落下率と衝撃荷重(理論と実践)

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落下率と衝撃荷重(理論)

落下率と衝撃荷重は、クライミングでの墜落を物理的に考える上で重要なコンセプトです。この2つのコンセプトを理解するためには、物理の基本を思い出す必要があります。それは「物体が落下すると、その物体は運動エネルギーを持つ」ということです。クライマーの墜落によって生じたエネルギーは、ビレイシステム全体、特にロープとクライマーの身体によって吸収されます。

理論上の落下率

落下率は、クライミングにおける墜落の重大さを表すときによく用いられます。ダイナミックロープでは0 ~ 2 の値になります。

ここに挙げる例では、自由落下する距離は全て同じです。違いは繰り出されたロープの長さです。繰り出されたロープが長ければ長いほど、墜落によるエネルギーを吸収する力は大きくなります。

実際の落下率

理論上の落下率は、ロープと岩やクイックドローとの摩擦を考慮していません。これらの摩擦は、墜落のエネルギーがロープ全体に伝わらない原因となります。したがって、墜落のエネルギーはロープの一部分(実線部分)だけでしか吸収されません(この部分を「有効なロープの長さ」と呼びます)。故に、実際の落下率について考えることが重要となります。

実際の落下率は、理論上の落下率よりも大きくなります。クライマーがロープドラッグを減らすための注意を怠ると、実際の落下率は容易に大きくなってしまいます。結果として、「衝撃荷重」と呼ばれる墜落時にクライマーが受ける力が大きくなります。

落下率はロープのみを考慮したものなので、それだけで墜落の重大さを表すことにはなりません。墜落したクライマーが直接受ける力である「衝撃荷重」について考えることの方が重要です。

衝撃荷重

衝撃荷重を求めるためには、落下率だけでなくその他の要素も考慮する必要があります:ビレイヤーの動き、ビレイヤーの身体、器具とロープの摩擦等。これらは、墜落のエネルギーを吸収する上で重要な要素です。

ロープのスペックとして示されている衝撃荷重値(EN 892 規格に基づいて、実験室でのテストで得られた数値)と、実際にフィールドで生じる衝撃荷重は異なるものであることを理解することが重要です。規格に基づいてシングルロープを試験する際は、ロープを固定し、80 kg のおもりを落下率 1.77 で落下させ、最大衝撃荷重を測定します。

ロープのスペック上の衝撃荷重がクライマーにかかることはまずありません。墜落のエネルギーを吸収するのはロープだけではありません。ビレイヤーの身体や動き等、他の要素がより重要な働きをします。

落下率と衝撃荷重(実践)

1.ダイナミックビレイ

ダイナミックビレイとは、ロープを 3、4 m たるませることではありません。ロープをたるませると墜落する距離が長くなり、また墜落はより深刻なものになります。
ダイナミックビレイをする上で最も重要な役割をするのは、ビレイヤーであってビレイ器具ではありません。衝撃を吸収するには、ビレイヤーはクライマーの墜落に合わせた動きをしなければなりません。ダイナミックビレイでは、衝撃がかかる瞬間(ロープが引かれる瞬間)に前方に1歩踏み出す、もしくは小さくジャンプします。このタイミングが重要です。動きが遅すぎたり早すぎたりすると、意味がないばかりか危険になることもあります。自分より重いクライマーをビレイする場合は、ただ引かれるにまかせればよいだけなので、ダイナミックビレイはより簡単になります。ただし、踏ん張ることができるように足を前に出し、末端側のロープから手を放さないように注意しなければなりません。

ダイナミックビレイを身に付けるには、実践を通して培った経験と直感が必要です。
マルチピッチルートでは、ビレイヤーはセルフビレイにより動きが制限されます。アンカーより下に、十分な距離をとってセルフビレイをとることをお勧めします。

2.ロープドラッグを少なくする

A. アンカーにかかる衝撃 – プーリー現象

墜落をした時、最終アンカーには、クライマーの荷重(衝撃荷重)とビレイヤーが墜落を止める力の両方がかかります(力のつり合いの法則)。
衝撃荷重(F)が 5 kN(クライミングでは深刻な墜落)の場合、アンカーには 8 kN(1.6 F)の力がかかります。

UIAA 及び EN 規格ではアンカーに対して垂直方向に 25 kN の強度が要求されているので、しっかりとしたアンカーであればこのような場合でもまだ安全マージンがあると考えることができます。
しかし、あまり信頼できないようなアンカー(例: 腐食したアンカー、残置ピトン、適切にセットされていないナッツ、アイススクリュー)では、クライマーにかかる衝撃荷重を軽減し、アンカーにかかる力を小さくするように注意しなければな りません。

墜落時の力の分散

岩やクイックドローとの摩擦から、力の分散は以下のようになります:
– 衝撃荷重 = F
– アンカーにかかる力 = 1.6 F
– ビレイヤーにかかる力 = 2/3 F

B. ロープの流れをよくする

ロープドラッグを減らすことができれば、墜落のエネルギーはロープ全体により均等に分散され、クライマーにかかる衝撃荷重を抑えることができます。スリングを伸ばしたり、ダブルロープをうまく使うことにより、ロープの流れをよくすることができます。

注意: こちらに掲載した内容はすべてを網羅するものではありません。取扱説明書、テクニカルマニュアルもご参照ください。技術的なトレーニングも必ず行ってください。