¿Estrecho o ancho? ¿Alta presión o baja presión? ¿Tinas o clinchers? Investigamos las complicaciones en la elección de neumáticos
Después de nuestra prueba: ¿Son los neumáticos más anchos realmente más rápidos? Decidimos continuar nuestra investigación sobre las complicaciones de la elección de neumáticos.
Uno de los mayores avances en la tecnología de las bicicletas provino de una fuente poco probable: un veterinario escocés llamado John Boyd Dunlop. En 1888, en un cambio significativo de su trabajo diario, Dunlop creó la primera llanta neumática en un intento por librar a su hijo de los dolores de cabeza y las molestias que lo habían aquejado mientras conducía su triciclo de llantas sólidas por los adoquines llenos de baches de Belfast.
Avance rápido hasta hoy y el concepto básico no ha cambiado: una cámara de aire sellada proporciona una capa de amortiguación entre el ciclista y la carretera, pero eso no significa que todos los neumáticos sean iguales. Algunas llantas son más rápidas que otras, pero se necesita un poco de comprensión de la tecnología de las llantas antes de que puedas encontrar la mejor para ti.
Resistiendo un descanso
'Mientras conduce, un ciclista tiene que enfrentarse a diferentes tipos de resistencia: resistencia del aire, peso (si acelera o frena) y la resistencia a la rodadura del neumático, que es la pérdida de energía debido a que el neumático rueda hacia adelante, ' dice el desarrollador de neumáticos de carretera de Michelin, Nicolas Cret. “Medimos la resistencia a la rodadura con parámetros fijos como presión regulada, velocidad constante, carga y temperatura. La máquina de medición suele estar compuesta por un tambor, que tiene que ser lo más grande posible para simular un terreno plano. El neumático gira a una determinada velocidad/carga/presión durante una sesión de calentamiento y luego detenemos la potencia del tambor y medimos la distancia hasta que el neumático deja de rodar. Cuanto mayor sea la distancia, menor será la resistencia a la rodadura.’
En términos básicos, entonces, la resistencia a la rodadura es la fuerza que actúa contra el movimiento hacia adelante de un neumático que rueda sobre una superficie. En términos prácticos, junto con factores como la resistencia del aire, esta fuerza resistiva significa que cuando estás circulando libremente sobre una superficie plana, eventualmente te detendrás. Pero como la energía no puede crearse ni destruirse, solo cambiarse, ¿dónde se ha ido la energía que nos impulsaba hacia adelante?
'La resistencia a la rodadura en los neumáticos es la energía consumida para superar la deformación del neumático', dice Wolf VormWalde, gerente de producto de neumáticos en Specialized. Cuando un neumático está bajo carga, se deforma, y para deformar un material se requiere fuerza. Cuando la llanta rueda, la deformación continúa a medida que la banda de rodadura y la pared lateral atraviesan el parche de contacto [donde la llanta se encuentra con la superficie de la carretera] a medida que gira la rueda. Por lo tanto, el neumático se tensa y se deforma al entrar en la zona de contacto y se relaja al salir de la zona de contacto. Pero a diferencia de un resorte perfecto, el neumático no devuelve la energía puesta en él cuando se deforma.’
Observe lo que sucede con los neumáticos de una bicicleta estacionaria bajo el peso de un ciclista y comprenderá lo que significa VormWalde. Una llanta bajo la carga de un ciclista sobresaldrá en las paredes laterales y la banda de rodadura se aplanará para adaptarse a la forma de la superficie debajo de ella. Cuando la bicicleta está en movimiento y la llanta gira, este proceso ocurre una y otra vez en el punto en que la llanta se encuentra con la superficie de la carretera. En un mundo ideal, la llanta 'daría lo mejor que pudiera', rebotando en la superficie de la carretera con tanta fuerza como la necesaria para aplastarla contra la superficie de la carretera en primer lugar y, por lo tanto, la energía puesta en movimiento hacia adelante sería conservado. Desafortunadamente, los compuestos de caucho en los neumáticos son "viscoelásticos", lo que significa que a medida que se deforman bajo la carga, las moléculas en las cadenas de polímero del compuesto se reorganizan y, al hacerlo, se frotan entre sí. Esta fricción interna genera calor, que, lamentablemente, es un subproducto inútil en la búsqueda de impulsar tu bicicleta hacia adelante. Solo siente tu llanta trasera después de una hora en el entrenador turbo y pronto obtendrás una imagen.
Es esta deformación del neumático la clave de su resistencia a la rodadura y, por lo tanto, de su "velocidad". Hay varias formas en las que puede afectar la forma en que se deforma un neumático, una de las cuales es variar la presión del aire que le bombea.
Deformación del carácter
Si cuanto más se deforma un neumático, más resistencia a la rodadura tiene, seguramente todo lo que tiene que hacer es inflar un neumático a la mayor presión posible, haciendo que sea casi imposible que se deforme, y la pérdida de energía a través de la resistencia a la rodadura ser minimizado? La verdad, como siempre, es un poco más complicada.
Christian Wurmbäck, gerente de producto de Continental, dice: “Aumentar la presión en un neumático disminuirá la resistencia a la rodadura, pero solo hasta cierto punto. Como ejemplo, si toma un neumático de 23 mm y aumenta la presión de 85 psi a 115 psi, tendrá menos resistencia a la rodadura. Pero si toma el mismo neumático y aumenta la presión de 115 psi a 140 psi, prácticamente no hay diferencia.'
VormWalde de Specialized está de acuerdo: “En una superficie perfectamente lisa, la presión más alta siempre es más rápida. Pero este efecto disminuye en las carreteras reales, de modo que decimos que a 130 psi inflas el neumático al máximo [es decir, no puede volverse más útilmente rígido]. Lo importante a recordar es que la relación entre el neumático y la carretera es simbiótica, y que las carreteras nunca son perfectamente lisas.
'No querrás que el neumático sea tan duro que cuando ruedes por la carretera no pueda absorber las frecuencias de la superficie. Es más eficiente que el neumático absorba la aspereza y los baches que transmitir estas amplitudes a la bicicleta y al ciclista. Levantar la bicicleta y el ciclista siempre consumirá más energía que aplastar un neumático. Esa es una de las razones por las que ves ciclistas de ciclocross y mountain bike corriendo con presiones tan bajas”, añade.
Tiene razón. Porque en lugar de permitir que una sección particularmente accidentada lo lance por los aires, el ciclista de montaña experimentado intentará mantener su cuerpo en una superficie plana, usando sus brazos y piernas para absorber todos los baches que ofrece el terreno. En términos sencillos, si quieres avanzar horizontalmente, no desperdicias tu energía subiendo y bajando verticalmente.
El truco consiste en determinar la mejor presión de los neumáticos para la carretera por la que conduces, algo que puede requerir un poco de prueba y error. Y luego debe preguntarse si tiene los neumáticos de ancho correcto en primer lugar.
El pequeño asunto del tamaño
En los viejos tiempos, los corredores pensaban que los neumáticos más delgados eran mejores, y la mayoría de las ruedas profesionales calzaban con cualquier cosa, desde un neumático de 21 mm de ancho hasta uno minúsculo de 18 mm. Con el tiempo, los ciclistas quizás han apostado más por la comodidad y menos por la velocidad, de modo que los neumáticos de 23 mm se han convertido en el estándar de las bicicletas de carretera.
Sin embargo, el gerente de producto de Schwalbe, Marcus Hachmeyer, dice que los estudios sobre el comportamiento de los neumáticos han descubierto algunas cosas bastante sorprendentes: Si compara neumáticos con diferentes anchos pero con especificaciones idénticas: el mismo compuesto, el mismo perfil redondeado, la misma presión de inflado, se puede decir en términos de resistencia a la rodadura: ¡cuanto más ancho, más rápido!'
Esto suena contradictorio; después de todo, las bicicletas de carretera son mucho más rápidas que las bicicletas de paseo o las bicicletas de montaña, pero el análisis de la zona de contacto de un neumático ha ayudado a diseñadores como Hachmeyer a superar la creencia popular de que "cuanto más estrecho, más rápido".
'Los neumáticos más anchos son más rápidos', repite Wurmbäck en Continental. “Un neumático de 24 mm rueda más rápido que uno de 23 mm, pero un neumático de 25 mm rueda incluso más rápido que eso. De hecho, nuestro neumático GP4000s es alrededor de un 7 % más rápido en una versión de 25 mm que en una de 23 mm.’
La razón se remonta a este tema de la deformación. Aunque a la misma presión, tanto los neumáticos anchos como los estrechos tienen la misma área de superficie de contacto, la forma precisa de cada superficie de contacto diferirá. En un neumático más angosto, este parche será más delgado pero más largo, formando una forma ovalada delgada a lo largo de la parte inferior del neumático, mientras que para un neumático más ancho, la forma del parche de contacto será más circular, ya que el neumático se aplana más a lo ancho.. El resultado es que la zona de contacto más delgada y más larga del neumático más delgado fomenta una mayor deformación del neumático, específicamente la pared lateral, que su contraparte más ancha. Y como ya hemos escuchado, cuanto más se deforma un neumático, más energía se consume al deformarlo. Pero si este es el caso, ¿no deberíamos andar todos en 28 mm?
El caso contra
‘Aunque un neumático de 28 mm será más rápido que su versión de 23 mm en términos de resistencia a la rodadura, el peso del 28 mm será mayor que el del 23 mm, ya que un tamaño más grande significa más material. Es probable que esto cree una diferencia notable en términos de inercia y tendrá un efecto durante las fases de aceleración o desaceleración”, explica Nicolas Cret de Michelin. Las propiedades aerodinámicas también cambiarán de un neumático de 23 mm a uno de 28 mm.
Si se presiona, ¿qué elegirían los expertos? "Descubrimos que 24 mm es el compromiso ideal en cuanto a resistencia a la rodadura, aerodinámica y peso", dice VormWalde de Specialized. Sin embargo, Ken Avery de la vieja guardia italiana Vittoria no está de acuerdo: “Más [ancho] no siempre es mejor. La moderación es la clave. Una vez que supera los 26 mm, las ganancias sutiles en la resistencia a la rodadura comienzan a disiparse. La fórmula se descarta, por así decirlo. Además, esto supone que todos los neumáticos tienen un perfil consistente, lo cual no es así. A menudo, el grosor de la banda de rodadura [en la sección transversal] hace que el neumático sea más puntiagudo que redondo, de modo que un neumático de 24 mm de un fabricante puede ser más rápido o más lento en un escenario determinado que uno de 23 o 25 mm.’
Para complicar aún más las cosas, además de las opciones sobre la presión y el ancho de los neumáticos, vienen consideraciones sobre la flexibilidad de un neumático.
Lo que hay debajo
Si la deformación provoca la pérdida de energía por el calor, entonces una llanta que es más flexible requerirá menos energía para deformarse de una forma determinada que una llanta cuya carcasa es más rígida. Debajo del compuesto de caucho de la banda de rodadura de un neumático se encuentran miles de fibras estrechamente tejidas. Dependiendo del neumático, esta carcasa de capas podría contener hasta 320 hilos por pulgada (tpi), todos ellos de un algodón muy fino, o quizás tan solo 60, hechos de un nailon decididamente más grueso. El resultado, dicen fabricantes como Vittoria y Challenge, es que cuanto mayor sea el número de hilos, más flexible será el neumático y, por lo tanto, se deformará más fácilmente y, por lo tanto, tendrá una menor resistencia a la rodadura.
'Cuanto mayor es el número de tpi, más flexible es el neumático', dice Simona Brauns-Nicol de Challenge. “Con el tiempo, los proveedores han entregado hilos cada vez de mayor calidad que han hecho posible que los fabricantes de neumáticos pasen de un tejido máximo de 280/300 tpi a 320 tpi. Cuanto más flexible y flexible sea la carcasa, más comodidad y, sobre todo, más adherencia a la carretera, consiguiendo así la mayor velocidad.» Sin embargo, en el mundo de los neumáticos nada es sencillo, por lo que más hilos no significa automáticamente un neumático más rápido.
VormWalde en Specialized dice: 'Un neumático de 60 tpi con un buen compuesto de carcasa puede ser tan rápido como un neumático de 100 tpi. El material también es importante: algunas fundas de polialgodón son rápidas, pero eso no se debe a la cantidad de hilos, sino a la impregnación de látex que lo hace muy elástico. Un alto número de hilos no significa necesariamente un neumático más rápido.'
Si neumáticos más flexibles significan una mejor resistencia a la rodadura, lo mismo debería decirse de las cámaras de aire. "Se puede lograr una conducción aún más flexible y resistente a los pinchazos usando una cámara de látex en lugar de una cámara de aire de butilo", dice Simona Brauns-Nicol en Challenge. “El nuestro se puede inflar hasta unas 300 veces su volumen original. El látex es fuerte y elástico al mismo tiempo, y no se perfora tan fácilmente, ya que la elasticidad significa que un tubo de látex tiende a rodear objetos extraños.'
Además de ser un material inherentemente más flexible, el látex también es más liviano, por lo que superará a los tubos de butilo en términos de resistencia a la rodadura. Sin embargo, esta flexibilidad tiene un costo: el látex es más poroso que el butilo, lo que significa que el aire se escapará perceptiblemente con el paso de los días.
Los gustos de Specialized y Challenge probablemente podrían seguir discutiendo sobre los tubos de látex, el número de hilos y las cubiertas durante días (no sorprende que Challenge se enorgullezca de producir neumáticos con un número de hilos de hasta 320 tpi, mientras que Specialized parece contento con producir un máximo de 220 tpi), pero sus puntos de vista opuestos res altan el quid de este problema de 'neumático rápido': no hay respuestas definitivas. Claro, hay parámetros básicos (tamaño, presión, flexibilidad), pero estos elementos están tan inextricablemente vinculados entre sí y con cuestiones de resistencia a la rodadura, aerodinámica e inercia que no tiene sentido centrarse en un solo aspecto a expensas de los demás.
Como dice Cret en Michelin: “El diseño de un neumático debe verse como un intento de mejorar muchas áreas conflictivas de rendimiento al mismo tiempo. Un neumático es siempre un compromiso de rendimiento. ¿Qué es un neumático rápido? Bueno, eso depende de lo que entiendas por rápido.'
Y finalmente… ¿bañar o no bañar?
Durante años, los neumáticos tubulares se han promocionado como el mejor neumático que un ciclista serio puede obtener, y los partidarios afirman que la única razón para no montarlos a diario es la inconveniencia y el costo de los pinchazos. Sin embargo, hay un par de empresas dispuestas a trastornar este carro de manzanas en particular.
'Las cubiertas son más rápidas que las tubulares', declara Wolf VormWalde de Specialized. Esto se debe a que la mitad de la cámara de aire efectiva es el borde. Los flancos de la llanta no se deforman al rodar y, por lo tanto, no consumen energía. Pensaste que empujamos a Tony Martin a usar clinchers por razones comerciales, ¿no? ¡No! Simplemente son más rápidos.'
Esta oposición a la sabiduría convencional no es solo de un hombre (aunque uno en el centro de una corporación de bicicletas bastante grande), sino que es un sentimiento compartido por los gigantes de neumáticos Schwalbe y Continental también. Pero si ese es el caso, ¿por qué los profesionales no están montando remaches? Bueno, dice Christian Wurmbäck de Continental, eso es una obviedad.
‘Un juego de ruedas tubulares es liviano pero, lo que es más importante para los ciclistas profesionales, ofrece la capacidad de correr sin aire. En el caso de un pinchazo a alta velocidad, un tubular se queda en la llanta debido al pegamento, a diferencia de un clincher, que tiende a caerse, lo que provoca un accidente muy desagradable.'
