Rozamiento:
Imagínate este montaje:
3 cubos de hierro de 1 Kg. cada uno apoyados en una mesa. Un cable
conectado a una polea y a un peso en el aire que tira de ellos.
¿ Qué disposición oferecería más rozamiento, los tres bloques en horizontal o los tres bloques apilados en vertical ?
La respuesta es: exactamente la misma.
La fuerza de rozamiento es el producto de un coeficiente de rozamiento ( que depende SÓLO de los materiales que rozan ) multiplicado por la fuerza normal, en este caso, el peso que soporta. La cantidad de superficie en contacto no influye en el resultado.
El coeficiente de rozamiento es variable en función del material de la rueda ( una rueda más blanda ofrece más agarre ) y del suelo ( el asfalto rugoso agarra más que el liso o que el mojado ).
Si los tres bloques están en horizontal, cada uno ofrecerá una fuerza de rozamiento proporcional a 1 Kg., pero habrá que sumar las tre fuerzas.
Si los tres bloques están en vertical, sólo habrá un bloque que roce con la mesa, pero su fuerza de rozamiento será proporcional a 3Kg. ( su peso más el de los dos bloques que están sobre él ).
Agarre, peso y anchura y número de ruedas:
Échale un vistazo al concepto de ángulo de deriva.
Cuando tuerces, transmites la orden a través del eje, que inclina los rodamientos, que empieza a “retorcer” ligeramente la rueda por su parte interior.
De esta manera, empieza a deformarse la huella de contacto entre la rueda y el asfalto. Cuanto más ángulo de deriva creemos, más agarre lateral ofrecerá la rueda.
 Esta relación es lineal durante un tramo, luego la pendiente va decreciendo ( es decir, que al aumentar 1º el ángulo de deriva el incremento de la fuerza lateral generada va haciéndose menor ) hasta que alcanza un máximo a partir del cual cae súbitamente. Es el momento en el que la rueda “se va” y empezamos a derrapar.
Pues bien, mientras que nos mantengamos en el tramo lineal de la curva, el agarre es INDEPENDIENTE del número o anchura de las ruedas. Un piloto ligero, pongamos de 65 Kg., que normalmente no sufra derrapes indeseados en las horquillas cerradas tendrá exactamente el mismo agarre con 4 o con 6 ruedas en su luge.
Piensa en los bloques de hierro: si pones más ruedas, cada una de ellas soporta menos peso, por lo que aporta menos agarre lateral. Eso sí, al sumar el agarre de todas las ruedas el agarre total es el mismo.
Otro caso es el de un piloto muy pesado ( pongamos 100 Kg. ) que, al entrar fuerte en la horquillas, suele sufrir un ligero derrape en las ruedas delanteras. En este caso podría ser interesante poner 4 ruedas delanteras en vez de 2. De esta manera cada rueda soporta menos peso por lo que se mantandrá dentro del tramo lineal de la curva agarre-ángulo de deriva. El agarre total es el mismo, pero eviatmos hacer derrapar a las ruedas por exceso de carga.
Por eso, el utilizar doble eje en la perte trasera ( que sólo soporta 1/3 de nuestro peso debido a que el centro de gravedad de nuestro cuerpo está más cerca del eje delantero ), parece exagerado. Es casi imposible hacer derrapar a las ruedas traseras por un exceso de carga. No nos aportará más agarre, seguiremos teniendo el mismo.
Resistencia a la rodadura:
De nuevo, leete el artículo correspondiente de la sección de carrilanas.
Hay que inisitir de nuevo que la resistencia a la rodadura NO ES UN ROZAMIENTO, es un par de fuerzas.
Cuando la rueda gira y soporta nuestro peso, la parte delantera de la huella se aplasta ligeramente por nuestro peso y por la fuerza centrífuga de la propia rueda en rotación. Al girar unos grados se libera de nuestro peso y vuelve a expandirse.
 El detalle es que esta expansión no es instantánea, necesita una fracción de segundo ( es como si la goma fuese un poco “perezosa”, como cuando aprietas un pedazo de gomaespuma blada ). Además, la energía que absorbe ( que nos roba ) al comprimirse no es completamente devuelta al expandirse, sino que un pequeño porcentaje se pierde en forma de calor y sonido: esto es la histéresis.
De nuevo, esta resistencia a la rodadura es función SÓLO de dos componentes: el grado de histéresis de los materiales ( rueda y suelo ) y el radio de la rueda.
El tipo de rueda que menos energía nos roba al girar es… ¿ lo adivinas ? … ¿ seguro ?...las ruedas metálicas de un tren sobre raíles metálicos. El grado de compresión es mínimo. Si soltases en una cuesta a un tren sobre sus raíles y a un camión sobre asfalto, a igualdad de peso, forma y pendiente de la cuesta, el tren bajaría más rápido que el camión.
Por ello, una rueda más dura ( 83 A ) nos roba menos energía que una blanda ( 75 A ).
El otro componente de la resistencia a la rodadura es el radio de la rueda. Al usar una rueda más grande hacemos proporcionalmente más pequeña a la huella, por lo que la palanca que ejerce esta fuerza es menor. Aunque la fuerza tenga la misma intensidad, frenará menos a la rueda.
Rugosidad del asfalto:
El asfalto por el que rodamos no es completamente liso, sino que tiene pequeñas rugosidades. La rueda “sube” cada una de esas minirugosidades pudiendo llegar a levantarse ligerísimamente del suelo. Al “caer”, si esas rugosidades son muy abruptas, la rueda desciende casi verticalmente, por lo que pierde esa pequeña energía potencial al no generar giro.
Piensa en los pilotos de BMX ( bicicross ): al pasar pequeñas series de saltos intentan dibujar continuamente el prefil de los mismos para no perder energía y permitir que la bajada de cada salto haga girar la rueda.
La goma más blanda se deforma más y se adapta mejor a las rugosidades, por lo que tiene menos rebote vertical y puede llegar a compensar la menor resistencia a la rodadura de una rueda más dura.
Si la bajada fuese de cemento perfectamente pulido no lo dudes, la rueda dura sería más rápida en recta, si es rugosa, puede que la rueda blanda sea más rápida.
De la misma manera, una rueda neumática de caucho tiene una ventaja importante sobre una maciza de uretano: al comprimirse para absorber una pequeña irregularidad, aumenta ligeramente la presión del aire interior que se reparte uniformemente en todas las direcciones. Sin embargo, en una rueda maciza, esta absorción sólo se realiza por el material entre la huella y el rodamiento. Por eso, a partir de un diámetro, las ruedas neumáticas funcionan mejor que las macizas, especialmente cuando el asfalto se va haciendo rugoso.
Así que: ¿ tiene algo que ver el número de ruedas con la resistencia a la rodadura ?
Instintivamente se podría pensar que al aumentar el número de ruedas tendremos más resistencia a la rodadura, pero la realidad es:
- Si usamos unas ruedas blandas que se comprimen mucho con nuestro peso, el aumentar el número de ruedas puede disminuir el tamaño de la huella, con lo que el efecto de la resistencia a la rodadura será menor.
- Si usamos unas ruedas duras o pesamos poco, la deformación de la rueda será muy pequeña, por lo que este efecto puede ser inapreciable.
En resumen, que sólo los pilotos más pesados deberían plantearse el poner 3 ejes en su street luge: con ello no lograrían un mayor agarre que un piloto más ligero con 2 ejes, pero si que harían más dificil el derrapar invlountariamente en curvas cerradas.
La rampa de la verdad:
Como muestra, hemos realizado el siguiente experimento: en un tramo recto, con asfalto de rugosidad intermedia y pendiente del 5% en el parque de Miribilla, en Bilbao, hemos realizado una serie de bajadas con distintas configuraciones de material. Con cada configuración tomamos el mejor tiempo de 3 bajadas. La salida es desde parado y con una sola brazada suave.
| Ruedas |
Tiempo |
Diferencia |
% respecto al líder |
Diferencia teórica en una bajada
de 1'30" |
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| ABEC 11 Flywheels 83mm 75A |
25,8 |
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| ABEC 11 Flywheels 83mm
78A+75A |
26,1 |
0,3 |
1,2% |
0,9 |
| Retro Bigzigs 76mm lima |
26,2 |
0,4 |
1,6% |
1,2 |
| Patines en línea 100mm 84A |
28,8 |
3 |
11,6% |
9 |
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