La geometría del manejo de la bicicleta: todo es cuestión de dirección

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Durante los últimos 200 años, el diseño de la bicicleta ha evolucionado de diversas formas para satisfacer las necesidades de una amplia gama de disciplinas de conducción. Ahora hay docenas de bicicletas especializadas en el mercado y las distinciones que las separan a menudo están relacionadas con la forma en que se desempeñan y se comportan, que a su vez viene dictada por la geometría del cuadro y la horquilla.

Ángulo de dirección, inclinación de la horquilla, trayectoria y caída de la rueda: estos son solo algunos de los parámetros que influyen en la dirección y el manejo de una bicicleta; sin embargo, en ausencia de contexto, a menudo aparecen como un conjunto de números sin sentido en la geometría del cuadro. cuadro. Esto es algo que empezamos a descifrar con nuestro artículo original sobre el tema en 2011, y ahora, Matt Wikstrom lo retoma para profundizar aún más en los parámetros que influyen en el manejo de una bicicleta.

Cuando se trata de comprar una bicicleta nueva, la mayoría de los ciclistas comprenden la importancia de encontrar el cuadro del tamaño adecuado. Esto es algo que hemos comentado anteriormente en nuestro artículo sobre cómo dimensionar una bicicleta de carretera, donde identificamos aquellos aspectos de la geometría del cuadro que es importante adaptar.

Hay otros aspectos de la geometría del cuadro, como el ángulo del tubo de dirección o la cantidad de recorrido, que no influyen en el ajuste de la bicicleta, pero aún así pueden tener un efecto en el ciclista. Esto se debe a que influyen en el comportamiento de la bicicleta, ya sea en el suelo, en una curva, subiendo una colina o incluso en el aire. Es una cuestión importante para la seguridad del ciclista y para su confianza y, en algunos casos, también puede ayudar a su rendimiento. Al menos, cuando una bicicleta es fácil de controlar, aumentará el disfrute del deporte por parte del ciclista.

Dos siglos de experiencia nos han enseñado mucho sobre el comportamiento de una bicicleta y cómo hacerla más fácil de controlar. Los académicos han analizado la dinámica del movimiento y han definido los requisitos mínimos para una bicicleta autoestable, mientras que la industria de la bicicleta ha experimentado con varios diseños para definir qué funciona y qué no para cada disciplina de conducción.

Si bien nuestra comprensión aún no está completa, todo este trabajo ha identificado un conjunto básico de parámetros que dictan el comportamiento de una bicicleta. Parece haber una especie de jerarquía, porque algunos parámetros tienen un impacto mayor que otros, pero en todos los casos, estos efectos se remontan a un solo mecanismo, y ese es la dirección de la bicicleta.

Tómate un momento para pensar en cómo fue aprender a andar en bicicleta: la cosa tenía esa horrible tendencia a desviarse, y reprimirla parecía ser el secreto para mantenerse erguido. Sin embargo, cualquier esfuerzo que se hiciera para evitar que el manillar girara finalmente resultó inútil porque la bicicleta siempre volcaba. El truco estaba en aprender a evitar cada caída, no a evitarla, porque eso es lo que hace que una bicicleta se mantenga erguida.

Es una noción contraria a la intuición, por decir lo menos, pero la estrategia funciona porque dirige las ruedas hacia atrás bajo la masa que cae. Mientras la bicicleta se mueva lo suficientemente rápido como para "atrapar" la masa que cae, la bicicleta se elevará cada vez. Es un proceso similar a equilibrar un palo de escoba en la mano: cuando el palo comienza a caer, la mano debe moverse en la misma dirección para evitar que se caiga.

Sin embargo, hay ocasiones en las que es necesario provocar la caída de una bicicleta. Si bien esto puede parecer una perspectiva aterradora, no hay forma de arrinconarse sin ella. Por eso una bicicleta, y el ciclista, siempre se inclinan en una curva, porque están en proceso de caer. Una vez más, es la dirección de la bicicleta lo que es fundamental para la capacidad del ciclista de controlar la caída y enderezar la bicicleta al salir de la curva.

Por supuesto, la dirección también es importante para controlar la dirección de una bicicleta, pero es en gran medida una función auxiliar hasta que el ciclista la tiene bajo control. Esto se puede ver en la forma en que una bicicleta se desvía erráticamente a bajas velocidades, porque el ciclista no puede controlar la dirección de la bicicleta mientras lucha por mantenerla en posición vertical. De hecho, cada vez que un ciclista tiene problemas para controlar la dirección de una bicicleta, es una señal segura de que está intentando evitar que se caiga.

En términos generales, hay dos aspectos de la dirección de una bicicleta, el primero de los cuales implica el uso del manillar. Esto es algo que todo ciclista entiende intuitivamente y, con un poco de práctica, dirigir con el manillar se convierte en un proceso subconsciente tanto para guiar la bicicleta como para mantenerse erguido.

El segundo consiste en conducir desde el sillín. Cualquiera que haya guiado alguna vez una bicicleta con el sillín mientras caminaba detrás entenderá esta noción: cuando se inicia una inclinación desde el sillín, el manillar gira en la misma dirección. Lo mismo sucede cuando se conduce sin manos: un poco de inglés corporal es todo lo que se necesita para controlar la dirección de la bicicleta.

A bajas velocidades, dirigir con el manillar es fundamental para controlar la bicicleta; a altas velocidades, la dirección desde el sillín es más importante, aunque ambas cosas no son excluyentes entre sí. Emplear las dos estrategias de dirección parece ser un proceso instintivo, aunque está claro que la práctica mejorará la habilidad del ciclista en ambas.

Dada la importancia de la dirección, no debería sorprender que la geometría de la parte delantera de una bicicleta tenga el mayor impacto en su manejo. Todo esto comienza con el ángulo del tubo de dirección, pero como se explicará a continuación, esto está sujeto a la inclinación de la horquilla, que dicta la cantidad de recorrido y caída de la rueda. La longitud de la potencia, el ancho del manillar y el ancho del neumático también influyen al modificar la respuesta de la rueda delantera a las acciones del ciclista, al igual que el efecto giroscópico de la propia rueda.

Hay otros parámetros relacionados con el resto de la moto que también influyen en su comportamiento. Estos incluyen la altura del pedalier, la longitud de la distancia entre ejes y la distribución del peso del ciclista. Todos se abordarán en las secciones siguientes, aunque vale la pena enfatizar que, si bien cada uno de estos parámetros puede analizarse minuciosamente para fines de discusión, ninguno de ellos actúa de forma aislada.

De todos los factores que influyen en el manejo de una bicicleta, el ángulo del tubo de dirección es quizás el más fácil de entender. En términos simples, el ángulo del tubo de dirección determina cuánto esfuerzo se requiere para girar la rueda delantera. A medida que aumenta el ángulo de la cabeza, es más fácil girar la rueda delantera. También es posible hacer un giro más cerrado y, por lo tanto, la maniobrabilidad de la bicicleta generalmente aumenta con el ángulo del tubo de dirección.

A bajas velocidades, un ángulo pronunciado de la cabeza puede ayudar al ciclista a mantener el equilibrio. Generalmente es muy fácil conducir la bicicleta con el manillar, aunque existe el riesgo de sobrevirar, por lo que puede ser necesario un ligero toque. A velocidades más altas, una dirección rápida y ligera se convierte en un inconveniente, ya que la bicicleta será propensa a cambios repentinos de dirección hasta el punto de volverse incontrolable.

Aquí es cuando un ángulo más flojo del tubo de dirección suele ser una mejor opción: conducir con el manillar puede ser más difícil a bajas velocidades, pero la estabilidad adicional asociada con una dirección relativamente insensible moderará el comportamiento de la bicicleta a altas velocidades.

La diferencia en el ángulo del tubo de dirección asociada con cada uno de estos extremos es bastante pequeña: por ejemplo, una bicicleta de carreras Criterium especialmente diseñada para tomar curvas cerradas y esquivar el tráfico puede tener un ángulo de dirección de 74°. Por el contrario, una MTB de descenso que sea capaz de afrontar descensos a alta velocidad en terrenos complicados podría tener un ángulo de tubo de dirección de 64°.

Si bien la dirección de una bicicleta implica mucho más que simplemente el ángulo del tubo de dirección, en términos generales, marca la pauta para el manejo de la bicicleta. Lo siguiente a considerar es la influencia de la bifurcación y, más específicamente, la cantidad de sendero que crea.

Cuando la zona de contacto de una rueda va detrás del eje de dirección de una horquilla, tenderá a alinearse con la dirección de la bicicleta (como las ruedas de un carrito de compras o una silla de oficina). Si bien este efecto de rueda no es estrictamente necesario para crear una bicicleta autoestable, se vuelve cada vez más importante a velocidades más altas al ayudar a que la rueda delantera permanezca centrada sin ninguna intervención del ciclista. Sin embargo, si hay demasiado camino, será difícil conducir la bicicleta.

La cantidad de recorrido presente en una bicicleta depende de tres factores: el ángulo de la dirección, la cantidad de inclinación (o desplazamiento) de la horquilla y el tamaño de la rueda. Cuando el tamaño de la rueda y la cantidad de inclinación de la horquilla se mantienen constantes, la cantidad de recorrido aumenta a medida que el ángulo de la dirección se vuelve más flojo (Figura 1). En estas condiciones, la rueda delantera tenderá a permanecer centrada, lo que explica gran parte del efecto estabilizador de un ángulo de dirección relajado.

Disminuir la cantidad de inclinación de la horquilla también tendrá el mismo efecto (Figura 1), lo que puede parecer contrario a la intuición, ya que acerca la rueda delantera a la bicicleta. Sin embargo, la posición de la rueda delantera respecto al resto de la bicicleta no es importante para este efecto; lo importante es dónde está ubicado en relación con el eje de dirección del tubo de dirección.

Por lo tanto, para cualquier ángulo dado del tubo de dirección, cantidades cada vez menores de inclinación de la horquilla alejarán la zona de contacto de la rueda delantera del eje de dirección, donde estará más inclinada a autocentrarse debido al efecto de avance. Esta es la razón por la que la horquilla de una bicicleta estática se invierte, porque la inclinación negativa aumenta considerablemente la cantidad de recorrido y, por lo tanto, la estabilidad de la bicicleta a altas velocidades.

Aumentar la cantidad de inclinación de la horquilla tendrá el efecto contrario: a medida que la cantidad de recorrido se hace más pequeña, es menos probable que la rueda delantera siga la dirección de la bicicleta. Con una gran cantidad de inclinación de la horquilla, es posible eliminar la trayectoria por completo (o incluso crear una trayectoria negativa, donde la zona de contacto se encuentra por delante del eje de dirección); sin embargo, la dirección será muy ligera y tenderá a ser incontrolable, incluso a bajas velocidades. .

Para las bicicletas de carretera, generalmente se acepta que lo ideal es entre 55 y 60 mm de recorrido, ya que proporciona un buen equilibrio entre maniobrabilidad y estabilidad. Por lo general, se utilizan mayores extensiones de recorrido para las bicicletas de grava y MTB, mientras que a menudo se emplea menos recorrido para las bicicletas de turismo cargadas (el peso de las alforjas delanteras hace que la rueda delantera sea más difícil de girar, de ahí la necesidad de una respuesta de dirección más rápida).

El balanceo de la rueda es similar al trail en el sentido de que está determinado por la combinación del ángulo del tubo de dirección y la inclinación de la horquilla; sin embargo, tiene que ver con cómo cambia la posición del eje delantero a medida que se gira el manillar. En casi todos los casos, la altura del eje delantero se reduce cuando esto sucede, y esto se acentúa por un ángulo de dirección más flojo y/o menos inclinación de la horquilla (Figura 2).

Para el ciclista, el efecto de la caída de la rueda es más obvio a bajas velocidades, cuando ayuda a que la rueda delantera gire. Una bicicleta con una gran cantidad de flop (por ejemplo, 20 mm) estará más dispuesta a realizar un giro brusco que una con una cantidad baja de flop (por ejemplo, 10 mm); por lo tanto, un poco de caída de las ruedas mejora la maniobrabilidad de una bicicleta, mientras que demasiado hará que la bicicleta se salga de la línea con un ligero toque de las barras.

Una forma de experimentar este efecto es mantener la bicicleta separada del suelo: cuando la rueda trasera está más alta que la delantera, las barras serán reacias a girar porque hay muy poca caída; Sin embargo, a medida que la rueda delantera se levanta más, se requiere menos esfuerzo para girar las barras y llegará un punto en el que la rueda delantera se negará a permanecer centrada.

En términos prácticos, el fracaso de la rueda contrarresta el avance, sin embargo, ambos no pueden divorciarse. A medida que uno aumenta, también aumenta el otro, y no es posible diseñar una bicicleta que ofrezca una gran cantidad de recorrido con muy poco balanceo de las ruedas, o viceversa.

Sin embargo, el flop de la rueda se puede utilizar para distinguir el comportamiento de diferentes combinaciones de ángulo de dirección/inclinación de horquilla que comparten la misma cantidad de recorrido. Por ejemplo, 71°/55 mm, 72°/49 mm, 73°/43 mm y 74°/37 mm producen 59 mm de recorrido cuando se combinan con un neumático de 700C x 25 mm, pero la cantidad de flop difiere, disminuyendo constantemente de 18 mm a 16 mm. . Es un matiz, sin duda, pero demuestra por qué las respuestas de la dirección para estas combinaciones de ángulo de dirección/inclinación no serán idénticas.

Muchos ciclistas estarán familiarizados con el efecto giroscópico asociado con una rueca. Cuando se sostiene entre las manos, estas fuerzas se pueden sentir al intentar inclinar y girar el volante. En la bicicleta, este efecto hará que la rueda delantera se incline y, por lo tanto, ayudará a enderezar la bicicleta. En el pasado, se creía generalmente que este efecto era fundamental para mantener una bicicleta en posición vertical; sin embargo, al igual que en el sendero, el efecto giroscópico de las ruedas no es necesario para una bicicleta autoestable.

Sin embargo, las fuerzas giroscópicas pueden ayudar a estabilizar una bicicleta, especialmente a altas velocidades, manteniéndola erguida y en línea. Dicho esto, esta estabilidad adicional no siempre es deseable. Por ejemplo, la reducción de las fuerzas giroscópicas que conlleva la actualización a ruedas más ligeras normalmente se considera un beneficio, y la mayoría de los ciclistas se deleitarán con la agilidad adicional de la bicicleta en lugar de lamentar la pérdida de estabilidad.

La longitud de la potencia es un poco como el rastrillo de la horquilla en el sentido de que puede modificar la respuesta de la dirección de la bicicleta, sin embargo, opera en una escala más pequeña. Esto es algo que hemos discutido en detalle en nuestro artículo anterior sobre cómo la longitud de la potencia influye en el manejo de una bicicleta, por lo que aquí solo mencionaremos brevemente los puntos principales.

Para empezar, el tamaño del arco de dirección del manillar depende de la longitud de la potencia. Cuando este arco es pequeño, el manillar es más sensible a las acciones del ciclista (es decir, el movimiento de la mano y el brazo) y, por tanto, se requiere menos esfuerzo para cambiar la dirección de la bicicleta. Una potencia más larga crea un arco de dirección más grande que es menos sensible al movimiento de la mano y el brazo, y esto ralentiza la dirección.

Una potencia más larga también mueve más peso del ciclista sobre la rueda delantera. Esto es especialmente cierto cuando se comparan cuadros con diferentes niveles de alcance: mientras que un cuadro corto y una potencia larga proporcionarán el mismo alcance general que un cuadro largo y una potencia corta, una fracción mayor del peso del ciclista terminará sobre la rueda delantera con un tallo largo. Como resultado, la respuesta de la rueda delantera se ralentizará aún más.

Por el contrario, una potencia corta desplazará el peso del ciclista hacia atrás sobre el cuadro, aligerando la rueda delantera para que la dirección sea un poco más ligera. Como ya se mencionó, esto no ayudará mucho a mejorar la dirección si la bicicleta tiene un ángulo de dirección flojo y/o mucha trayectoria, pero puede mejorar la maniobrabilidad, lo que explica (al menos en parte) el fervor actual por las potencias cortas. en MTB (donde la cantidad de alcance del cuadro ha ido creciendo en los últimos años). También explica cómo una potencia corta puede hacer que una bicicleta sea casi incontrolable si ya tiene una dirección rápida.

El ancho del manillar puede tener el mismo tipo de efecto en la respuesta de la dirección de la bicicleta que la longitud de la potencia. Las barras más anchas separan las manos (especialmente cuando se sostienen el capó o las caídas) y esto aumenta el tamaño del arco de dirección de la bicicleta. Las barras estrechas crean un arco más pequeño y, por lo tanto, una dirección más rápida y sensible. Esto puede mejorar la maniobrabilidad de la bicicleta, pero más allá de eso, puede producir nerviosismo, especialmente cuando las barras se combinan con una potencia corta.

En el caso de las barras abatibles, un alcance más largo y/o capós de freno también aumentarán el tamaño del arco de dirección. Una vez más, esto ralentizará la respuesta de la dirección, por lo que vale la pena considerar la combinación de ambos al seleccionar los componentes para una bicicleta nueva.

El ancho del manillar tiene otro efecto en el manejo de una bicicleta al estabilizar el cuerpo del ciclista. Cualquiera que haya intentado bajarse del sillín con las manos junto a la potencia lo entenderá inmediatamente: se necesita más fuerza para estabilizar el cuerpo y la bicicleta también se vuelve difícil de controlar. Por lo tanto, los manillares más anchos ayudarán a estabilizar al ciclista, especialmente si tiene hombros anchos, incluso cuando está sentado en el sillín.

Finalmente, está el efecto que tiene el ancho del manillar sobre el par de dirección. Las barras anchas proporcionan un efecto de palanca adicional para girar la rueda delantera, lo que resulta importante cuando se utilizan neumáticos anchos para conducción todoterreno. En este sentido, el valor de los manillares anchos para MTB ya es bien conocido, sin embargo, la promesa de un par adicional explica cómo los manillares más anchos y/o los manillares acampanados podrían ser útiles para las bicicletas de gravel y las bicicletas de turismo/equipaje cargadas.

El ancho del neumático delantero se puede utilizar para ajustar la trayectoria de cualquier bicicleta. Esto se debe a que el diámetro de una rueda generalmente aumenta con el ancho del neumático, lo que a su vez aumentará la distancia. Por ejemplo, cambiar de un neumático de 700C x 23 mm a un neumático de 28 mm agregará 2 mm de recorrido, mientras que un neumático de 40 mm lo aumentará en 6 mm (Figura 3). En la mayoría de los casos, es probable que un pequeño aumento en la trayectoria pase desapercibido; sin embargo, cambios más grandes, como el observado en un neumático de 40 mm, tenderán a embotar la respuesta de la dirección.

La cantidad de flop de la rueda también aumentará con el ancho del neumático. Siguiendo con el ejemplo citado anteriormente, un neumático de 28 mm aumentará el flop de la rueda en ~1 mm, mientras que un neumático de 40 mm agregará ~2 mm de flop de la rueda (Figura 5). Una vez más, es poco probable que se note un pequeño cambio, pero en el caso de un neumático de 40 mm, el efecto combinado en la pista y el flop equivale a reducir el ángulo de la dirección de la bicicleta en casi 1°.

Hay otro efecto asociado al ancho de los neumáticos que también influye en la dirección de una bicicleta y que se conoce como trayectoria neumática. Aquí es donde las fuerzas asociadas con la zona de contacto del neumático actúan en oposición a cualquier acción de la dirección. La trayectoria neumática generalmente aumenta con el ancho de un neumático y funcionará, en primer lugar, para mantener la rueda alineada con la dirección de la bicicleta y, en segundo lugar, para devolverla al centro después de iniciar un giro. Desafortunadamente, no existe una métrica útil para este efecto, por lo que el impacto en la dirección de una bicicleta es mucho más difícil de anticipar.

En el caso de una bicicleta de carretera, donde la zona de contacto es relativamente pequeña, este efecto es pequeño y a menudo puede ignorarse. Sin embargo, los neumáticos anchos (por ejemplo, 40 mm) son un asunto diferente, por lo que puede ser necesario un mayor par de dirección para compensar la reducción de la maniobrabilidad.

Todos estos efectos ayudan a explicar por qué un neumático significativamente más grande (por ejemplo, para montar en grava) siempre ralentizará la dirección de una bicicleta y la hará más estable a altas velocidades. La dirección tampoco se sentirá tan ligera o precisa a bajas velocidades, lo que genera un gran contraste en el comportamiento a menos que se emplee un diámetro de rueda más pequeño (por ejemplo, 650B) para compensar algunos de estos efectos.

En términos de preservar la geometría de la bicicleta, esta es una buena estrategia, como se puede ver en el siguiente ejemplo: para una bicicleta con un ángulo de dirección de 71° y una inclinación de horquilla de 55 mm, la cantidad de recorrido y caída de rueda asociada con una 700C x 25 mm es de 59 mm y 18 mm, respectivamente. Esos números aumentan significativamente a 68 mm y 21 mm cuando se instala un neumático de 50 mm en la misma rueda; por el contrario, una rueda 650B con un neumático de 2,1 pulgadas de ancho producirá 62 mm de recorrido y 19 mm de flop. Aún se puede esperar cierta desaceleración de la dirección, aunque gran parte de ella se deberá a la trayectoria neumática.

A primera vista, el eje de pedalier parece irrelevante para el manejo de una bicicleta y, en cierto sentido, esto es cierto, porque no tiene influencia en la dirección delantera de una bicicleta. Sin embargo, sí desempeña un papel a la hora de determinar la posición del ciclista y, más concretamente, la ubicación de su centro de gravedad.

Pensemos por un momento en cómo se comporta una bicicleta de carretera al descender a gran velocidad con las manos en el capó frente a las caídas. Este último siempre es más estable porque el ciclista ha bajado su centro de gravedad. La posición del pedalier ejerce su influencia de la misma manera: un pedalier relativamente bajo coloca al ciclista más cerca del suelo, y eso generalmente actúa para estabilizar su posición sobre la bicicleta.

La posición del eje de pedalier se puede describir de dos maneras: primero, está la distancia al suelo; y en segundo lugar, está la posición de la carcasa con respecto al centro de las ruedas. La primera medida es más importante para comprender la cantidad de espacio libre que ofrece una bicicleta, mientras que la segunda proporciona una mejor idea del efecto sobre el centro de gravedad del ciclista.

Si se traza una línea a través de ambos ejes de las ruedas para formar un horizonte, entonces el pedalier normalmente se encuentra debajo de ella (de ahí el término caída del pedalier). Hasta qué punto depende del diseño del marco. Los cuadros de carretera normalmente ofrecen una caída del pedalier de 65-75 mm, sin embargo, puede ser un poco más en algunas circunstancias (por ejemplo, las bicicletas de turismo pueden tener una caída de 80 mm o más). Los cuadros de MTB, por el contrario, suelen optar por una menor caída del pedalier porque se requiere una distancia adicional al suelo para evitar golpes de pedales y platos contra rocas y otros obstáculos del sendero.

Dado que cada bicicleta requiere cierta distancia al suelo, existe un límite en cuanto a cuánto se puede bajar el pedalier para estabilizar al ciclista. Sin embargo, para aquellos ciclistas que mantienen una posición erguida sobre la moto, existe la promesa de una estabilidad adicional a altas velocidades al girar con el cuerpo, aunque es probable que sea una cuestión de matices. Podría decirse que lo que es más importante es cómo se distribuye el peso del ciclista entre las ruedas delanteras y traseras, que es donde la distancia entre ejes y las medidas centrales delanteras y traseras de una bicicleta se vuelven importantes.

La distancia entre ejes de una bicicleta describe qué tan lejos está separada la rueda delantera de la trasera y se mide desde el centro de un eje al otro. Esta distancia viene dictada en gran medida por la longitud del cuadro, de modo que a medida que aumenta el tamaño de un cuadro, también aumenta la distancia entre ejes.

Cuando las ruedas están juntas, la bicicleta tiene un radio de giro más pequeño y, por lo tanto, es mucho más fácil guiarla en curvas cerradas. Aumentar la longitud de la distancia entre ejes generalmente estabiliza una bicicleta, razón por la cual las MTB de descenso tienen distancias entre ejes más largas que las bicicletas de carrera XC, pero esto se logra a expensas de la maniobrabilidad.

Si bien la longitud total de la distancia entre ejes marca la pauta para cierta estabilidad y maniobrabilidad de una bicicleta, estará influenciada por la distribución del peso del ciclista, que puede oscilar desde la rueda delantera hasta la trasera, dependiendo de dónde se encuentre el pedalier. se encuentra. Aquí es donde las distancias centrales delanteras y traseras se vuelven importantes porque proporcionan una medida de qué tan lejos está ubicada cada rueda del pedalier.

La medida del centro delantero es normalmente más grande que la del centro trasero (60/40 es una división común) ya que la rueda delantera requiere espacio adicional para girar. La distancia entre el centro y la parte delantera siempre depende del alcance del cuadro; sin embargo, un ángulo del tubo de dirección flojo y/o una mayor inclinación de la horquilla empujarán la rueda delantera más lejos del eje de pedalier. Por el contrario, la parte trasera central depende de la longitud de las vainas.

La diferencia entre las distancias centrales delantera y trasera significa que una mayor proporción de peso generalmente termina sobre la rueda trasera, aunque la cantidad exacta depende de la posición del ciclista. Una posición de carrera agresiva, o el uso de extensiones aerodinámicas, transferirá más peso a la rueda delantera para frenar la dirección. En la medida correcta, esto puede mejorar la estabilidad de la bicicleta (de hecho, algunos han sugerido que esto es importante para evitar oscilaciones de velocidad), pero un exceso hará que las correcciones menores de la dirección sean más difíciles, privando al ciclista del control preciso.

Por el contrario, un menor peso en la rueda delantera hará que la dirección sea más ligera, lo que aumentará el riesgo de sobreviraje. Al mismo tiempo, habrá una reducción en el agarre de los neumáticos, lo que puede resultar desconcertante e incluso peligroso en condiciones resbaladizas. El resultado neto puede ser una bicicleta que se comporta de manera errática, especialmente a altas velocidades, y requiere más esfuerzo (y concentración) para controlarla.

El efecto de la distribución del peso no se limita a la parte delantera de la bicicleta, porque también afecta a la dirección desde el sillín. El peso adicional acentuará cualquier inclinación que haga el cuerpo y, por lo tanto, la inclinación y caída de la bicicleta. Este efecto es más evidente cuando se conduce sin manos, pero también se puede producir añadiendo peso a la rueda trasera en forma de alforjas cargadas. En ambos casos, la bicicleta será más propensa a desviarse, especialmente a bajas velocidades, aunque la amenaza de desviarse del rumbo persistirá a velocidades más altas.

Claramente, encontrar un buen equilibrio en la distribución del peso moderará ambos mecanismos de dirección para que el conductor pueda disfrutar de los beneficios de cada uno. Sin embargo, no existe una regla estricta sobre lo que podría ser eso; Algunos han sugerido que una división 45/55 (delantera/trasera) es ideal para una bicicleta de carretera, pero esto estará sujeto a la respuesta intrínseca de la dirección de la bicicleta. Por ejemplo, si la bicicleta tiene un ángulo de dirección relativamente flojo y una gran cantidad de recorrido, mover algo de peso sobre la rueda trasera puede mejorar la respuesta de la dirección de la bicicleta.

La longitud de la potencia y la posición del sillín se pueden utilizar para redistribuir el peso del ciclista, sin embargo, el rango de ajuste está limitado a sólo un par de centímetros, e incluso así, no todos los ciclistas tendrán la libertad de hacerlo. Esto es especialmente cierto para los ciclistas de carretera, donde reposicionar las caderas puede arruinar la efectividad del pedaleo, mientras que un cambio en el alcance puede comprometer la comodidad. Sin embargo, pequeñas mejoras en ambos pueden afectar el manejo de la moto.

Estas restricciones desaparecen por completo cuando el marco se diseña desde cero. De hecho, optimizar la distribución del peso suele ser un objetivo importante para un cuadro hecho a medida. En muchos casos, este no es el tipo de cosa que mejorará el comportamiento de la moto, pero promete añadir un nivel de refinamiento al producto final.

La influencia del ciclista se extiende más allá de la distribución de su peso. Después de todo, son un elemento muy activo y receptivo en este sistema. Sus piernas están en constante movimiento y realizarán todo tipo de acciones voluntarias e involuntarias en respuesta tanto al comportamiento de la bicicleta como al terreno.

Un buen ejemplo de esto es su habilidad para dirigir. Los ciclistas novatos tienden a hacer movimientos exagerados, incluso erráticos, cuando dirigen una bicicleta con el manillar y con el cuerpo. Los ciclistas experimentados, por el contrario, son más precisos en ambas actividades, y esto genera una marcada diferencia en la cantidad de movimiento de la bicicleta.

Si una bicicleta tiene una dirección muy sensible (por ejemplo, un ángulo pronunciado del tubo de dirección y una trayectoria baja), entonces la entrada adicional de un principiante se amplificará hasta el punto en que puede volverse inestable y difícil de controlar. Un ciclista experimentado no tendrá que lidiar con el mismo temperamento porque puede controlar la bicicleta con un toque ligero.

El estilo de conducción también influye. Esto puede significar todo tipo de cosas, dependiendo de la disciplina, pero en términos simples, se refiere a la forma en que se usa la bicicleta. Algunos ejemplos incluyen carreras a altas velocidades versus paseos sociales tranquilos; desplazarse por caminos tranquilos en lugar de esquivar el tráfico en las horas pico; frenar temprano versus tarde; o saltar obstáculos versus cargar la bicicleta. Si bien un ciclista tiene cierto control consciente sobre estos aspectos, su estilo de conducción moldeará sus hábitos e instintos, lo que a su vez influirá en la cantidad de información sobre la bicicleta.

Otra variable más se relaciona con la percepción del ciclista. Se sabe poco sobre la forma en que un ciclista percibe el comportamiento de una bicicleta; sin embargo, es probable que exista un umbral sensorial que varía de un individuo a otro. Si un individuo es más sensible a la inclinación o el viraje de una bicicleta, entonces puede ser propenso a una corrección excesiva, mientras que cierta insensibilidad podría tener el efecto contrario. Una vez más, esto marcará una diferencia en la respuesta del ciclista que puede amplificarse o disminuirse, dependiendo de la geometría de la bicicleta.

Sin embargo, el comportamiento de un ciclista puede cambiar a medida que se acostumbra al manejo de una bicicleta. Los seres humanos son notablemente adaptables y, con suficiente práctica, muchos pueden aprender a controlar todo tipo de bicicletas (incluidos algunos artilugios muy extraños).

En este sentido, las pequeñas variaciones en la dirección y el manejo que ahora distinguen a muchas de las bicicletas creadas para cualquier disciplina (el ciclismo de ruta es un buen ejemplo, ver más abajo) pueden considerarse en gran medida intrascendentes porque la mayoría de los ciclistas pueden adaptarse rápidamente a ellas. Sin embargo, algunos seguirán siendo más adecuados para un individuo que otros, aunque sólo sea por preferencia personal.

Ángulo del tubo de dirección, inclinación de la horquilla, trayectoria, caída de la rueda, efecto giroscópico, longitud de la potencia, ancho del manillar, ancho del neumático, caída del pedalier, distancia entre ejes, distribución del peso y el ciclista: una vez discutidos todos estos parámetros, el siguiente tema a comprender es cómo se unen todos para definir el manejo de la bicicleta.

Lamentablemente, no existe una respuesta sencilla a esta pregunta. Nuestra comprensión de este problema no ha progresado hasta el punto en que tengamos una fórmula útil, o incluso un algoritmo complicado, que pueda calcular los números para predecir cómo se comportará una bicicleta.

Dicho esto, se han derivado algunas ecuaciones para calcular el ángulo y la tasa de inclinación y dirección que se pueden utilizar para predecir el zigzagueo y el vuelco con respecto a la velocidad, pero esto sólo es relevante para la autoestabilidad de una bicicleta. El ciclista no tiene lugar en estas ecuaciones más que como una masa pasiva, lo que no es el caso en el mundo real. Además, todavía no hay indicios de que una bicicleta autoestable sea realmente más fácil de manejar (o más segura) que una bicicleta menos estable.

Los académicos están abordando el desafío de modelar el comportamiento de un ciclista con la esperanza de poder desarrollar modelos más robustos para predecir el comportamiento de una bicicleta pilotada. A largo plazo, existe la esperanza de que estos modelos puedan usarse para diseñar bicicletas más seguras, pero también pueden resultar útiles para explorar nuevas geometrías.

Sin embargo, existe otro enfoque que la industria de la bicicleta ha adoptado desde el principio: las pruebas empíricas. Los primeros constructores de cuadros simplemente comenzaron a experimentar con diferentes ángulos de tubo de dirección e inclinaciones de horquilla y, a partir de ahí, nuestra comprensión fue creciendo lentamente a partir de los comentarios de los ciclistas.

Si bien este tipo de información es enormemente práctica, no proporciona mucha información sobre los mecanismos en juego. Todo lo que puede proporcionar es un grupo de asociaciones que surgen de causa y efecto. Dicho de otra manera, las pruebas empíricas nos han proporcionado una comprensión bastante buena de lo que funciona y lo que no, pero no podemos decir realmente por qué (aunque a menudo hay muchas opiniones).

Por lo tanto, gran parte de nuestra sabiduría sobre la dirección está contenida en la geometría que ha surgido durante los últimos doscientos años, y cualquiera que desee aprender más sólo necesita interrogarla para obtener una idea. Por ejemplo, una simple comparación de la geometría asociada con diferentes disciplinas de conducción (Tabla 1) proporciona una idea de cuánto se puede variar cada parámetro de dirección para alterar el manejo de una bicicleta.

Se necesita un estudio más amplio para comprender que existe un límite para este tipo de ajuste antes de que una bicicleta se vuelva difícil de controlar, lo cual no es realmente sorprendente dada la naturaleza finita de la física involucrada. Entonces, si bien es posible construir un cuadro con una amplia gama de ángulos del tubo de dirección, los valores más efectivos se agrupan alrededor de 70°. Asimismo, los demás parámetros de dirección, hasta el punto de que se pueden derivar algunas plantillas razonablemente sólidas a partir de geometrías existentes.

Esto es más obvio cuando se comparan geometrías para una sola disciplina, como el ciclismo de ruta (Tabla 2). Entonces, las distinciones que separan las distintas marcas y modelos de bicicletas en el mercado a menudo se miden en milímetros y fracciones de grado, especialmente para cuadros de tamaño similar. Dicho esto, no todas las disciplinas se han definido en la misma medida. El ciclismo de gravel, por ejemplo, sigue evolucionando bajo la influencia de las geometrías del ciclocross, el turismo y el MTB.

Cuando se ponen a prueba variaciones menores en los parámetros de dirección, el resultado suele ser una cuestión de matices. Sin embargo, cuando este tipo de matices se elaboran para satisfacer las necesidades del individuo, pueden generar cierto refinamiento. De hecho, los constructores de cuadros personalizados han hecho un arte al refinar la geometría del cuadro para adaptarla al individuo, por lo que es interesante que pocos, si es que alguno, adoptan un enfoque formulado para el diseño del cuadro.

En cambio, la geometría del cuadro se desarrolla caso por caso en respuesta al ajuste, la posición, el estilo de conducción, la experiencia y las preferencias del cliente, donde se pueden utilizar una variedad de estrategias para refinar el producto final. Hay mucho más arte que ciencia en este proceso, lo que explica la variedad de estilos e ideologías en el mercado a medida.

La geometría de una bicicleta es una especie de receta y, con cierto conocimiento de los ingredientes, es posible anticipar cómo sabrá el plato final. Sin embargo, los sabores de la comida siguen sorprendiendo, más o menos, según el paladar.

La industria de la bicicleta ha avanzado mucho en los últimos doscientos años y, si bien podemos esperar más experimentación y refinamiento, un enfoque estudioso de las pruebas empíricas nos ha enseñado mucho sobre la forma en que la geometría del cuadro y la horquilla pueden influir en la dirección. y manejo de la bicicleta. Algunos parámetros, como el ángulo del tubo de dirección y la trayectoria, pueden tener más impacto en la dirección de la bicicleta que otros, pero el resultado final es siempre el producto de cada ingrediente de la receta.

Por lo tanto, en muchos sentidos, la geometría de una bicicleta es muy parecida a su calidad de marcha en el sentido de que es algo que se puede experimentar y evaluar con cierta objetividad, aunque sigue siendo un poco misterioso. Para aquellos que están intrigados por los matices del manejo de la bicicleta, la única manera de aprender más es educar el paladar con un poco de pruebas empíricas. Al menos, ayudará a los conductores a comprender la variedad de experiencias que se pueden tener con cambios relativamente menores en la geometría de la dirección.

[ct_highlight_box_start]Agradecimientos: El autor quisiera agradecer a Darren Baum (Baum Cycles) y Darrell McCulloch (Llewellyn Custom Bicycles) por compartir sus ideas sobre la geometría del cuadro. Los artículos de Jan Heine sobre geometría del cuadro de Bicycle Quarterly (vol 3 num 3, pp 28-35; vol 5 num 3, pp 42-47) también resultaron invaluables al igual que el trabajo publicado de investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft y la Universidad de Cornell. ct_highlight_box_end]