sábado, 5 de septiembre de 2015

¿POR QUÉ FRENA MENOS UNA BICI DE 29" QUE UNA DE 26"?

¿Por qué frena menos una bici de 29" que una de 26"? y ¿por qué los radios no son radiales? Por el momento... Frenos, radios y los tres cruces en un gráfico interactivo ¿Frena menos una 29'' que una 26''? - Sí. Con la misma fuerza en la pinza de freno y un mismo disco, una 29'' frena aproximadamente un 10% menos que una 26''. 

Con freno de zapata frenaría igual con 29'' y con 26''. 
¿Y una 27,5''? -Pues intermedia: 5%. 

 ¿Qué es eso de que los radios no son radiales? - En la rueda trasera o con discos de freno, los radios no pueden ir alineados (radialmente) desde el eje de la rueda hacia la llanta sino que se desvían en un sentido y el otro, como ves en la foto. Por eso cada radio se cruza, típicamente, con otros tres del mismo lado de la rueda. Eso son los tres cruces. 

¿Por qué? y ¿qué tiene que ver una cosa con la otra? - Para poder transmitir el momento (par de giro) y que no se rompa todo. Lo comento con algo más de detalle y os pongo un gráfico de geogebra para ilustrar el asunto. Yo había usado bicis de 26, hasta que me compré una de 29 y sí, me daba la impresión de que frenaba menos. Las pinzas y manetas son de diferentes marcas, los discos tienen algo menos de diámetro en la 29'' y además no tengo una forma buena de medir la presión que hago sobre las manetas. Frenaba menos, pero se podría decir que era algo subjetivo, con varias causas y no fácilmente comparable. Y, sin embargo sí es fácil de comparar. Y ya de paso, comento alguna cosilla de los radios, que lo tenía pendiente tras haber hablado del tema con A. Anónimez (gracias :) 

Frenos de disco: La fuerza se transmite desde el elemento rígido (las pinzas que sujetan las pastillas) al disco. Desde el disco al buje (la parte que gira del eje) y desde ahí, a través de los radios, a la llanta y a la cubierta. Pero el efecto de esta fuerza es un giro respecto al eje y depende de la distancia al eje. Es decir, que lo que realmente se produce al morder la pinza al disco es un par, que es el producto de la fuerza de la pinza por la distancia al eje. Si, con las mismas pinzas, instalamos un disco de más diámetro, la bici frenará más y, de la misma forma, con el mismo sistema de freno (fuerza, discos y pinzas), al aumentar el tamaño de la rueda, bajará la fuerza de frenado. La diferencia entre una 29 y una 26 es de, aproximadamente el 10% 

Con cuidado con lo que tomamos como referencia en los porcentajes : 29/26= 1,115 
 La 26 frena un 11,5% más que la 29 26/29= 0,896 
 La 29 frena un 10,3% menos que la 26 

Freno de zapata: Cualquier freno sobre la rueda transmite un par. Pero, ¿por qué en el caso de freno de zapata no influye el tamaño de la rueda? La distancia entre las zapatas y el eje de la rueda varía entre 29 y 26 de la misma forma que la distancia entre el suelo y el eje. En ambos casos, la distancia del suelo es ligeramente mayor, por la cubierta, pero podemos considerar que es muy semejante. Un detalle aparte es que ese par ni siquiera debe transmitirse al buje. El par de las zapatas y el del suelo se aplican sobre el mismo elemento sólido, el conjunto llanta - cubierta. Eso hace que con la misma fuerza de frenado sobre las zapatas, las ruedas de 29 y de 26 frenen prácticamente igual, aunque en realidad casi todas las 29 tienen frenos de disco. 

Los radios: Son una parte de la estructura de la bici que consigue una enorme rigidez con un peso mínimo y que debe soportar los pares de frenado de los discos, el par de aceleración de la transmisión y, lo que es mayor, el peso de todo el conjunto biciclista pasando baches y situaciones diversas. Además, las ruedas deben soportar esfuerzos laterales, aunque no tan grandes. Por esto último hay radios situados sobre el buje a ambos lados de la bici, para tirar de un lado y del otro y dar resistencia. Los radios solo soportan tensión mecánica, tracción. No soportan nada de compresión ni de torsión. Es decir, solo admiten fuerzas alineadas con los mismos. Al contrario que los radios de los antiguos carromatos, que soportaban solo compresión. Por cierto, que para ajustarlos (los de la bici) sin entrar en muchos detalles tienes este artículo. 

En el sentido longitudinal de la bici, el neumático debe estar exactamente centrado entre la sujeción izquierda y la derecha de los ejes. Como las ruedas tienen a veces elementos a un lado o al otro (los piñones o los discos), los radios deben tener la medida adecuada para situar cada cosa en su sitio. Pero cuanto más cerca del centro esté la parte del radio que sujeta el buje, (en ese sentido longitudinal de la bici) más tensión tendrán. Por eso se rompen más los radios del lado del piñón. Este es el tema del aparaguado que a veces se menciona por ahí. Si los radios se instalan todos de forma radial, como en esta foto, soportan bien el peso, pero no podrán transmitir nada de par. Si se instalase un freno de disco con radios radiales o se pusiesen así los radios en la rueda trasera, el par se transmitiría a la llanta con un incremento de tensión en los radios que sería enorme, como puedes ver en el gráfico. Rotura segura de radios. 

Los radios radiales sí que se ponen a veces en ruedas delanteras con frenos de zapata. Hay algunos criterios generales a la hora de optimizar los radios. Igual número de radios a cada lado de la rueda Mismo número de radios para soportar par en un sentido de giro y en el otro 

Misma distancia en la llanta y buje entre radios alternativos 
Radios alternos, hacia un lado y a otro de la bici, a lo largo de la llanta Un número razonable de radios a un lado y que soporten par en un sentido de giro es 8 Con esos 8 radios en un sentido de giro, más los 8 del sentido contrario, tenemos 16 radios a un lado de la rueda. Con los 16 del otro obtenemos el número más típico de radios, que es 32. Los tres cruces que mencionaba al principio se refieren a que, con un ángulo que permita buena transmisión de pares (cercano a 90º), cada radio se cruza típicamente con otros tres de su mismo lado. 

Para ruedas que lleven mucho peso puede interesar poner un radio más para cada sentido de giro y para cada lado. 36 radios en total, que creo que da para hacer 4 cruces. Como todos los criterios generales, están bastante bien para optimizar material, coste o probabilidades de fallo, pero algunas veces lo que interesa es llamar la atención y destacar. Es el caso de la bonita rueda que llevé en la flaca que me dejaron para la Bilbao Bilbao. (Gracias Jesús y Forum, jeje). Tiene siete grupos de tres radios. Catorce radios hacia el lado del piñón, que soporta mayor tensión y que, además, son los radios que soportan el par de la transmisión y otros siete radios en el lado izquierdo. Estos absolutamente radiales, que solo soportan peso. 

Todos planos y de alta resistencia. Un alarde tecnológico, con unas tensiones mecánicas muy altas y con un resultado estéticamente llamativo. Supongo que, siendo muy fino, se podría medir alguna variación aerodinámica entre esta rueda y otras, pero eso lo dejo para otro artículo (y, lamentablemente, no con esta bici). Sí es cierto que se ven mtb con 24 o con 28 radios y solo dos cruces, incluso con distribuciones no uniformes sobre la llanta, pero obligan a que los radios sean mucho más caros y resistentes, a veces también del tipo plano. Hay ruedas como esta que ví en una bmx del decathlon con 48 radios. 

¿Qué es mejor? 
Supongo que, en cuanto a radios, un reparto entre más supone un riesgo menor y también un problema menor en caso de rotura, pero no tengo dudas de que cualquier solución que se venda por ahí está más que probada por los fabricantes, así que puede ser más un tema de gustos personales.

Aunque antes de comprar una bici, yo preguntaría en la propia tienda si tienen radios de repuesto para esa bici. En cuanto a lo de la menor potencia de frenado de las 29'', en la mía me toca ya cambiar de pastillas. Luego igual me pienso en cambiar los discos, aunque sería para salir de orejas y derrapar con más facilidad, porque no se puede decir que frene poco. ¿Lo mejor mejor?. Como siempre, no obsesionarse mucho por materiales, equipos o bicis, gastarse lo que te puedas permitir y ser felices, que para eso, casi cualquier bici puede ayudar. Feliz fin de verano :-) Otros artículos relacionados: Reparto de frenada entre ruedas delanteras y traseras. Detalles interesantes del montaje de las pinzas Cómo ajustar unos frenos de zapata Publicado por Baldo a las 9:00 0 Comentarios Etiquetas: 29 pulgadas , Datos y estadísticas , Mecánica básica
http://www.enbicipormadrid.es/2015/09/por-que-frena-menos-una-bici-de-29-que.html?utm_source=twitterfeed&utm_medium=facebook

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada

Por favor, se respetuoso.
Gracias