Todos hemos tenido problemas para subir pendientes del 20 %, 25 %, incluso del 30 %. Pero, ¿qué tan empinada tendría que ser una carretera antes de que no se pudiera escalar en bicicleta?
Es algo extraño: nuestra búsqueda de la pendiente. Es común escuchar a los ciclistas alardear de haber conquistado los collados alpinos que suben implacablemente hacia el cielo con pendientes del 20 % a lo largo de varios kilómetros, o picos de hasta el 40 % en el centro de la horquilla.
Pero recordando que una pendiente del 100 % solo genera una pendiente de 45° (un metro en vertical por un metro en horizontal), seguramente una inclinación cercana al 100 % no sería imposible de recorrer. ¿Lo haría?
Decidimos buscar a los expertos para averiguarlo.
Lo primero es lo primero. Cuando decimos el "pendiente más pronunciado" no estamos hablando de esos picos extraños en la pendiente de la carretera, o la plataforma vertical de un medio tubo.
Solo podemos considerar una pendiente persistente que un ciclista de carretera puede intentar recorrer durante un período de tiempo razonable.
Curiosamente, la potencia no es un factor limitante para abordar las subidas más empinadas, dice Rhett Allain, profesor de física en la Universidad del Sureste de Luisiana y bloguero de larga data para la revista Wired.
'Si no te importa la velocidad, puedes subir cualquier pendiente con muy poca potencia siempre que haya suficiente fricción', dice.
‘Por ejemplo, puede obtener pequeños motores para levantar una carga muy pesada si usa suficientes poleas.’
Si puedes crear la relación de transmisión correcta en tu bicicleta, incluso con una salida de potencia minúscula podrías subir cualquier pendiente, en teoría.
La realidad es diferente. Una relación de transmisión que te permitiera escalar pendientes increíblemente empinadas requeriría que giraras las piernas como un loco mientras solo te arrastras hacia adelante. Pronto te caerías.
Allain establece la velocidad mínima a la que le gustaría abordar una escalada como velocidad de caminata, o alrededor de dos metros por segundo. Según sus cálculos (que son un poco complicados para discutirlos aquí), sitúa la inclinación máxima para una potencia de 422 vatios a una velocidad de 2 m/s (4,5 mph) en un 40 %.
Entonces, el 40% podría ser donde el poder humano encuentra su pareja en una pendiente; más allá de eso, también podrías caminar. Pero para aquellos de nosotros menos interesados en los aspectos prácticos y más interesados en demostrar que las pendientes no nos ganan, debe ser posible subir una pendiente superior al 40 % si estamos preparados para ir lo suficientemente lento.
Lo que queremos saber es en qué ángulo las leyes de la física nos impedirán escalar independientemente de nuestra potencia o relación de transmisión.
Equilibrar prioridades
Si tuviéramos que subir una colina cada vez más empinada, debe llegar un punto en el que simplemente nos vuelquemos hacia atrás.
'Si tomas una bicicleta como tres puntos, el centro de masa y los dos puntos de contacto [las ruedas], entonces si el eje vertical del centro de masa va más allá de cualquiera de esos dos puntos de contacto, la bicicleta se volcará., ' dice Allain.
Keith Bontrager, un pionero en el papel del centro de gravedad [CG] en el ajuste de la bicicleta, explica: "No es sencillo encontrar el CG del ciclista por medios mecánicos".
Pero pone el CG de un escalador en una línea "2-3 cm detrás del eje del pedal en la posición del pedal de las nueve en punto".
Según nuestros propios cálculos (poco científicos), consideramos que el ciclista promedio, sentado normalmente, tendría un CG aproximadamente 58 cm por delante y 120 cm por encima del punto donde la rueda trasera toca la carretera.
Ahora, para calcular el punto en el que el ciclista caería hacia atrás, tenemos que hacer un poco de trigonometría. (Si está interesado: ángulo de inclinación=90 – (Tan-1 (altura del CG ÷ rueda trasera al CG horizontal).
A partir de eso, obtenemos la respuesta de un punto de inflexión de 25,8°, o 48%. Así que ahí lo tienes, el gradiente más pronunciado absoluto es un mísero 48%. ¿O es así?
Cuando el ángulo se vuelve pronunciado, es poco probable que te sientes "normalmente". Bontrager argumenta: “Un ciclista evita que se vuelque inclinándose hacia adelante en subidas muy empinadas. Esto es común para los ciclistas de MTB.’
Así que volvimos a calcular basándonos en que un ciclista se extendía sobre las barras tanto como fuera posible, y encontramos una nueva inclinación máxima de 41°, o 86,9%.
Por supuesto, inclinarse tanto hacia adelante en una pendiente eliminará parte de la tracción del neumático trasero, lo que posiblemente haga que la bicicleta se deslice de manera alarmante por la ladera. Lo que nos lleva a la principal restricción en nuestra búsqueda de la pendiente: la tracción.
Deslizarse deslizándose
Para moverte en una bicicleta, necesitas fricción para oponerse al movimiento del neumático. A medida que aumenta la inclinación, la fricción se reduce ya que las dos superficies se juntan con menos intensidad por la gravedad. C
hristian Wurmbäck, gerente de producto de Continental, dice: "Diría que el agarre del neumático será lo primero que fallará en una pendiente muy pronunciada".
Pero encontrar el punto de inflexión exacto es complicado. Para empezar, tenemos que saber el coeficiente de fricción de un neumático, esencialmente qué tan pegajoso es.
Eso no es fácil de determinar, como explica Wurmbäck: 'Realmente no puedes decirlo. Depende de la superficie, si está húmeda o seca. La idea de que hay un número que proporciona un control teórico para todas las condiciones, en realidad no existe”.
Entonces, si bien la realidad puede ser más compleja, las estimaciones del coeficiente de fricción para caucho puro sobre asf alto varían desde 0.3 sobre concreto húmedo hasta 0.9.
El cálculo del profesor Allain, basado en un coeficiente de fricción estimado de 0,8 (que él describe como "optimista") sitúa el ángulo máximo que toleraría la tracción de los neumáticos en 38,7°, o alrededor del 80%.
Perdiendo el control
Al 80%, eso ya hace que la tracción de los neumáticos sea el primer punto de falla, pero aún puede ser una sobreestimación de la posible inclinación. El coeficiente de 0,8 se basa en la idea de un neumático totalmente de caucho, lo cual es raro.
Wurmbäck dice: 'Queremos que el neumático sea más rígido y duradero de lo que sería el caucho puro. Si tienes un neumático súper rígido, no se pega tan bien a la carretera”.
Además, las pendientes de más del 30 % a menudo requieren pavimento de hormigón en lugar de asf alto, cuyo coeficiente de fricción con el caucho se estima más cercano a 0,6 cuando está en movimiento.
Volviendo a poner esa cifra en la ecuación de Allain, la tracción puede fallar en un 60 %. Eso sin entrar en las complejidades de la distribución del peso entre las ruedas dada la radical posición de ascenso que debe adoptar un ciclista.
Wurmbäck dice: 'Hay formas de aumentar drásticamente la fricción, como poner pegamento en la superficie. Pero en términos más prácticos, desea un neumático cálido y una superficie cálida, en un día caluroso, con menos inflado de neumáticos con un neumático ancho.'
Además del coeficiente, también hay que tener en cuenta el área de superficie creada por el perfil del neumático. Pero probablemente necesitaríamos un par de páginas más para arañar la superficie de esa.
Así que múltiples factores fluctuantes juegan un papel en la limitación de la inclinación de la subida en bicicleta más vertiginosa. Pero si su marcha, potencia y posición de ascenso radical le permiten ir al norte de una pendiente del 60 %, probablemente puede esperar que su tracción lo defraude en cualquier segundo.
A menos que tengas un bote de pegamento a mano.
