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La geometría del cuadro
En principio, la bicicleta está formada por ocho
caños. Los tres más robustos forman el triángulo
principal, las cuatro vainas conforman el
triángulo trasero y el octavo es el caño de
frente, que cierra el triángulo delantero y
contiene al movimiento de dirección.
En esta nota vamos a hablar precisamente sobre el
comportamiento de una bicicleta, es decir de su
capacidad de reacción, de trepar, de doblar bien
en curvas cerradas o rápidas, de transmitir la
potencia que generamos a la rueda, etcétera, según
la
particular geometría con que estén vinculados
estos ocho caños.
El resultado que producen los diferentes ángulos
con que están instalados estos caños, la distancia
entre ejes, el avance de la horquilla, el sloping
y otros temas son todas cuestiones muy importantes
para el diseño de un cuadro, y si bien no hay una
teoría realmente sólida y consensuada al respecto,
sí sabemos que hay varios factores que influyen de
distinta manera en el manejo.
Caño de frente
Si bien pequeño y aparentemente intrascendente, el
caño de dirección es algo fundamental, ya que el
ángulo de este caño es determinante en el
comportamiento de una bicicleta. Para graficar un
poco este tema, imagínense una horquilla con la
rueda instalada. Si colocamos la misma en ángulo
recto al suelo y tratamos de darle dirección a la
rueda, vamos a notar que no tenemos mucho control.
Algo muy semejante ocurriría si colocásemos esta
misma horquilla paralela al piso (como en una
carretilla) y quisiéramos darle nuevamente
dirección. La rueda se tumbaría por completo.
Por eso las carretillas tienen dos manijas para
conducirlas. El caño de frente de una bicicleta
debe, por tanto, estar instalado con un ligero
grado de inclinación con respecto a la vertical.
(En el gráfico se trata del ángulo A, que se
produce entre la horizontal y la prolongación de
la línea del caño de frente hacia el piso.)
Para determinar este ángulo se tienen en cuenta
diversos parámetros. En las bicicletas de ruta
este oscila entre 72 y 74 grados. En las mountain
bikes “normales” (de cross country y multiuso) el
ángulo varía de 70 a 71 grados y en las de
freeride y descenso hasta 66 a 69. Esta leve
diferencia de inclinación nos da mayor docilidad
de reacciones. Es decir, en ruta se utilizan
ángulos un poco más “verticales” y en mountain más
“relajados”. Las primeras bicicletas de pista
tenían una inclinación de 78º, lo que les daba
máxima verticalidad a la horquilla, algo que se
compensa con la inercia rotacional de la rueda
delantera.
En suma, si el ángulo de frente es mayor, más
inmediata y nerviosa será la dirección y si éste
es menor, más dócil, gradual y estable será la
misma. Un detalle a tener en cuenta en las bicis
de mountain es que al ceder la horquilla de
suspensión la bicicleta baja la trompa y
momentáneamente el ángulo se modifica hacia la
verticalidad.
La bicicleta de ruta tiene ruedas más grandes, y
la inercia que generan estas ruedas a altas
velocidades es superior a las de una rueda de
mountain de menor diámetro. Por ese motivo esta
verticalidad no compromete la estabilidad, ya que
la mayor inercia contribuye en este caso al buen
dominio. En el caso de las mountain bikes a veces
este ángulo está todavía más cerrado, ya que se
busca compensar la variación que se produce cuando
la horquilla cumple todo su recorrido y lo
modifica.
Caño de asiento
El segundo ángulo clave es el del caño piantón,
donde se introduce el caño de asiento. Este ángulo
es muy importante porque afecta la tracción de la
rueda trasera, la posición de pedaleo, el reparto
de pesos y también el confort de la bicicleta. (En
el gráfico, se trata del ángulo B, con eje en el
eje de la caja pedalera y que se produce entre la
horizontal y la línea central del caño piantón.)
En referencia a la posición de pedaleo, si el
ángulo es mayor se favorecerá la potencia (se
puede pedalear con más carga y menores
revoluciones) y si es más pequeño se facilitará la
cadencia de pedaleo y la comodidad. Los ángulos
que hacen más vertical al caño piantón generan una
mayor transmisión de las vibraciones e
irregularidades del terreno al cuerpo, lo cual
puede llegar a generar incomodidades en largas
distancias.
Sucede también que si el ángulo se abre, puede
permitir el diseño de vainas súper cortas y ruedas
que se embuten dentro del
mismo.
Los ángulos habituales en mountain bikes son de 72
a 73º y en ruteras de 73 a 74º. Sólo en los
cuadros para crono o triatlón van desde 76 a 78º.
Muy por el contrario, en las playeras, donde se
privilegia la comodidad sobre la potencia, este
ángulo baja hasta 65º Un tema importante es que
cuando se abre este ángulo también lo hace el del
caño de frente, ya que sólo puede haber una
diferencia de 2 a 3º entre sí (van casi
paralelos).
Vainas inferiores
Las vainas inferiores de una mountain bike
genérica miden unos 420 mm, mientras que en ruta
no más de 400 mm, salvo en casos extremos como en
las bicis de crono, que suelen ser más cortas. A
menor longitud de vainas, mayor tracción, o sea
mayor transmisión de la fuerza del pedaleo.
El problema es que estas variaciones en la
longitud de vainas afectan a la distancia entre
ejes, que debe mantenerse dentro de ciertos
parámetros, a riesgo de que la máquina se torne
impredecible en lo que hace a estabilidad. Una
compensación razonable de estas variaciones se
logra con el caño superior.
Relaciones
La longitud de este caño es lo que determina la
posición de manejo del ciclista y que una
bicicleta sea más erguida o más aerodinámica. Aquí
nos encontramos con el primer gran tema de la
geometría de una bicicleta. La distancia entre
ejes, determinada por el largo de las vainas, el
largo del caño superior y el avance de la
horquilla, son los cuatro factores determinantes
para la fabricación de un cuadro, ya que con una
buena armonía entre sí se logra que cada objetivo
se cumpla.
La distancia entre los ejes es generalmente de
1060 mm en mountain bikes y de 1070 mm en ruta. Es
muy difícil encontrar una geometría que tenga
menos de un metro de distancia entre ejes. La
diferencia en la distancia entre ejes también hace
que podamos hacer curvas más cerradas o más
abiertas
Otro tema muy importante es que a medida que vamos
subiendo en talle de cuadro, o sea alargando el
caño piantón, también proporcionadamente se
agranda la distancia entre ejes y se modifica el
largo del caño superior.
El largo del caño piantón, donde se inserta el
caño de asiento, no tiene gran incidencia en el
comportamiento de una bicicleta, si bien el
encuentro con el tubo superior es lo que define si
el cuadro va a ser tradicional o con sloping
(geometría compacta). Un cuadro tradicional tiene
el caño superior paralelo al piso y un cuadro con
sloping lo tiene inclinado hacia el caño piantón.
Se pueden trazar exactamente las mismas geometrías
con o sin sloping. Las ventajas del sloping son la
de darle mayor rigidez al cuadro y la de generar
un punto de gravedad más bajo, que contribuye a la
buena maniobrabilidad. Por otro lado al tener el
caño superior bajo, a una distancia de no menos de
cuatro dedos de la entrepierna, nuestras “partes”
estarán más a resguardo en algún mal movimiento.
Altura de la caja pedalera
Esta medida, la distancia del piso al centro del
eje de la caja pedalera (medida G en la gráfica),
por lo general es un poco más reducida que la que
hay desde el suelo hasta el centro de las ruedas e
incide fundamentalmente cuando se dobla, ya que si
es muy baja los pedales tocarán el piso.
En el cuadro que se utiliza para trial esta medida
está exageradamente alta, al punto que la caja
queda por arriba de la línea que va de un eje al
otro, justamente porque se trata de una actividad
que se realiza entre piedras y otros obstáculos,
donde hay que evitar que toquen la caja y que a su
vez los pedales toquen el piso.
Avance de la horquilla
El avance de la horquilla es la distancia entre el
punto en que la vertical que pasa por el eje de la
rueda delantera contacta con el piso y el punto
donde la extensión virtual de la línea central del
eje del caño de frente contacta con el piso,
medida sobre la horizontal del piso. Esta longitud
es exageradamente marcada en las bicicletas
antiguas que tienen la horquilla curva hacia
delante. Este avance también lo tienen las
horquillas con suspensión sólo que está repartido
entre el cristo y las orejas donde se sujeta la
rueda.
Últimamente se están viendo horquillas rígidas que
no tienen aspecto curvo, sino que son rectas y el
avance esta compensado también entre sus orejas y
su parte superior. Este avance, mayor o menor, es
necesario para la buena maniobrabilidad de la
bicicleta.
La guerra de los clones
Como para cerrar esta nota habiendo entendido el
por qué de algunas cosas claves de la geometría de
la bicicleta, vale la pena decir que cuando se
diagrama la geometría de un cuadro de mountain
bike se tiene muy en cuenta el largo total de la
horquilla. Esta medida no tiene por qué ser
determinada necesariamente por el recorrido de una
horquilla de suspensión, ya que en algunos casos
puede suceder que una horquilla de 80 mm de
recorrido tiene el mismo largo total que una de
100 mm. Pero en mayores recorridos, en general,
tendremos una mayor longitud de la horquilla, por
lo que no va cualquier horquilla con cualquier
cuadro. De modo que cuando se diseña un cuadro se
tiene en cuenta el largo total de la horquilla de
suspensión que se va a instalar. De no respetarse
esa norma se modificará radicalmente la
maniobrabilidad de la bicicleta.