčka v borháku (karabině), 10 5.2.4 Dvojitá dračí vedoucí k bodu ve vyjití z uzlu. 3 7 kn Ne Po selhání jednoho bodu začal uzel prokluzovat na 7 kn, pak už síla pulzovala kolem 3 5 kn až do rozvázání. 14,36 kn Ano - 12,09 kn Ne Přesah limitu považujeme za minimální a nedostatečný.
7. Výsledky výzkumu a závěry 7.1. Výsledné hodnocení jistících stanovišť Upřesnění testu Ideální namáhání Nevhodné namáhání Uživatelské hledisko 1 5.1.1. Centrální karabina Ano Ne Ano NE 2 5.1.2 Trojitá smyčka Ano Ano NE NE dynema 10 mm 3 5.1.3 Lodní smyčka Ano Ano Ano ANO v borháku 4 5.2.1. Překrut Ano Ano Ne NE 5 5.2.2. Vůdcovský uzel Ano Ano Ano ANO s dvojitou smyčkou 6 5.2.3. Vůdcovský uzel na Ano Ne Ano NE smyčce uprostřed 7 5.2.4 Dvojitá dračí Ano Ano Ano ANO smyčka v borháku (karabině), dynema 23 kn 8 5.2.4 Dvojitá dračí Ano Ano Ano ANO dynema 23 kn 9 5.2.4 Dvojitá dračí smyčka smyčka v borháku (karabině), 10 5.2.4 Dvojitá dračí Ano Ano Ano ANO Ne Ne Ano NE Celkové hodnocení, doporučení použití k 7.2. Závěry výzkumu Polovina sledovaných systémů jistícího stanoviště vykazuje možné chyby v uživatelském hledisku nebo v hledisku nosnosti, zejména pak při nevhodném zatížení jistícího stanoviště. S přihlédnutím k riziku, jaké může způsobit i pouze potenciální chyba, je nezbytné doporučit vyřazení těchto potenciálně chybných jistících systémů z metodiky výuky horolezectví. Velmi podnětným se stalo zejména sledování vůdcovského uzlu na středu smyčky. O jeho snížené nosnosti z hlediska anomálního namáhání se hovoří například díky problematice slaňování poměrně dlouho, nikdo ale zatím nezměřil tak nízké hodnoty sil vedoucích k jeho rozvázání. Tento fakt je zejména ve vztahu k jiným často užívaným jistícím technikám velmi podnětný a budeme se jím v budoucnu ještě zabývat. Velmi uspokojivé je zejména hodnocení využití lodního uzlu pro jistící stanoviště. Tento systém zavedený do praxe členy ČAHV (České asociace horských vůdců) vykazoval velmi příjemné uživatelské vlastnosti, ale nebylo známo, nakolik snižuje nosnost jistícího stanoviště. Hodnoty, které jsme při testu naměřili, můžeme považovat za vyhovující. Je však nezbytné doplnit, že volný konec určený pro sebe zajištění jističe musí být vždy zatížen nebo zajištěn proti prokluzu v lodním uzlu.
8. použitá literatura Beal M., (2004), Rázová síla teorie a praxe, Beal, 1.vydání Hill P., Start J., (2000), Manuál horolezce a horského vůdce, Železný Praha, 1. vydání Larcher M.,Zak.H, (2004), Seiltechnik, OAV Innsbruck, 2. vydání Procházka V. a kol., (1990), Horolezectví, Olympia Praha, 1. vydání Schubert P., (2002), Bezpečnost a riziko I, Freytag und Bernd, Praha, 1. vydání Schubert P., (2002), Bezpečnost a riziko II, Freytag und Bernd, Praha, 1. vydání Schubert P., (2003), Alpin Lehrplan Band Sicherheit am Berg, BLV Munchen, 4. vydání Semmel Ch., Stoper D, (2005), Sicherungsmethode, Panorama 2/05, str.59-61 Semmel Ch., (2004), Die handbremse, Panorama 2/04, str.61-63 www.petzl.com www.singingrock.com http://sakal.stredozem.cz/metodika/metodika.htm