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¿Qué es la resistencia a la rodadura? Comparación de la resistencia a la rodadura entre cubiertas tipo cubierta, cubiertas sin cámara y cubiertas tubulares.

by Martín Yang Noviembre 18 2024
¿Qué es la resistencia a la rodadura? Comparación de la resistencia a la rodadura entre cubiertas tipo cubierta, cubiertas sin cámara y cubiertas tubulares.

Entre las fuerzas más críticas que los ciclistas deben superar está la resistencia a la rodadura.

Para subir cuestas es necesario contrarrestar la gravedad, pero al hacerlo se obtiene energía potencial gravitatoria que se puede aprovechar al máximo en los descensos. Según un artículo de 90 sobre aerodinámica del ciclismo de Malizia y Blocken publicado en el Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, aproximadamente el 2020 % de la resistencia que se encuentra es la resistencia del aire a velocidades superiores a los 40 km/h en terreno llano. Esto aclara la razón por la que los ciclistas de carretera están tan preocupados por todos los aspectos de la aerodinámica.

Además de la resistencia del aire, la resistencia a la rodadura (la fricción entre los neumáticos y la superficie de la carretera) es una de las principales fuerzas que tendrás que vencer. Para empezar a conducir y alcanzar velocidades más altas, hay que compensar esta fuerza.

A continuación, se definirá la resistencia a la rodadura y se analizarán las técnicas de medición y las variables que la influyen. Aunque los ciclistas de carretera suelen preocuparse por la resistencia a la rodadura, los expertos también explicarán por qué es importante para los ciclistas de montaña y de grava. También presentarán tres de los mejores neumáticos de bicicleta de carretera con baja resistencia a la rodadura que se encontraron en sus pruebas.

¿Qué es la resistencia a la rodadura?

 

El fabricante de neumáticos Schwalbe define la resistencia a la rodadura como la energía que se pierde durante el rodaje del neumático. Esta pérdida de energía tiene varios orígenes, principalmente debido a la disipación de energía inducida por la deformación del neumático. Conducir sobre asfalto liso es mucho más sencillo que sobre grava o terrenos fuera de carretera, ya que la fricción entre el neumático y la superficie de la carretera también contribuye a esta pérdida. 

El desplazamiento relativo o la deformación de los neumáticos produce calor y ruido, desperdiciando energía del sistema. En el ciclismo, el grado de deformación de los neumáticos se ve influenciado por elementos como la presión de aire, el ancho y el diámetro. Otros elementos también son importantes: la flexibilidad de los neumáticos y los compuestos de caucho aplicados en la banda de rodadura. 

Al sustituir el sílice por parte del negro de carbono en las fórmulas de los neumáticos, se puede minimizar la pérdida de energía por desplazamiento relativo, lo que reduce la resistencia a la rodadura. Esta es la razón por la que a veces se encuentra sílice en los neumáticos de alto rendimiento. También se afirma que el grafeno, que Vittoria utiliza en sus neumáticos de alto rendimiento, tiene un efecto comparable. 

En una contrarreloj o una carrera, es posible que esté dispuesto a renunciar a la vida útil de los neumáticos y a la protección contra pinchazos con tal de aumentar la velocidad. Por lo general, los neumáticos de competición, con bandas de rodadura y flancos más finos, pueden incluso carecer de capas de protección contra pinchazos. Por el contrario, si simplemente detesta cambiar de neumáticos a mitad de la carrera o conduce por carreteras difíciles, puede elegir neumáticos con capas adicionales resistentes a los pinchazos, incluso a expensas de una mayor resistencia a la rodadura, para mejorar la protección contra pinchazos, el agarre y la vida útil de los neumáticos.

 

¿Por qué es importante la resistencia a la rodadura?

 

Uno de los factores más importantes que te frenan al montar en bicicleta es la resistencia a la rodadura; afortunadamente, también es una de las fuerzas más fáciles de controlar. Además de la resistencia del aire, la resistencia a la rodadura explica una parte importante de la dificultad a la que te enfrentas al montar en bicicleta e incluso puede superar la resistencia del aire a velocidades más lentas.

Casi todos los ciclistas quieren pedalear con menos esfuerzo, a mayor velocidad o recorrer mayores distancias. Una de las formas más sencillas y económicas de lograrlo es reducir la fricción de rodadura. "Los ciclistas tienen una energía física muy limitada", observa Schwalbe, "y quieren utilizarla de la forma más eficiente posible".

Si bien los neumáticos con baja resistencia a la rodadura son bastante económicos, también puedes maximizar tus condiciones y rutas de conducción actuales, lo cual es absolutamente gratis.

 

¿Cómo se prueba la resistencia a la rodadura?

 

El neumático de prueba se monta sobre una rueda de prueba y se infla hasta alcanzar la presión especificada. Después, el neumático entra en contacto con un tambor de prueba y se aplica presión desde arriba para reproducir el peso del ciclista, deformando así el neumático.

La resistencia a la rodadura del neumático se determina mediante el sistema que utiliza la potencia o el par adicional necesarios para mantener una velocidad de rotación determinada. Normalmente, se realizan varias mediciones para garantizar la coherencia y la exactitud. Antes de la prueba, a veces se realiza un calentamiento que consiste en estabilizar el sistema y el neumático.

En el caso de los neumáticos de bicicleta, la resistencia a la rodadura suele expresarse en vatios (W), una unidad que resulta familiar para ciclistas y aficionados. También se puede expresar mediante otras medidas, como el coeficiente de resistencia a la rodadura (Crr), que se calcula dividiendo la fuerza necesaria para superar la resistencia a la rodadura por la carga de la rueda. Por lo general, se expresa en N/kg.

 

Comparación de la resistencia a la rodadura entre neumáticos con cubierta, neumáticos sin cámara y neumáticos tubulares

 

La fricción entre la cámara interior y la cubierta exterior, que resulta de su deformación bajo carga, es un componente que influye en la resistencia a la rodadura de las cubiertas de bicicleta. La resistencia a la rodadura y otros elementos influyentes se midieron en pruebas. Al combinar cubiertas Continental GP25 STR de 5000 mm con 10 cámaras interiores de TPU, látex y butilo diferentes, los investigadores compararon su resistencia a la rodadura con la de las cubiertas sin cámara.

Según se informa, el uso de cámaras de aire aumentó la resistencia a la rodadura entre 0.2 y 3.8 W en comparación con las configuraciones sin cámara. Si bien la mayoría de las cámaras de aire de TPU superaron a las cámaras de aire de butilo, las cámaras de aire de látex tuvieron el menor efecto en la resistencia a la rodadura. Resultó que los neumáticos sin cámara brindan la mejor eficiencia de conducción. Se recomienda usar el neumático de cubierta GP5000 sin cámara si se desean cámaras de aire, ya que es más rápido, más liviano y menos costoso.

Aunque son más costosos, los neumáticos tubulares funcionan igual que los neumáticos de cubierta. Su resistencia a la rodadura es similar a la de los neumáticos de cubierta equipados con cámaras de látex.

Aunque los neumáticos con carcasa de algodón también ayudan a reducir la resistencia a la rodadura, los efectos pueden variar según el tipo y la cantidad de adhesivo utilizado, así como el tiempo de secado. Esto hace que sea difícil tomar decisiones firmes basadas en pruebas comparativas.

En términos generales, las llantas sin cámara y las cámaras de látex o TPU tienen muy poca diferencia en la resistencia a la rodadura, por lo que los ciclistas pueden elegir según sus gustos. Además, las llantas sin cámara brindan protección adicional contra pinchazos y el sellador permite que los ciclistas regresen a casa en la mayoría de los casos, incluso después de un pinchazo.

 

¿Cómo cambia la resistencia a la rodadura con el ancho del neumático?

 

Los expertos en dos anchos diferentes de neumáticos Pirelli P Zero Race TLR (26 mm y 30 mm) realizaron una prueba comparativa para ver si los neumáticos más anchos aceleraban. El resultado, por tanto, depende de la situación.

En los rodillos de interior, el neumático de 30 mm necesitó menos potencia para mantener el mismo ritmo mientras ambos neumáticos funcionaban a la misma presión. Esto se debe a que, con su superficie de contacto más corta y más ancha, el neumático más ancho se deforma menos a la misma presión. Sin embargo, el neumático más pequeño demostró ser más eficiente cuando la presión real del neumático se modificó a la misma cantidad. La resistencia a la rodadura sería la misma teóricamente si se pudiera cambiar con precisión la presión para cada ancho para preservar la misma área de contacto.

En superficies mejores en la práctica, los neumáticos más anchos no son más lentos que los más estrechos. Los neumáticos más anchos aceleran en terrenos difíciles cuando la flexibilidad y el agarre son fundamentales. Ofrecen más área de contacto para las curvas y una mejor amortiguación. Esto explica por qué muchos ciclistas de gravel de primer nivel eligen neumáticos ultra anchos para eventos todoterreno exigentes como Unbound.

El tamaño de los neumáticos debe seleccionarse de acuerdo con el terreno y los objetivos de la bicicleta.

 

¿Es importante la resistencia a la rodadura en las bicicletas de montaña y gravel?

 

La respuesta rápida es: si bien sigue siendo fundamental, no lo es tanto como en el caso de las bicicletas de carretera. Muchos ciclistas de montaña y grava podrían no prestar la máxima atención a la resistencia a la rodadura. Los neumáticos con una resistencia a la rodadura reducida, que suelen ser más delgados o livianos, podrían tener más probabilidades de pincharse, un compromiso que no vale la pena en recorridos exigentes o competencias de resistencia.

En las carreras de XC, cuando la velocidad es crucial y el terreno no es demasiado desafiante, los ciclistas de montaña deberían considerar la posibilidad de sacrificar algo de agarre por una menor resistencia a la rodadura. Lo mismo se aplica al ciclismo de grava en determinadas circunstancias.

Por lo general, el agarre y la resistencia a los pinchazos son más cruciales para la mayoría de los recorridos en montaña y grava que reducir la resistencia a la rodadura.

 

Los neumáticos para bicicletas de carretera más rápidos de 2024

Los expertos evaluaron en profundidad muchos neumáticos y ahora eligieron ocho de los neumáticos 700x28c de mejor rendimiento. Su resistencia a la rodadura se evaluó en el prestigioso laboratorio de ingeniería deportiva de Silverstone en el Reino Unido.

El equipo de prueba incluía un medidor de par para medir la resistencia a la rodadura y un motor de accionamiento. También se realizaron pruebas de conducción en condiciones reales para evaluar la facilidad de instalación y el rendimiento.

Estos tres neumáticos tienen la resistencia a la rodadura más baja. Sin embargo, la resistencia a la rodadura reducida no lo es todo. Los neumáticos Criterium RS de Challenge, por ejemplo, mostraron una gran sensación de conducción en situaciones del mundo real y obtuvieron un rendimiento notable en las pruebas de laboratorio. Mientras tanto, muchos ciclistas pueden sentirse desanimados por su notoriamente compleja disposición sin cámara.

 

Pirelli P Zero Race TLR

 

Con tan solo 11.86 W, este neumático de Pirelli obtuvo la resistencia a la rodadura más baja en las pruebas. A principios de 2023, se produjo la mejora más reciente con flancos más delgados e inclusión de fibra de aramida en el material, lo que mejora la protección contra pinchazos y quizás reduce la resistencia a la rodadura.

Aunque la forma del neumático es algo fina y tiene un perfil redondeado, lo que afecta ligeramente al manejo, no se compromete la comodidad. Sigue ofreciendo un agarre y una calidad de conducción de primera. Con 310 g, la variante de 28 mm es bastante más pesada que algunos neumáticos sin cámara de la competencia.

Recientemente, Pirelli también presentó el P Zero TLR RS, que promete menor peso, menor resistencia a la rodadura y mejor ajuste con llantas sin gancho.

 

Schwalbe Pro One TLE

 

Con una resistencia a la rodadura de 12.08 W, el Schwalbe Pro One TLE quedó en segundo lugar entre los ocho neumáticos sin cámara probados. Las dos principales ventajas de la nueva versión de Schwalbe fueron un mejor agarre en las curvas y una menor resistencia a la rodadura.

El compuesto de goma Addix Race revisado y el diseño rediseñado de la carcasa contribuyen en cierta medida. Entre los modelos de su clase, la variante de 28 mm probada pesa 264 g por neumático, uno de los más ligeros. En la carretera, parece rápida; los probadores incluso recorrieron varios cientos de kilómetros en superficies de grava a presiones tan bajas como 40 psi (2.7 BAR) sin ningún problema.

 

Criterio de desafío RS

 

Con una potencia de 12.18 W, la Challenge Criterium RS se quedó con el último puesto del podio en las pruebas de resistencia a la rodadura. Con una carcasa de algodón flexible y de alto número de hilos, a diferencia del nailon utilizado en los dos primeros candidatos, es notablemente ligera, con tan solo 263 g por neumático.

Aunque la instalación y el mantenimiento fueron muy difíciles, los evaluadores valoraron su comodidad y agarre, así como la sensación de libertad que brinda su baja resistencia a la rodadura. Algunos ciclistas pueden encontrar este neumático atractivo solo en anchos de 25 mm y 27 mm; por lo tanto, su disponibilidad puede ser restringida.

 

¿Qué tan confiables son los resultados de las pruebas de resistencia a la rodadura?

 

Cabe destacar que la mayoría de los neumáticos evaluados presentaron variaciones muy pequeñas en la resistencia a la rodadura. En una bicicleta, varios otros elementos pueden afectar la eficiencia de un neumático, incluida la presión de los neumáticos, el ancho interno de las llantas y el peso combinado de usted y su bicicleta.

Los probadores controlaron las variables utilizando cámaras de látex a 80 psi, aunque para algunas combinaciones de llanta y neumático esta presión podría ser demasiado alta. La llanta sin ganchos Zipp 454 NSW, por ejemplo, tiene un ancho interno de 23 mm (mucho más ancho que el ancho interno de 20 mm de la rueda delantera Hunt 54 Aerodynamicist Carbon Disc utilizada en las pruebas) y un límite de presión de 72.5 psi (5 BAR). Ambos podrían cambiar la resistencia a la rodadura.

Los criterios ISO definen una técnica de medición de la resistencia a la rodadura uniforme en el sector del automóvil. Los probadores deciden el enfoque de las pruebas de resistencia a la rodadura de las bicicletas. Aun así, los probadores experimentados ofrecen las estrategias de prueba más exhaustivas y uniformes.

La lección principal es que la resistencia a la rodadura, la aerodinámica, la durabilidad y el agarre siempre están en juego. Deberás sopesar cuidadosamente estos elementos al elegir qué neumáticos utilizar y con qué presión o condiciones.

 

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