Este es el primer prototipo de una bicicleta que diseñó Leonardo da Vinci en 1490, siglos antes de que fueran construidas y popularizadas. En la actualidad hay en el mundo unas 800 millones de bicis y duplican en número a los coches.
En los inicios del siglo XIX los ingenieros dieron una importancia vital al momento de inercia de la rueda para la estabilidad de la misma y construyeron bicicletas con una enoooorme rueda delantera y una minúscula trasera, pero fue una dirección errónea y presentaban una inestabilidad muy alta al pedalear.
Desde finales del siglo pasado existen numerosos estudios científicos (Los de F. Klein A. sommerfeld 1890 o Whipple en 1901 son excelentes) muy rigurosos y con una matemática muy compleja, que intentan explicar la extraña estabilidad de la bicicleta. A día de hoy sigue habiendo un punto incompresible. La ciencia ha desterrado muchos mitos que van claramente en contra de la intuición o el “sentido común”. De todos es conocido el famoso experimento que realizó Galileo Galilei desde la torre de Pisa poniendo de manifiesto que todos los cuerpos caen con la misma velocidad independientemente de su peso. Hizo otro menos conocido por muchos, dejando caer por un plano inclinado aros del mismo peso y diferente radio, con el resultado de que… todos caen con la misma velocidad independientemente del radio!!!
Últimamente leo con frecuencia, en relación a las nuevas 29”, cosas como que ’cuesta más acelerarlas pero luego mantienen más la inercia’ también se escucha que con ellas se consiguen mejores tiempos y velocidades. Estos comentarios hacen alusión a la famosa ecuación de movimiento de un sólido rígido en rotación.
Esta ecuación nos dice que cuando un cuerpo gira, la aceleración adquirida no sólo depende de la masa del cuerpo, sino que además depende de la disposición geométrica de la misma respecto al eje de giro. Es cierto que, dada una fuerza, un cuerpo gira con mayor aceleración cuanto menor es el momento de Inercia. Las ruedas de 29” tienen mayor momento de inercia debido a su mayor radio y peso. Siempre he pensado que esto, en todo caso, debería notarse más en bicis de carretera que en las de montaña, donde necesitamos de continuas aceleraciones y desaceleraciones. Sin embargo en carretera siguen fieles a sus 28”. Pero no nos confundamos, hablamos de aceleración angular y no de traslación. Veamos qué ocurre cuando introducimos también el movimiento de traslación con la resolución del siguiente problema: caen dos ciclistas por una pendiente salvando un desnivel “h” sin pedalear y con dos bicicletas con ruedas de diferente radio, cual de las dos llega con más velocidad abajo?
De todos es sabido que la energía potencial se transforma en cinética, en éste caso
Donde “M” es la masa del cuadro más el ciclista y “m” es la masa de la rueda. Si hacemos la razonable aproximación de obviar los radios y aproximarla a un aro, entonces I=mR2. Si resolvemos la ecuación obtenemos:
No depende del radio!!!!!!! Depende de dos cosas, de la forma geométrica de la rueda (con una rueda lenticular o una de cuatro palos, etc obtendríamos otras velocidades) y de las masas M y m. Es decir, que bicis con ruedas de diferentes radios adquieren la misma velocidad salvo que su geometría sea distinta o el peso de las ruedas sea distinto. Os animo a que hagáis cálculos para que veáis como afecta mucho más en la velocidad final el peso de las ruedas que el peso del conjunto cuadro-piloto. Como reflexión, los fórmula 1 tienen llantas de 14” con neumáticos de bastante perfil para reducir el peso y que su distribución esté lo más cercana al eje de rotación posible (menor momento de inercia posible).
Al final, las marcas acabarán vendiendo lo que ellas consideren que les va a proporcionar más cifra de negocio, con independencia de que haya una mejora real o no en el producto. Recordemos el conocido caso del video VHS que se comió a los demás sistemas a pesar de ser técnicamente el peor. Hace no mucho tiempo tuve la oportunidad de tener durante un mes una Specialized de 29” que testé en todo tipo de terrenos.
Tras adaptarme a las relaciones de desarrollo, mi conclusión fue muy clara: noté una gran diferencia en las bajadas donde el ángulo de ataque es menor y se nota (pasaba por encima de raíces y piedras con mucha más facilidad) y nada concluyente en el resto de terrenos. Por supuesto que hay mucha gente que dice encontrar grandes diferencias, pero también yo las noto cuando pruebo bicis diferentes aunque sea dentro del mismo diámetro de rueda (recuerdo en el mes de Junio probar una Trek 9.8 carbono hard tail 26” y me dio la sensación de ir rapidísimo con ella). No dudo que para gente de gran envergadura resulten más proporcionadas las 29” pero, bajo mi punto de vista, no existen ventajas objetivas concluyentes ni he visto estudios científicos rigurosos al respecto. Tan solo medias verdades y opiniones subjetivas que se están convirtiendo en corriente de opinión.
Arend Schwab construyó, en la universidad Tecnológica de Delft, un modelo que explica la estabilidad de la bicicleta y determina que ésta es estable entre 14 y 20km/h , tendiendo a volcar con la inclinación del piloto a velocidades mayores y menores a dicho rango.
El modelo concuerda con las predicciones teóricas. Principalmente son tres los factores que afectan a la estabilidad: el efecto giróscopo de las ruedas, la distancia entre ejes (C2 el dibujo) y la inclinación de la pipa de la direccin (σ en el dibujo) o, mejor dicho, la intersección de la línea de la dirección con la vertical que pasa por el eje de la rueda delantera . Esta última es la responsable de que cuando inclinamos nuestra bici en parado la rueda delantera tiende a girar en el sentido de la inclinación y proporciona gran estabilidad dependiendo del uso de la bici. Fijaos cuan diferente es éste ángulo en los diferentes tipos de bici, montaña, bmx, trial, la de un trapecista… Andy Ruina explica muy bien el mecanismo en éste video:
Desde finales del siglo pasado existen numerosos estudios científicos (Los de F. Klein A. sommerfeld 1890 o Whipple en 1901 son excelentes) muy rigurosos y con una matemática muy compleja, que intentan explicar la extraña estabilidad de la bicicleta. A día de hoy sigue habiendo un punto incompresible. La ciencia ha desterrado muchos mitos que van claramente en contra de la intuición o el “sentido común”. De todos es conocido el famoso experimento que realizó Galileo Galilei desde la torre de Pisa poniendo de manifiesto que todos los cuerpos caen con la misma velocidad independientemente de su peso. Hizo otro menos conocido por muchos, dejando caer por un plano inclinado aros del mismo peso y diferente radio, con el resultado de que… todos caen con la misma velocidad independientemente del radio!!!
Últimamente leo con frecuencia, en relación a las nuevas 29”, cosas como que ’cuesta más acelerarlas pero luego mantienen más la inercia’ también se escucha que con ellas se consiguen mejores tiempos y velocidades. Estos comentarios hacen alusión a la famosa ecuación de movimiento de un sólido rígido en rotación.
De todos es sabido que la energía potencial se transforma en cinética, en éste caso
No depende del radio!!!!!!! Depende de dos cosas, de la forma geométrica de la rueda (con una rueda lenticular o una de cuatro palos, etc obtendríamos otras velocidades) y de las masas M y m. Es decir, que bicis con ruedas de diferentes radios adquieren la misma velocidad salvo que su geometría sea distinta o el peso de las ruedas sea distinto. Os animo a que hagáis cálculos para que veáis como afecta mucho más en la velocidad final el peso de las ruedas que el peso del conjunto cuadro-piloto. Como reflexión, los fórmula 1 tienen llantas de 14” con neumáticos de bastante perfil para reducir el peso y que su distribución esté lo más cercana al eje de rotación posible (menor momento de inercia posible).
Al final, las marcas acabarán vendiendo lo que ellas consideren que les va a proporcionar más cifra de negocio, con independencia de que haya una mejora real o no en el producto. Recordemos el conocido caso del video VHS que se comió a los demás sistemas a pesar de ser técnicamente el peor. Hace no mucho tiempo tuve la oportunidad de tener durante un mes una Specialized de 29” que testé en todo tipo de terrenos.
Tras adaptarme a las relaciones de desarrollo, mi conclusión fue muy clara: noté una gran diferencia en las bajadas donde el ángulo de ataque es menor y se nota (pasaba por encima de raíces y piedras con mucha más facilidad) y nada concluyente en el resto de terrenos. Por supuesto que hay mucha gente que dice encontrar grandes diferencias, pero también yo las noto cuando pruebo bicis diferentes aunque sea dentro del mismo diámetro de rueda (recuerdo en el mes de Junio probar una Trek 9.8 carbono hard tail 26” y me dio la sensación de ir rapidísimo con ella). No dudo que para gente de gran envergadura resulten más proporcionadas las 29” pero, bajo mi punto de vista, no existen ventajas objetivas concluyentes ni he visto estudios científicos rigurosos al respecto. Tan solo medias verdades y opiniones subjetivas que se están convirtiendo en corriente de opinión.
Arend Schwab construyó, en la universidad Tecnológica de Delft, un modelo que explica la estabilidad de la bicicleta y determina que ésta es estable entre 14 y 20km/h , tendiendo a volcar con la inclinación del piloto a velocidades mayores y menores a dicho rango.
El modelo concuerda con las predicciones teóricas. Principalmente son tres los factores que afectan a la estabilidad: el efecto giróscopo de las ruedas, la distancia entre ejes (C2 el dibujo) y la inclinación de la pipa de la direccin (σ en el dibujo) o, mejor dicho, la intersección de la línea de la dirección con la vertical que pasa por el eje de la rueda delantera . Esta última es la responsable de que cuando inclinamos nuestra bici en parado la rueda delantera tiende a girar en el sentido de la inclinación y proporciona gran estabilidad dependiendo del uso de la bici. Fijaos cuan diferente es éste ángulo en los diferentes tipos de bici, montaña, bmx, trial, la de un trapecista… Andy Ruina explica muy bien el mecanismo en éste video:
Por supuesto que este es un tema muy extenso
y que se podía desarrollar muchísimo, entrando en temas como la transmisión de
la energía a las ruedas, rigidez de diferentes elementos, rozamiento y
elementos de fricción etc. Con seguridad en muchos de ellos seguiríamos
desterrando mitos. Pero no quiero aburriros sobremanera, tan sólo quería dar
algunas pista para el que esté interesado busque en esas direcciones y, en
definitiva, transmitiros mi opinión científica y como ciclista:
Si buscamos en nuestra bici esas ventajas
extras para sobar los morros a ese compi al que tienes tantas ganas, romper el
crono y mejorar la eficacia mecánica en nuestra mountain bike tendremos que
buscarla adelgazando nosotros lo primero (y lo más barato), además buscar una
bici ligera y que monte unas llantas y cubiertas ligeras. Si lo que buscamos es
la estabilidad en el manejo de la bici tendremos que cuidar mucho los elementos
geométricos de la misma.
El debate de si 26”, 29” o 27,5” es un debate para fabricantes y
distribuidores que al fin y al cabo nos llevarán por donde ellos quieran. Ellos
tienen el poder. Recuerdo muchas ocasiones donde los fabricantes nos llevaron a
caminos extraños, algunos llegaron a puerto y muchos otros no, pero todos se
vendieron en mayor o menor cantidad. Que a nadie nos entren los complejos (ni
las prisas) por el marketing de las marcas, llegará a donde tenga que llegar,
ya se verá, pero no nos olvidemos de lo más importante… Disfrutar a tope!!!!
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