Katrol

Met touw en katrol zijn, net als bij een hefboom, makkelijk grote krachten te ontwikkelen, maar het kan ook eenvoudig misgaan. Zo moest een Belgische bouwvakker ooit aan de arbeidsinspectie uitleggen waarom hij zoveel letsel van verschillende aard bij een ongeval opliep. Het draaide daarbij allemaal om een katrol.

Zijn relaas in het kort: „Zoals u weet, ben ik metselaar. Op de dag van het ongeval lag er op de vijfde verdieping nog 250 kilo stenen die naar beneden moesten. In plaats van deze met de hand langs de trap naar beneden te dragen, besloot ik de katrol te gebruiken met daaraan een ton. De katrol was bevestigd op de zesde verdieping. Ik maakte het touw eerst vast op de grond en ging terug naar boven waar ik de ton vulde met stenen. Ik ging terug naar beneden om voorzichtig het touw los te maken, zodat de lading van 250 kilo stenen zachtjes naar beneden zou komen. Op het ongevallenformulier kunt u lezen dat ik 67 kilo weeg. Tot mijn verbazing schoot ik ineens omhoog. Ik verloor even mijn bezinning en vergat dus het touw los te laten. Onnodig te zeggen dat ik zéér snel omhoog ging. In de buurt van de derde verdieping kwam ik de ton tegen; dit verklaart de hoofdwond en het gebroken sleutelbeen. Ik schoot nog verder tot de ton tegen de grond sloeg. Door de slag viel de bodem uit de ton en zonder stenen weegt deze maar 25 kilo. Ik begon dus aan een snelle afdaling. In de buurt van de derde verdieping kwam ik weer de ton tegen, en dat verklaart de gebroken enkels en de verwonding aan het onderlichaam. De ontmoeting met de ton heeft mijn val enigszins gebroken en toen ik dan ten slotte op de hoop stenen terecht kwam, brak ik slechts twee wervels. Helaas moet ik u nog zeggen dat, toen ik op de hoop stenen lag, ik mij van pijn niet meer kon bewegen en ik mijn tegenwoordigheid van geest verloor en het touw losliet. De lege ton weegt meer dan het touw en deze kwam dus weer snel naar beneden en viel op mijn benen en zo brak ik die ook.”

Vanzelfsprekend hebben nog veel collega-metselaars na dit ongeval veilig met katrollen gewerkt. Van belang daarbij is het hoofdstuk krachten en hefbomen, uit het natuurkundeboekje.

Fietswiel
Dat hier en daar hoog in een bouwwerk een afgedankt fietswiel hangt met daaroverheen een touw –de goedkoopste versie van de katrol– heeft te maken met het feit dat mensen liever en makkelijker trekken dan tillen. De metselaar die op die manier in een ton 50 kilo stenen omhoog wil krijgen, heeft het nogal wat makkelijker dan zijn collega die ze via de trap naar boven sjouwt. De eerste kan zijn eigen lichaamsgewicht, stel 67 kilo, in de strijd gooien, terwijl de tweede én zichzelf én de stenen omhoog moet krijgen.

Het is moeilijker, maar niet onmogelijk voor de metselaar om op die manier met katrol 100 kilo stenen omhoog te krijgen. Al snel ontdekt hij dat zijn lichaam als contragewicht niet in staat is om de last van 100 kilo van de grond te krijgen. Voor hij de trap neemt, bedenkt de metselaar dat vrijwel elke hijskraan ook onderaan de takel een katrol heeft. Hij bevestigt daarom een tweede katrol aan de ton, laat het touw eerst over de bovenste katrol lopen, haalt het onder de katrol door naar de ton en knoopt het eindpunt aan een beugel van de bovenste katrol. Vervolgens gaat hij naar beneden, trekt de ton moeiteloos omhoog en komt tot de conclusie dat het lijkt alsof 100 kilo evenveel weegt als 50 kilo.

Inspanning
Volgens het boekje is dat juist. Loopt het touw over twee katrollen in plaats van over een, dan vermindert het gewicht van de last schijnbaar met de helft. Net als bij een hefboom, betekent een grotere afstand een kleinere inspanning. Door het gebruik van de tweede katrol legt de ton stenen een afstand af die maar half zo groot is als de lengte van het stuk touw dat de metselaar omlaag trekt.

Dat trucje komt in veel toepassingen voor. In hijskranen en scheepsbokken zitten soms hele stelsels van katrollen: blokken. Telt een blok bovenin de takelinstallatie vijf katrollen dan zit er onderaan bij de last ook zo'n blok en gaat één en dezelfde kabel vijf keer op en neer. Hij legt tien keer de afstand af tussen takelinstallatie en last en daarmee is het schijnbare gewicht van de last voor de motor die het zaakje omhoog moet krijgen nog maar een tiende van het werkelijke gewicht. Of anders: de factor waarmee de uitgeoefende kracht wordt vergroot is evenredig aan het aantal katrollen van de takel.

Verhuizers, ramenwassers, bergbeklimmers, bouwvakkers, maar ook reddingwerkers trekken zo nu en dan allemaal aan een touwtje, omdat trekken nu eenmaal makkelijker gaat dan tillen.