Monthly Archives: February 2009

Tubeless casero


Después de un tiempo he vuelto a intentar prescindir de las cámaras aprovechando que me tocaba cambio de cubiertas.

El invento ha funcionado bien un par de salidas, pero he tenido la mala fortuna de rajar la trasera con una piedra, una IRC Mythos II de 2.1… ya se sabe que sin cámaras es más fácil que ocurra esto pero volveré a probar con una Sauserwind a ver qué tal. Aconsejo estas IRC, baratas y duraderas y han sellado bien con una llanta 717 aunque son algo porosas.

Os dejo con el artículo, tiene muchas fotos con pesos en báscula que siempre se agradece :mrgreen:

https://fernandoj.files.wordpress.com/2009/02/tubeless-casero-fernandoj.pdf

Ventajas del sistema frente al uso de cámaras

– evitar gran parte de los pinchazos.

– mejor rodadura al eliminar la frición de la cámara con la pared de la cubierta.

– reducción de peso entre 20-120 gramos por rueda (en mi caso 40 gramos).

Inconvenientes

– las cubiertas son mucho más propensas a destalonar y rajarse los flancos.

– hay que revisar el estado del látex. Es un sistema para gente que monta a menudo.

– no permiten rebajar mucho la presión de la cubierta por riesgo a destalonar.

:mrgreen:

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¿Dónde rebajar peso? La importancia de unas ruedas ligeras


El peso de una bici (o el de algunas de sus piezas) es un tema recurrente en el mundillo ciclista, y a la vez fuente de agrias disputas. Todos la quieren lo más ligera posible, pero pocos hacen un balance real de lo que se gana y la merma en prestaciones que supone usar componentes que transmiten peor las fuerzas o que empeoran la maniobrabilidad de la bici. Es difícil cuantificar la relación peso bici-ciclista idónea, es mejor fiarse de la experiencia y quedarnos con una bici con la que nos sintamos cómodos antes que con una absurda bici de muestrario.

Así pues, esta entrada no hablará de si se nota realmente la rebaja de peso en el rendimiento del ciclista, sino más bien de dónde conviene rebajar peso en caso de que queramos hacerlo.

La frase más escuchada y errónea es la siguiente: “donde más se nota la rebaja de peso es en las partes móviles”. Esto es falso, a efectos prácticos, sólo se nota la disminución de peso en el perímetro exterior de la rueda. No en otras piezas de la bici o partes de la misma rueda aunque se estén “moviendo”.

Voy a justificarlo con un pequeño análisis usando el momento de inercia, que según la wikipedia :mrgreen: es el valor escalar del momento angular de un sólido rígido. Nos ayudará a demostrarlo porque es una magnitud que refleja la distribución de masas de un cuerpo o un sistema de partículas, respecto de un eje, en un movimiento de rotación. Para un cuerpo de masa continua se formula como:

bae0183eff7520fb04da2cb8f06cd040.png(*)

Haremos un balance de energía cinética de la pieza en cuestión (rueda, pedales, bielas, disco…).

La energía cinética total de un sólido rígido en rotación puede descomponerse como suma de la energía cinética de traslación (que es la asociada al desplazamiento del centro de masa del cuerpo a través del espacio) y la energía cinética de rotación (que es la asociada al movimiento de rotación con cierta velocidad angular). La expresión matemática para la energía cinética es:

6e816f8ad0dd141fb1355a2d59221d1d.png

Donde:

efe31ca4e9147abee61695b41dcac54a.png Energía de traslación

20ecd89ece3e8817a0bbafdf65c7e090.png Energía de rotación

79dd9720ffa5bbe026e23afc9ab4df3c.png masa del cuerpo

99390491be8757c2d00ba9ba45ee07d7.png tensor de (momentos de) inercia

66641104ecec99814d0deeffb040a18d.png velocidad angular del cuerpo

e7e0e02c139353bdf91c02a343665c9f.png traspuesta del vector de la velocidad angular del cuerpo

3b6b8b9feddb9118b7a3b3ab53174f3f.png velocidad lineal del cuerpo

Como primer ejercicio vamos a calcular la energía cinética de una rueda (dibujo1) simplificando la distribución de su masa (dibujo2), concentrándola en un radio R=0.3 m y m=1.2 kg, suma del peso de la llanta (400 g)+cubierta(650 g)+otros(150 g de las cabecillas, sellante, etc). Los radios y buje los supondremos despreciables, hipótesis que debe ser verificada, sino habría que incluirlas en el modelo y repetir su análisis.

2890516219_f3045abf3d_m.jpg 2890538491_c6ebf6c6d0_m.jpg

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

efe31ca4e9147abee61695b41dcac54a.png = 1/2*m*v^2 = 0.5*1.2*(6.94)^2 = 28.9 J

20ecd89ece3e8817a0bbafdf65c7e090.png = 1/2*I*w^2 = aprox (*) =1/2*m*R^2*w^2= 1/2*m*v^2 = 28.9 J

En este último cálculo habría que haber resuelto la integral (*) pero como hemos simplificado el modelo de rueda la integral queda fácil, I=m*R^2. Además se ha hecho uso de la definición w=v/R, por lo que al final vuelve a quedar la misma fórmula para ambas energías (realmente si hiciésemos la integral de los radios y el toro que es la rueda nos daría un valor algo más bajo en julios para 20ecd89ece3e8817a0bbafdf65c7e090.png que el que nos sale para efe31ca4e9147abee61695b41dcac54a.png).

Así podemos concluir que la energía se reparte a partes iguales entre la de rotación y la de traslación. Es decir, que la rueda porta el doble de energía que otra pieza suspendida y misma masa (un cuadro que pese 1.2 kg, por ejemplo). Es por lo que algunos dicen que el peso de las ruedas cuenta doble. No es así exactamente, pero aceptemos pulpo como animal de compañía :mrgreen: Digo esto porque aunque energéticamente es cierto, las ruedas son todavía más importantes si hacemos un estudio de aceleraciones (sólo hemos supuesto velocidad constante).

Como segundo ejercicio podemos analizar el fenómeno inercial en otras partes de la bici como pedales, bielas o rotores. ¿Tendrán la misma importancia?

En el estudio de bielas/pedales, observamos que el peor de los casos lo tendremos con los últimos ya que su masa está toda situada en el punto más alejado del eje imaginario de rotación (extremo de la biela). Circulando a 25 km/h con un pedal de 0.3 kg de masa su energía cinética de traslación vale:

efe31ca4e9147abee61695b41dcac54a.png = 1/2*m*v^2 = 0.5*0.3*(6.94)^2 = 7.23 J

Para calcular la energía cinética de rotación supondremos que se usan bielas de 175mm de largo y que pedaleamos con una cadencia de 80 pedaladas por minuto:

w=80 ppm –> 1.333rev/s —> 2*pi*1.333 rev/s = 8.37 rad/s

20ecd89ece3e8817a0bbafdf65c7e090.png = 1/2*m*R^2*w^2 = 0.32 J

0.32 J << 7.23 J

Es decir, el peso de unos pedales se puede considerar a efectos prácticos como el de cualquier otro componente que no gire y de misma masa. Esto se debe a un radio de giro y velocidad angular pequeños.

En el caso de unas bielas, por lógica, la energía rotacional es ínfima comparada a la de traslación ya que su masa se distribuye linealmente hasta el eje de giro. Se podía hacer una integral lineal y comprobar que es casi 2 órdenes de magnitud más pequeña que la de traslación.

Conclusión: que nadie vuelva a decir que reducir peso en bielas y pedales es más importante que en otra parte  por el simple hecho que giran 👿 ¡Da igual de dónde lo restemos siempre que hablemos de la misma cantidad de peso!.