La importancia del peso de las ruedas.

[Francis]

Os remito a un blog muy recomendable (TIENE TODOS LOS CATÁLOGOS DE MARCAS) y a un artículo muy interesante que confirma algunas cosas que ya sabíamos.

http://www.todomountainbike.es/art/donde-reducir-peso-en-una-bicicleta-la-importancia-de-unas-ruedas-ligeras

¿Dónde reducir peso en una bicicleta? La importancia de unas ruedas ligeras

El peso de la bicicleta es una de las obsesiones más recurrentes de todo Mountain Biker que se precie. Todos queremos la bicicleta más ligera, pero muy pocos conocemos realmente dónde es más efectivo rebajar el peso en lo que a componentes se refiere. Una de las frases más escuchadas en este mundillo es que "el peso de las partes móviles de la bicicleta es el que más se nota", aunque a efectos prácticos esta afirmación es errónea y lo cierto es que donde más lo notaremos es montando un juego de ruedas más ligeras para nuestra bicicleta.
La importancia de unas ruedas ligeras

Otra de las frases más comunes que podemos escuchar en el mundillo del Mountain Bike es la afirmación de que cada gramo menos en las ruedas vale por dos en el resto de la bicicleta. Aunque no es así exactamente, se acerca bastante a la realidad y podríamos decir que realmente el conjunto de unas ruedas de bicicleta (cubierta-cámara-llanta) son los componentes más importantes a la hora de aligerar peso y notar más beneficios rodando con ellos. Hay que tener claro que la disminución de peso solamente se nota en el perímetro más exterior de la rueda, por lo que el peso de los radios, el cierre o el buje de una rueda no afectará en gran medida a su rendimiento (siempre hablando de rendimiento por peso, no por funcionalidad).

El giro de una rueda en el mundo de la Física viene definido como el momento angular L alrededor del eje de giro, y su fórmula matemática es L = I * w, donde I es el momento de inercia másico de la rueda y w es la velocidad angular de rotación. También podemos obtener este movimiento mediante el cálculo de la energía cinética, que en este caso tendría la fórmula matemática Ec = 1/2 I * (w)^2, obteniendo las mismas conclusiones.

Calcularemos la energía cinética de una hipotética rueda, para poder valorar luego los resultados. La energía cinética total de un sólido rígido en rotación puede descomponerse como suma de la energía cinética de translación (asociada al desplazamiento del centro de masa del cuerpo a través del espacio) y la energía cinética de rotación (asociada al movimiento de rotación con cierta velocidad angular). La expresión matemática para la energía cinética es:



Veamos el primer ejemplo. Calcularemos la energía cinética de una hipotética rueda, simplificando su distribución de masa. De este modo, nos quedará un radio expresado en metros de R=0.33 y una masa de m=1.3 kg, que es la suma del peso de la llanta (500 gr.) + la cubierta (650 gr.) + otros (150 gr. de las cabecillas de los radios, cámara, líquido sellante, etc…).

Los radios, el cierre y los bujes no los añadimos al peso de la masa, pues supuestamente son despreciables. De todos modos, expertos y personas dadas a este tema pueden aportar su opinión y resultados sin ningún problema. Y dejo claro que no soy ningún experto en la materia y puedo equivocarme como el que más. Veamos el cálculo de la energía cinética.

Si el ciclista va a 25 km/h (6.94 m/s) obtenemos:

    Energía de Translación = 1/2*m*v^2 = 0.5*1.3*(6.94)^2 = 31.3 J
    Energía de Rotación = 1/2*m*R^2*w^2 = 1/2*m*v^2 = 31.3 J

De estos resultados podemos deducir que la energía cinética de una rueda se reparte a partes iguales entre la de rotación y la de translación. Es decir, la rueda porta el doble de energía que cualquier otra pieza de la bicicleta suspendida y con la misma masa (por ejemplo, un cuadro de bicicleta que pese 1.3 Kg).
El momento de inercia: la clave de una rueda ligera

Como hemos dicho antes, la energía cinética total es la suma de ambas energías (translación y rotación). Teniendo como resultado una energía cinética total de 62,6 J, podríamos hallar el momento de inercia mediante la conversión de la fórmula matemática Ec = 1/2 I * (w)^2, aunque realmente no es necesario para valorar los resultados.

El momento de inercia másico I es la clave técnica del éxito de unas ruedas y de una mejor eficiencia al rodar sobre la bicicleta. Hay que conseguir que la rueda sea lo más ligera posible para obtener un reducido momento de inercia, y ésto se logra controlando la masa más exterior de la rueda para que las aceleraciones y las frenadas sean más cortas y contundentes.

Resumiendo, la clave de montar unas buenas ruedas pasa por elegir unas cubiertas lo más ligeras posibles, junto con unas cámaras ultraligeras u optar por sistema Tubeless, en primer lugar. Y en segundo lugar, elegir una llanta lo más ligera posible, no preocupándonos demasiado por el peso de los radios, cierre o el buje de la rueda, ya que afectan de manera menos significativa al momento de inercia de la rueda al estar en la parte más interior de la circunferencia.

Cuando aceleramos en la salida de una curva o en el principio de un llano, el cambio cinético en la rueda es el que más energía consume y es la clave para que en esa salida rápida podamos dejar a nuestros perseguidores clavados detrás nuestro. Reducir la masa de la rueda es aligerar la llanta, la cubierta, la cámara o incluso prescindir del líquido antipinchazos, para obtener el menor momento de inercia posible y beneficiarnos así de una ventaja que puede significar una victoria bien merecida.

[Juanma SnailMaster]

 

Eso esta muy bien...pero.. falta un pequeño detalle...que el resto de la bici ( es decir bici - las dos ruedas) y el biciclero  tambien se mueven... y su energia de translación seria:


Ec = 1/2 m v2 = 1/2 70 kg x 6,94 x 6,94  m2/s2= 1686 julios


Aunque he elegido un bicicletero encanijao (bicicletero + resto de la bici solo 70 kg) los 62 x 2 = 124  julios de las dos ruedas son solo un 6,85 % del total (1810 j).


Este monton de energia, 1810 julios...han salido de las patas del bicicletero cuando acelera de parado a 25 km/h. ¿Es mucha? 

Si lo pasamos a calorias para ver el "gasto",  equivalen a 0,434 Kcal. Es decir es una...... "birria". El consumo de una persona al dia es  unas 3000 Kcal.

Si pasamos la "birria" a birras (esta medida la entendemos mejor)  las

0,434 Kcal equivalen a...... 1 centimetro cubico de birra  .......

es decir que para gastar las calorias de un botellin tendrias que pasar de 0 a 25 km/h solo 200 veces.


P.s. no he tratado de dar ninguna lección  ... si no unicamente empezar a entender    algo que sospechaba. ¿Por que aunque llevo ya recorridos en bici una distancia superior a la vuelta al mundo  (se midan por el ecuador o por los polos  ) sigo sin ser canijo. ?

[Yorch]

Hay q tener en cuenta el rendimiento a ls hora de convertir las calorias (alimento) en trabajo, no?
O las has tenido n cuenta!?

[Calero]

al tener menor momento de inercia, tambien se frenara antes un rueda canija que una gorda, por lo que pienso que es verdad que una rueda canija acelera antes, pero tendras que dar mas pedales que con una rueda gorda, ya que la gorda "mantiene" mejor la inercia (este es el secreto de las 29er). Que hable un ingeniero titulado que yo tengo el cerebro licuao de tanta viga.

Pd: si no se entiende es porque es mi primer mensaje en un smartphone

[Manolo Guty]

no habeis tenido en cuenta la variable G

G= ganas de dar pedales

[Yorch]

al tener menor momento de inercia, tambien se frenara antes un rueda canija que una gorda, por lo que pienso que es verdad que una rueda canija acelera antes, pero tendras que dar mas pedales que con una rueda gorda, ya que la gorda "mantiene" mejor la inercia (este es el secreto de las 29er). Que hable un ingeniero titulado que yo tengo el cerebro licuao de tanta viga.

Pd: si no se entiende es porque es mi primer mensaje en un smartphone

Pero que mantenga la inercia no ayda a dar menos pedales! Solo ayudaria a ser mas constante en la v radial
Una de las ventajas puede ser un menor coef de rodadura, pero ni idea! Lo mismo tiene mas! En piedras seguro q menos!

[Gran Bernaco]

El ruido que hace una bicicleta al moverse es directamente proporcional a la cantidad de cerveza necesaria para aplicar una aceleración positiva sobre la misma.

[Calero]

al tener menor momento de inercia, tambien se frenara antes un rueda canija que una gorda, por lo que pienso que es verdad que una rueda canija acelera antes, pero tendras que dar mas pedales que con una rueda gorda, ya que la gorda "mantiene" mejor la inercia (este es el secreto de las 29er). Que hable un ingeniero titulado que yo tengo el cerebro licuao de tanta viga.

Pd: si no se entiende es porque es mi primer mensaje en un smartphone

Pero que mantenga la inercia no ayda a dar menos pedales! Solo ayudaria a ser mas constante en la v radial
Una de las ventajas puede ser un menor coef de rodadura, pero ni idea! Lo mismo tiene mas! En piedras seguro q menos!

Ayuda a mantener la velocidad angular, y por tanto la velocidad radial, ya que al tener mas inercia "cuesta mas frenarla" (to esto te lo digo a bote pronto)

PD: ¿Esto que es un foro de cuyo nombre no quiero acordarme?

[Iker]

Yo después de no leer semejante tocho solo puedo decir.

Menos carbono y más lechuguita.

[Juanma SnailMaster]

Hay q tener en cuenta el rendimiento a ls hora de convertir las calorias (alimento) en trabajo, no?
O las has tenido n cuenta!?

He considerado un bicletero con un rendimiento de conversión de energía quimica (la almacenada en la glucosa, glucogeno, grasas etc) en energia  mecanica, mas bien sería elástica, en los musculos de un 100 %.
Hay que tener en cuenta que las perdidas de los motores de combustión/explosión son muy grandes en forma de calor, (aunque sea un motor de dos tiempos  ), que hay que evacuar, por eso precisan refrigeración.
Pero nuestro bicicletero tiene un "motor de combustión un poco raro" , es un mamifero, y precisa gastar la mayor parte de la energia quimica del "combustible", en calentarse manteniendo su temperatura constante. Por ello comparativamente tiene un rendimiento relativamente bueno.

Totalmente de acuerdo con el de las vigas. Una vez a 25 km/h, tendrias acumulada la energia cinetica de translación y de rotación. En el llano el bicicletero solo tiene que pedalear para equilibrar las perdidas aerodinamicas, las de rodadura y demás fricciones.

Ikerito... has puesto la guinda en el pastel  ... con eso de:

Yo después de no leer semejante tocho solo puedo decir.

Menos carbono y más lechuguita.

Te has ganado un par de puntos positivos de esos o como se llamen.

[fr4nk]

Calero, ¿si lo reducimos a un problema de poleas? Sería más fácil
explicarlo a partir de una fuerza producida por un disco (rueda)
y una fuerza que lo impulsa en un disco concéntrico (piñón-cadena).
A más masa en rueda, más fuerza hacen nuestras  patas para girar
la rueda. Si los discos son concéntricos se conserva la cantidad
de movimiento, y por tanto, es tán válido como la Energía.
x)

¿que opinas?

[Lucas]

Toda la teoria tecnologica esta muuuuy bien, pero...
si pongo unas ruedas ligeritas...
¿que ocurre al pasar por los piedrolos gordos?
Otra opcion es rascarse hasta el fondo de los bolsillos, o pedir un credito, o renunciar a las birras y comprar material de primerisima calidad.

[fr4nk]

Toda la teoria tecnologica esta muuuuy bien, pero...
si pongo unas ruedas ligeritas...
¿que ocurre al pasar por los piedrolos gordos?
Otra opcion es rascarse hasta el fondo de los bolsillos, o pedir un credito, o renunciar a las birras y comprar material de primerisima calidad.

Yo creo que la mejor solución es entrenar hasta que te den igual
los pesos de las ruedas, más barato y sano que eso no habrá nada. x)

[Manolo Guty]

Yo creo que la mejor solución es entrenar hasta que te den igual
los pesos de las ruedas, más barato y sano que eso no habrá nada. x)

Lo que yo digo, la variable G

[SU SANTIDAD]

Ponerle unas como las mias o comprarselas "astreno" al CASCO-NATA, veras que risa te da...