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Llantas, su diseño y su eficiencia
Hace unos meses, observando en la televisión una carrera de motocicletas tuve la inquietud de investigar cuánto se inclinan estas maravillas en las curvas. No fue difícil, con el primitivo equipo disponible: una grabadora VHS y un inclinómetro, grabé un buen trozo de la carrera y una vez concluida, seleccioné imágenes, congelé de una por una y luego medí los ángulos de inclinación de la máquina. Mi sorpresa iba en aumento a medida que encontraba ángulos de 40, 45 y hasta 50 grados. ¿Cómo puede una máquina de este mundo alcanzar esos ángulos sin lanzar al piloto al piso?
La respuesta se puede encontrar en miles de detalles: Un adecuado ángulo en la dirección, un bajo centro de gravedad, pero lo más trascendente es el diseño de las llantas. Hablaré en esta primera parte de las llantas de competencia, esas que nosotros los mortales comunes jamás les pondremos a nuestros vehículos.
Ya antes había señalado que las llantas de un auto se distinguen de las de motocicleta por su perfil, mientras que la del auto es de piso plano para tener mayor contacto con el piso, debido a que el ángulo en que toca el piso suele ser perpendicular, la motocicleta debe traer llantas de sección circular para ser eficiente en todos los ángulos posibles, pero esto va más allá.
En realidad, la llanta ha sido diseñada para tener una superficie variable de contacto dependiendo del ángulo al cual trabaje: en las rectas la llanta tiene un parche de contacto relativamente pequeño, para disipar menos energía hacia el pavimento y así avanzar más. Por supuesto, los compromisos siempre son ineludibles.
Un parche de contacto demasiado pequeño puede ser insuficiente para transmitir la potencia del motor o para resistir el esfuerzo de frenado, recordemos que la adherencia de hule sobre cada centímetro cuadrado de pavimento tiene un límite, si lo sobrepasamos, viene el patinón, si no lo alcanzamos, estamos desperdiciando energía, esto cuenta mucho en las competencias; en nuestro motociclismo de calle, gracias a Dios no requerimos de estos valores extremos.
Al tomar una curva, la máquina se inclina y la superficie de contacto de la llanta se incrementa. Este sencillo truco de la geometría nos permite enfrentar una variante muy especial, la fuerza lateral que ahora tiene que soportar la llanta. Si en el avance en recta era un valor no muy grande, a veces solo establecido por los vientos cruzados o los desniveles de la pista, al llegar a una curva empieza a incrementarse de manera repentina, llegando en el caso de una moto de competencias a alcanzar valores hasta de 1G, esto es, una gravedad o si desea ponerlo en lenguaje más simple, otro tanto del peso de motocicleta y piloto. Si ese peso en estático era de 200 kilogramos, por poner una cifra, ahora al tomar esa curva puede llegar a duplicarse.
El incremento de la superficie de contacto permite manejar esos valores y por consecuencia, entrar a mayores velocidades en las competencias. Insisto, no queramos alcanzar este rendimiento con nuestra motocicleta de calle, terminaríamos como suelen hacerlo los intrépidos repartidores de pizza, midiendo el asfalto con nuestra humanidad.
Pero si estos valores ya le convencieron de que las llantas de una motocicleta son una maravilla, permítame señalarle que existe otro factor que para mí es más digno de aplauso y es su capacidad de rodar a altas velocidades. Aquí, esto aplica para todas las llantas, hasta las del más humilde biciclo.
Si Usted alguna vez tuvo la dicha de rodar dentro de un barril siendo niño, y alcanzó cierta velocidad, recordará que parecía que lo fueran rodando a empellones, esto se debe a que la velocidad de un cuerpo al rodar no es uniforme en su periferia aunque sí puede serlo en el eje. Me explico:
Una rueda que se desplaza a 100 kilómetros / hora, alcanza esa velocidad en su eje, pero el movimiento de su periferia tiene una cualidad muy especial, el punto que está en contacto con el suelo en un momento dado, está totalmente quieto, no podría ser de otra manera, será en un breve instante, pero está quieto, luego, a medida que se separa del piso va incrementando su velocidad, cuando se encuentra a la altura del eje alcanza la misma velocidad de este, supusimos en este caso los 100 km/h.
Pero, al llegar a la parte superior de su giro, alcanza el doble de la velocidad, en este caso 200 km/hora. A medida que ese punto va bajando, pierde aceleración hasta llegar al suelo a cero kilómetros / hora y volver a empezar el ciclo.
Una llanta de cerca de 70 centímetros de diámetro, cuyo perímetro fuera dos metros, sometería a cada uno de sus puntos a esta tortura 500 veces en cada kilómetro, yendo a 100 kilómetros/ hora significa que este esfuerzo lo sufriría 50,000 veces en una hora. Resulta increíble que no sólo no se desintegren, sino que sea el piloto quien requiere de mayor descanso que las llantas.
Cuando viajemos, tengamos en cuenta que a pesar de estar hechas para durar, nuestras llantas son sometidas a un gran esfuerzo, por supuesto, no nos perdamos la diversión, pero sí, cuidemos de llevar los neumáticos a la presión correcta, no exigirles más vida ni más velocidad de lo que nos pueden otorgar dentro del margen de seguridad y seleccionar la marca más adecuada para nuestro estilo de manejo.
Adrián Castañeda Fonseca
¿Dudas, comentarios? adrianc@informador.com.mx
La respuesta se puede encontrar en miles de detalles: Un adecuado ángulo en la dirección, un bajo centro de gravedad, pero lo más trascendente es el diseño de las llantas. Hablaré en esta primera parte de las llantas de competencia, esas que nosotros los mortales comunes jamás les pondremos a nuestros vehículos.
Ya antes había señalado que las llantas de un auto se distinguen de las de motocicleta por su perfil, mientras que la del auto es de piso plano para tener mayor contacto con el piso, debido a que el ángulo en que toca el piso suele ser perpendicular, la motocicleta debe traer llantas de sección circular para ser eficiente en todos los ángulos posibles, pero esto va más allá.
En realidad, la llanta ha sido diseñada para tener una superficie variable de contacto dependiendo del ángulo al cual trabaje: en las rectas la llanta tiene un parche de contacto relativamente pequeño, para disipar menos energía hacia el pavimento y así avanzar más. Por supuesto, los compromisos siempre son ineludibles.
Un parche de contacto demasiado pequeño puede ser insuficiente para transmitir la potencia del motor o para resistir el esfuerzo de frenado, recordemos que la adherencia de hule sobre cada centímetro cuadrado de pavimento tiene un límite, si lo sobrepasamos, viene el patinón, si no lo alcanzamos, estamos desperdiciando energía, esto cuenta mucho en las competencias; en nuestro motociclismo de calle, gracias a Dios no requerimos de estos valores extremos.
Al tomar una curva, la máquina se inclina y la superficie de contacto de la llanta se incrementa. Este sencillo truco de la geometría nos permite enfrentar una variante muy especial, la fuerza lateral que ahora tiene que soportar la llanta. Si en el avance en recta era un valor no muy grande, a veces solo establecido por los vientos cruzados o los desniveles de la pista, al llegar a una curva empieza a incrementarse de manera repentina, llegando en el caso de una moto de competencias a alcanzar valores hasta de 1G, esto es, una gravedad o si desea ponerlo en lenguaje más simple, otro tanto del peso de motocicleta y piloto. Si ese peso en estático era de 200 kilogramos, por poner una cifra, ahora al tomar esa curva puede llegar a duplicarse.
El incremento de la superficie de contacto permite manejar esos valores y por consecuencia, entrar a mayores velocidades en las competencias. Insisto, no queramos alcanzar este rendimiento con nuestra motocicleta de calle, terminaríamos como suelen hacerlo los intrépidos repartidores de pizza, midiendo el asfalto con nuestra humanidad.
Pero si estos valores ya le convencieron de que las llantas de una motocicleta son una maravilla, permítame señalarle que existe otro factor que para mí es más digno de aplauso y es su capacidad de rodar a altas velocidades. Aquí, esto aplica para todas las llantas, hasta las del más humilde biciclo.
Si Usted alguna vez tuvo la dicha de rodar dentro de un barril siendo niño, y alcanzó cierta velocidad, recordará que parecía que lo fueran rodando a empellones, esto se debe a que la velocidad de un cuerpo al rodar no es uniforme en su periferia aunque sí puede serlo en el eje. Me explico:
Una rueda que se desplaza a 100 kilómetros / hora, alcanza esa velocidad en su eje, pero el movimiento de su periferia tiene una cualidad muy especial, el punto que está en contacto con el suelo en un momento dado, está totalmente quieto, no podría ser de otra manera, será en un breve instante, pero está quieto, luego, a medida que se separa del piso va incrementando su velocidad, cuando se encuentra a la altura del eje alcanza la misma velocidad de este, supusimos en este caso los 100 km/h.
Pero, al llegar a la parte superior de su giro, alcanza el doble de la velocidad, en este caso 200 km/hora. A medida que ese punto va bajando, pierde aceleración hasta llegar al suelo a cero kilómetros / hora y volver a empezar el ciclo.
Una llanta de cerca de 70 centímetros de diámetro, cuyo perímetro fuera dos metros, sometería a cada uno de sus puntos a esta tortura 500 veces en cada kilómetro, yendo a 100 kilómetros/ hora significa que este esfuerzo lo sufriría 50,000 veces en una hora. Resulta increíble que no sólo no se desintegren, sino que sea el piloto quien requiere de mayor descanso que las llantas.
Cuando viajemos, tengamos en cuenta que a pesar de estar hechas para durar, nuestras llantas son sometidas a un gran esfuerzo, por supuesto, no nos perdamos la diversión, pero sí, cuidemos de llevar los neumáticos a la presión correcta, no exigirles más vida ni más velocidad de lo que nos pueden otorgar dentro del margen de seguridad y seleccionar la marca más adecuada para nuestro estilo de manejo.
Adrián Castañeda Fonseca
¿Dudas, comentarios? adrianc@informador.com.mx
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