Las explicaciones teóricas intentarán ser simples, pero estoy seguro que lo que mas les va a interesar es la tabla comparativa de los distintos neumáticos que se encuentra al final.
RESISTENCIA A
Como ya vimos en el post anterior cuando un ciclista entrega una potencia determinada en un recorrido llano (o con bajadas) la principal resistencia a vencer es la que opone el aire al avance del mismo, es decir, la resistencia aerodinámica. La segunda resistencia a vencer que limita nuestra velocidad, es la resistencia a la rodadura de los neumáticos (tubular o clincher).
Michelin Pro3 Race (Clincher/cubierta)
Ahora bien, que sucede cuando enfrentamos una pendiente ascendente pronunciada ?. En este caso, la resistencia aerodinámica se ve minimizada y la principal resistencia a vencer es la que nos opone la fuerza de gravedad. Pero una vez más, la resistencia a la rodadura es la segunda en orden de importancia.
Como puede verse una menor resistencia a la rodadura se traduce en una mayor velocidad final a igual potencia entregada en cualquier situacion. Pero cuán importante es el beneficio?
Para tener una idea numérica un ciclista profesional (bici+ciclista=80kg) circulando a 40km/h en un terreno llano y sin viento necesita aproximadamente 225 vatios (*) para vencer la resistencia aerodinámica y unos 53 vatios (*) para vencer la resistencia a la rodadura. Esto significa que al circular en llano, el ciclista usa un 18-23% de su energía para vencer la resistencia a la rodadura.
Podemos ver claramente que la resistencia a la rodadura tiene una incidencia para nada despreciable en el rendimiento del ciclista y que es un parámetro que requiere nuestra atención.
Intentaremos explicar este fenómeno de manera simple e intuitiva para su mejor comprensión y luego analizaremos los resultados obtenidos en los test realizados sobre distintos neumáticos, ya sean tubulares o clinhcer/cubierta.
(*) ambos son valores teóricos considerando asfalto con buena terminación y con neumáticos y presiones de inflado usuales.
Que és la resistencia a la rodadura?
Primero que nada una aclaración importante. Si la bicicleta no estuviese en contacto con el suelo por más que el ciclista aporte energía a los pedales, no lograría avanzar. Para esto, es necesario que el neumático encuentre una superficie de apoyo que le ofrezca resistencia.
Cuando el neumático rota por acción del pedaleo transmite la potencia generada al suelo deformándose y disipando energía. Este fenómeno de la flexión de los materiales se conoce como histéresis y significa que el material cuando se expande (inmediatamente al dejar de tener contacto con el suelo) no devuelve toda la energía que absorvió para contraerse al pasar por el punto de apoyo. Es decir, hay una pérdida de energía implicada.
Para entenderlo fácilmente veamos estos dos gráficos:
Bicicleta en reposo (equilibrio):
El neumatico se deforma hasta que el area de la huella que forma en el contacto con el piso multiplicada por la presion del aire contenido se equipare con la carga que está soportando dicha rueda (accion y reaccion).
Si aumentamos la carga o disminuimos la presion de inflado el la huella se hace mas grande y viceversa.
Rueda en movimiento (desequilibrio):
Si trazamos una línea vertical por el eje de la rueda la huella queda dividida en dos partes, delantera (rojo) y trasera (verde).
En la parte delantera el neumático (zona roja) se comprime desde una distorsión nula hasta una distorsión o deformación máxima (coincidente con el paso de la línea imaginaria) para trasmitir la carga al suelo. En la parte trasera de la huella (zona verde) ocurre lo contrario y el neumático retoma nuevamente su estado de distorsión nula a medida que se separa del suelo.
Cuando el neumático está comprimido en la parte delantera de la huella parte de la energía aplicada se disipa al deformarse la estructura del mismo.
Si analizamos la resultante de fuerzas de una y otra parte de la huella vemos que la resultante de la parte delantera de la huella (R1) es mayor que la de la parte trasera (R2) (por la energía disipada).
Estas dos fuerzas generan pares de torsión (momentos de giro) respecto al eje vertical de la rueda. El momento que genera la fuerza resultante de la parte delantera de la huella (R1) se opone al movimiento (sentido contrario al de la dirección de giro) y el momento que genera la resultante de la parte trasera de la huella favorece el movimiento (R2).
Como la fuerza resultante delantera es mayor que la resultante trasera, la diferencia entre los dos pares o momentos da un par resultante opuesto a la dirección del giro .
El par o momento de giro resultante de estas dos fuerzas es lo que llamamos RESISTENCIA A
Cálculo de la resistencia a la rodadura
La resistencia a la rodadura es funcion lineal del peso que soportan los neumáticos y de la velocidad y se expresa en vatios.
Resistencia a la rodadura (vatios)= Masa (kg) x g (m/s2) x V (m/s) x Crr
Crr (coeficiente de rodadura): Es un coeficiente de proporcionalidad (adimensional)
Muchas veces en los ensayos se usa directamente el Crr para comparar las resistencias a la rodadura ya que la masa y la velocidad en los test son constantes y el coeficitne es adimensional.
Esta fórmula es válida solamente para observaciones de laboratorio ya que la rugosidad de la superficie sobre la que se rueda y la presión de inflado de los neumáticos también afectan al Crr.
Pruebas en laboratorio de neumáticos tubulares y clinchers/cubierta
Los resultados que expondremos a continuación son el resultado de una serie de pruebas realizadas en los laboratorios de la empresa Alemana CONTINENTAL.
En los tests se midió la potencia necesaria para hacer girar distintos neumáticos sobre un rodillo liso de 120cm de diámetro a 30km/h con una carga ciclista-bicicleta de 85kg .
El valor en si obtenido para cada neumático no tiene aplicación práctica ya que el test de laboratorio está hecho sobre una superficie lisa ideal que dista mucho de lo real. Lo que realamente es importante analizar es la diferencia (en vatios) que existe entre uno y otro neumático en laboratorio ya que esta diferencia si se mantendrá (en mayor o menor medida) invariable en una situación real.
Tabla - Tubulares
Gráfico resistencia a la rodadura - tubulares
Algunas observaciones:
-Antes que nada, la resistencia se
-En el caso de las clinchers/cubiertas vemos que la diferencia entre el mejor y peor resultado obtenido en la prueba es de 21,50 watts. Si traducimos esta diferencia a tiempo real considerando la velocidad a la que fue realizada la prueba de 30km/h sobre una distancia de ciclismo olimpica de triatlon (40km), vemos que un mismo triatleta entregando la misma potencia ganaría cerca de 2 minutos simplemente por utilizar las cubiertas con menor resistencia de rodadura. Una ganancia para nada despreciable. Equivale a la ganancia obtenida al usar un buen par de ruedas aero.
-El valor promedio de Crr obtenido para las clinchers/cubierta es de 0.0054 . Expresando en vatios el valor del Rolling Perfomance promedio es de 36,95 watts.
-La tabla 1 posee ademas del valor de Crr y de la resistencia a la rodadura (Rolling resistance), otros parámetros que son también de mucho interés al momento de seleccionar la cubierta ideal para cada caso como: “GripValue” (agarre) y “Puncture Resistance” o resistencia a la pinchadura.
Podemos ver, por ejemplo que si bien por un lado las VITTORIA OPEN CORSA EVO CX tienen un valor de resistencia a la rodadura inferior al de las MICHELIN PRO2 RACE; las Michelin tienen mejor agarre (Grip) y mejor comportamiento antipinchadura.
VITTORIA OPEN CORSA EVO CX
-En el caso de los tubulares, la diferencia entre el mejor y el peor resultado obtenido es de 19,47 Watts, una diferencia similar a la encontrada entre el mejor y el peor clincher (en cuanto a resistencia a la rodadura). La diferencia para una prueba de 40km a 30km/h utilizando uno u otro tubular es tambien cercana a los 2 minutos.
-El valor promedio de Crr obtenido para las clinchers/cubierta es de 0.0061 . Expresando en vatios el valor del Rolling Perfomance promedio es de 42,56 watts..
-Aquí ocurre algo similar a lo visto en la tabla de las clinchers. El tubo con mejor resistencia a la rodadura , el VELOFLEX CARBON tiene una baja resistencia a la pinchadura, mientras que el tubo GONMITALIA PLATINUM que tiene una resistencia a la rodadura algo mayor que el anterior, tiene un buen comportamiento frente a la pinchadura. El que mejor comporamiento tiene frente a las pinchaduras con el menor Crr es el CONTINENTAL COMPETITION.
VELOFLEX CARBON
-Algo que resulta llamativo es que los valores de resistencia a la rodadura obtenidos para los tubulares son en general superiores a los obtenidos en los clinchers/cubierta. Como ejemplo basta ver que la diferencia entre el mejor neumático en ambos casos es de 7,65 watts a favor de los clinchers. Este resultado permitió hacer un hallazgo relacionado con el pegado de los tubos que incide en el valor del Crr y que detallaremos en la segunda parte de este informe.
Fuentes:
http://www slowtwitch.com
http://www.amtriathlon.blogspot.com
http://www.arueda.com
http://www.rouesartisanales.com
9 comentarios:
Excelente aporte German, muy útil como siempre.
Saludos
hola GER. Me quedo impresionado cada post, los datos que divulgas son muy profesionales. voy comprendiendo que cada cosa, que cada pequeño detalle, es siempre importante en el rendimiento del atleta de fondo.
yo personalmente, nunca he utilizado el tubular, me ha dado miedo la poca adherencia de este después del cambio, pues me ha gustado mucho disfrutar de las bajadas.
sdls.
Joan.
muchas gracias Joan y David!
Gracias por toda la información.
Espero ese artículo sobre el pegado de lso tubulares......
Sacando bastantes conclusiones!!!!
Excelente artículo. Solo un apunte, la resistencia se mide en Newton y la potencia en watios. Lo que comentas en watios es la pérdida energética asociada a al rodadura.
Es solo un apunte porque el artículo es muy claro y se entiende de PM pero por si a alguno le da por mirar cosas, que no se vuelva loco (aunque las amrcas cometan ese mismo despiste en sus artículos de márketing)
Es muy interesante el artículo, yo ahora estoy usando las Specialized mondo pero visto esto quizás para la próxima compense cambiar a Michelin, habrá que ver el precio también jeje
Gracias Carlos y Furacan.
Markchang, realmente es asúi como tu dices, potencia en newton y resistencia en vatios. Supongo que ya nos hemos acostumbrado a hablar de vatios por los medidores de potencia y porque es una unidad más "amigable" o simple de entender para los que practicamos ciclismo.
Pero tienes razon y es valido hacer la aclaracion.
Muchs gracias
jejeje, na, si era por ser puntilloso. El artículo es de mucho interés y puede ayudar un montón. Enhorabuena!
gracias muy buena informacion..
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