La física y la construcción de ruedas

Las ruedas son uno de los inventos más impresionantes en la bicicleta: con un peso relativamente bajo, pueden soportar fuerzas inmensas y son decisivas para las características de conducción de tu bicicleta. Si quieres construir ruedas personalizadas y además profundizar en la materia o simplemente entender un poco mejor por qué ruedas de sistema tienen ciertas propiedades, aquí encontrarás algunos aspectos teóricos que vale la pena conocer.

Puntos fuertes del radiado

Los radios hechos de alambre fino son mucho más resistentes a la tensión que a la compresión. La llanta, en cambio, es bastante estable a la compresión. Los radios con carga de tensión experimentan un cambio elástico de longitud durante el funcionamiento. Por esto, los radios deben estar pretensados de tal manera, que el sistema pueda compensar la elongación repentina. Los radios sin carga en la parte inferior no deben levantarse de la base de la llanta. Aflojar y tensionar permanentemente provocaría un efecto de muesca entre la curva del radio y la brida del buje, debilitando el radio en este punto. Por esta razón, la precarga debe ser lo más alta y uniforme posible. Con un pretensado suficiente de todos los radios, los picos de carga durante el sprint, el salto y la frenada a fondo se distribuyen uniformemente entre todos los radios que soportan la carga. Sin embargo, no hay que exagerar con la tensión de los radios. Las llantas de carbono, en particular, son algo sensibles en este sentido durante el montaje y es más probable que se rompan a que se doblen. Por lo tanto, asegúrate de seguir las instrucciones de los fabricantes de bujes, cabecillas, radios y llantas y utiliza un tensiómetro en caso de duda, pero sobre todo en caso de radiar llantas de carbono. La conexión entre los radios y la llanta hace que teóricamente la rueda perpendicular sea estable en sí misma, de modo que pueda absorber las fuerzas verticales. Sin embargo, en la práctica, la rueda también debe soportar efectos extremos laterales y de torsión. La absorción de estas fuerzas es posible gracias a al menos dos bridas de cubo. El apoyo en ambos lados resulta en el ángulo de los discos de los radios y puede absorber grandes fuerzas, comparables, por ejemplo, al mástil de un barco de vela, que se mantiene en su lugar lateralmente por los obenques pretensados.
Si uno de los radios se rompe, los otros radios son capaces de compensar inicialmente las fuerzas generadas. Sin embargo, a largo plazo, esto puede provocar la sobrecarga de los radios vecinos, por lo que el radio dañado debe ser sustituido lo antes posible.

Radial vs. tangencial (patrón de cruce, lado de transmisión y freno)

En el caso del trenzado radial, el radio es la conexión más corta y directa entre el buje y la llanta - su extensión prevista se alinea a través del centro del eje de la rueda. Por ello, las ruedas con radios son lateralmente estables y ligeras. Al absorber los pares de torsión causados por la aceleración o el frenado (freno de disco, de contrapedal), el tranzado radial es de poca ayuda, ya que sólo puede transmitir pequeñas fuerzas de torsión. Por ello, las ruedas radiales son más adecuadas como ruedas sin freno (por ejemplo, en el remolque) o como ruedas delanteras con freno de llanta. Por lo tanto, el lado de la transmisión de la rueda trasera y el lado de los frenos de disco delanteros y traseros no deben trenzarse radialmente. Para absorber mejor las fuerzas de rotación, los radios deben llegar más planos al buje. Idealmente, un ángulo recto con respecto a una línea que se cruza con el centro del eje. La brida del buje actúa como una palanca: cuanto mayor sea el diámetro de la brida, más estable será la rueda. El equilibrio ideal entre peso y estabilidad lo el cruzado triple, por lo que es el más utilizada en las bicicletas. El número de cruces indica cuántos radios cruzan un radio entre el buje y la llanta. En el clásico cruzado triple, cada radio cruza su primer, tercer y quinto radios vecinos. Está por encima de los dos primeros radios de cruce, pero por debajo del tercero.

¿Más rígido = mejor? Consideraciones para una flexión dirigida

Al construir ruedas personalizadas para tu bicicleta de montaña puedes influir con diferentes factores para que la rueda tenga la máxima rigidez o una determinada elasticidad. Hay diferentes filosofías aquí, que también se pueden encontrar en las ruedas de sistema, por ejemplo: el enfoque trasladado de las motos de cross a las E-Mountainbikes modernas, por ejemplo, establece que la rueda trasera debe ser lo más rígida y ancha posible y también puede ser más pequeña porque transmite la fuerza motriz y está expuesta a las mayores fuerzas laterales en las curvas debiendo ser más ágil. La rueda delantera, en cambio, puede ser un poco más "complaciente" para proporcionar la máxima tracción. Por ello es un poco más angosta y más grande. Muchas ruedas Mullet, es decir, de 29 pulgadas adelante y de 27,5 pulgadas atrás, tienen en cuenta esta consideración, así como los juegos de ruedas de sistema del Familia Crankbrothers Synthesis. El punto de vista opuesto aboga por unas ruedas delanteras más rígidas para conseguir la máxima precisión en la dirección y unas ruedas traseras de diseño algo más flexible que sigan mejor el terreno. Un ejemplo extremo de esta filosofía fue el primer juego de ruedas Crossmax Enduro Mavic desarrollado con Fabien Barel con 24 radios adelante y sólo 20 atrás. Con la línea 3Zero Moto Zipp le apuesta completamente a complacencia y flexibilidad dirigida a una máxima tracción, que cuenta con las llamadas llantas de pared simple en lugar de las habituales llantas huecas, que permiten que la rueda se retuerza específicamente alrededor del asiento de las cabecillas, aumentando el área de contacto de la cubierta con el suelo. Zipp lo denomina ankle compliance en referencia al modelo biomecánico del tobillo humano.
Solo tú puedes decidir cual es el enfoque más adecuado para ti y para tu estilo de conducción. Y esa es precisamente la gran ventaja de las ruedas individuales: tienes la posibilidad de escoger, dentro de las posibilidades físicas, tus prioridades, pudiendo construir así la mejor rueda para ti. En nuestros demás textos temáticos encontrarás una gran cantidad de consejos acerca de la fabricación de ruedas: