13 enero 2015

Multiplicaciones, relaciones, desarrollos, cadencias y vatios

Por Asier Bilbao

Boonen y Cancellara: poderosas piernas moviendo desarrollos brutales
Mientras montamos en nuestras bicicletas, todos los ciclistas, seamos profesionales o simples aficionados, tratamos de utilizar las multiplicaciones, relaciones o desarrollos más adecuados en cada momento para obtener el mejor rendimiento. Es decir: buscamos la conjunción idónea entre el plato y el piñón para proporcionar la velocidad, potencia y cadencia de pedaleo que más nos convenga; ya se trate de rodar en el plano, descender o de subir cuestas cortas y largas; tanto con el viento a nuestro favor, nulo o de cara. ¿Pero qué significan palabras como multiplicaciones, relaciones y desarrollos? Porque siempre los usamos como sinónimos. Vamos a tratar de explicar estos conceptos con palabras sencillas y comprensibles para cualquier profano del ciclismo.

A la “dentadura” plato-piñón utilizada en cada momento sobre la bici se le llama multiplicación; y se escribe de esa misma manera. Un ejemplo: 52x13, donde el primer número indica los dientes del plato y el segundo los dientes del piñón o corona trasera, engranados al mismo tiempo a través de la cadenilla.

Llamamos relación al número de vueltas que da la rueda de la bici por cada pedalada completa que damos. Al ir unidos por la cadena, por cada diente del plato que mueven nuestras piernas se mueve un diente en el piñón. Por ejemplo, si tenemos puesto el plato de 52 con el piñón del 13 detrás, esto significa que la relación plato/piñón que llevamos puesta es 4. El piñón da exactamente 4 vueltas por cada vuelta completa del plato (52/13=4). Si subimos unas coronas y ponemos una multiplicación de 52x16 la relación que llevamos es de 3.25 (52/16=3.25); es decir, por cada pedalada completa nuestra la rueda trasera da 3 vueltas y ¼. Si entramos a un repecho suave y cambiamos del plato grande al plato pequeño, poniendo la multiplicación 42x16, la relación pasará a ser de 2.625 (42/16=2.625) y la rueda dará 2.625 vueltas por pedalada. Si el repecho se endurece y subimos coronas hasta meter una multiplicación del 42x24 la relación pasa a ser de 1.75 (42/24=1.75) y la rueda da una vuelta y ¾ por cada pedalada. Y así sucede con todas las multiplicaciones que usamos en la bici: cada una tiene su diferente relación. Para visualizarlo mejor vamos a comparar unas equivalencias de multiplicaciones con sus respectivas relaciones o vueltas de la rueda por cada pedalada completa:

Tour de Francia 1957: subiendo el Izoard con desarrollos a la antigua
55x11 = 5 vueltas
54x12 = 4 ½ vueltas
52x13 = 48x12 = 44x11 = 4 vueltas
51x17 = 42x14 = 39x13 = 3 vueltas
50x20 = 40x16 = 2 ½ vueltas
42x21 = 36x18 = 34x17 = 2 vueltas
39x26 = 36x24 = 30x20 = 1 ½ vueltas
34x34 = 30x30 = 26x26 = 1 vueltas

El desarrollo es la distancia o avance, medido en metros, que recorre la rueda trasera de la bicicleta por cada vuelta completa del pedal. Esta distancia varía según cuál sea la circunferencia de la rueda y el número de dientes que estén engranados en el plato y el piñón a través de la cadena. Las distintas combinaciones que podemos usar entre los platos y piñones, jugando en cada momento con los cambios de nuestras bicis (desviador o descarrilador delantero y cambio trasero), nos permiten obtener distintas proporciones entre la cadencia de pedaleo y el número de vueltas que da la rueda, lo que se traduce en una mayor o menor distancia recorrida por la bicicleta.

Para calcular los desarrollos se realiza primero una división matemática entre los dientes del plato con los de las coronas del piñón. Esto nos da como resultado la relación o número de vueltas que da la rueda trasera (que es la que mueve el piñón) por cada pedalada completa. Y el resultado de esta división se multiplica por la circunferencia o perímetro de la rueda, para lograr como resultado final la distancia recorrida por pedalada según la multiplicación utilizada en cada momento.

Todos conocemos la formula Circunferencia = 2·π·R, donde el numero irracional π (pi) es la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro. Para hacer cálculos aproximados podemos usar 3.14 para π. Si el diámetro estándar de unas ruedas de bici de carretera es de unos 680mm, entonces: circunferencia de la rueda = 680mm x 3.14. Pero el número resultante no es exacto. La circunferencia real de las ruedas puede variar unos centímetros arriba o abajo según el peso corporal del usuario, la presión que le metamos a las cámaras y de cuál sea la sección o anchura de las cubiertas y/o tubulares que montemos (para bicis de carretera lo común es que tengan entre 21mm y 25mm).

El procedimiento más sencillo y cercano a la exactitud para calcular la circunferencia de las ruedas de nuestra bici es inflar las ruedas a la presión que utilizamos habitualmente, pintar con yeso blanco para pizarra una línea transversal en la cubierta trasera, buscar un sitio plano, montarnos encima de la bici y recorrer en línea recta una distancia suficiente como para dejar dos marcas de yeso en el piso. Midiendo la distancia entre las dos marcas obtenemos la circunferencia exacta. Este es un dato que nos piden introducir los velocímetros y ciclo-computadores para que puedan calcular la velocidad, distancias, etc.

Si la circunferencia de una rueda de bicicleta de carretera es de aproximadamente 2.10 metros, con la fórmula desarrollo = (nº dientes plato / nº dientes piñón) x circunferencia rueda obtenemos como resultado las distancias en metros que aparecen en la tabla adjunta. 

*La circunferencia de las ruedas de las bicicletas de montaña es ligeramente menor, por lo cual, usando las mismas multiplicaciones, el desarrollo es más corto que el de las bicis de carretera. 

A los desarrollos de mayor avance (plato grande y piñones bajos) se les llama largos y a los de menor avance (plato pequeño y piñones altos) se les dice cortos. Generalmente utilizamos desarrollos largos en las bajadas o para ir rápido en el plano. Por el contrario, cuando llegan las subidas y la fuerza de la gravedad parece “sujetarnos del sillín y empujarnos hacia atrás” metemos desarrollos cortos, para poder seguir pedaleando sin sobrecargar en exceso el sistema cardio-respiratorio ni los músculos de las piernas.

Los desarrollos que montamos en nuestra bicicleta son más importantes de lo que pensamos, y no todos podemos moverlos igual. Actualmente las posibilidades de montar distintas multiplicaciones son mucho más amplias que en décadas pasadas. En el mercado tenemos disponibles muchas combinaciones para lograr unos desarrollos particulares y acordes con nuestros gustos y necesidades. Lo ideal sería poder elegir la "dentición" personalizada de los platos y piñones a la hora de comprar nuestras bicis en las tiendas.

Hasta los grandes escaladores actuales utilizan los platos compact
Si en nuestra bicicleta retro-vintage llevamos como plato grande un 52, de pequeño un 42 y en la pacha tenemos como piñón más pequeño un 14 y el más alto un 23 (no importa cuántas coronas llevemos detrás) entonces llevamos montado un 52-42x14-23. Si en nuestro full-carbon último modelo salido de las factorías surcoreanas o taiwanesas queremos llevar uno de esos bacanos platos compact podemos montar un 50-34x11-25. Si nos gusta el triple plato entonces podemos pasar a montar un 52-40-30x13-27 y para casos extremos como El Limonar hasta unos comodísimos 46-36-26x12-32 que nos harán olvidarnos del sufrimiento y pasar al disfrute gozoso de una de nuestras aficiones favoritas: subir puertazos.

Una recomendación: para una mayor eficiencia en la trasmisión de energia plato-cadena-rueda trasera es conveniente tratar de no cruzar demasiado la cadenilla mientras pedaleamos. Cruces inadecuados son llevar el plato grande engranado con coronas grandes y el plato pequeño con coronas pequeñas. Al mismo tiempo aumentamos la vida útil de la cadena. 

En cuanto a la cadencia o ritmo de pedaleo, esta es una cuestión muy personal. Llegamos a “conocer” las cadencias con las que cada uno de nosotros nos encontramos más cómodos después de años de experiencias y sensaciones de nuestro organismo tras recorrer infinidad de kilómetros sobre nuestras queridas bicicletas. Los cálculos fisiológicos de eficiencia y rendimiento del pedaleo dicen que la cadencia más eficaz se sitúa en torno a las 110-120 revoluciones por minuto: el famoso “molinillo” puesto de moda por Michele Ferrari a través de su discípulo aventajado Lance Armstrong y que con tanta espectacularidad utiliza en la actualidad el británico-keniata Chris Froome. Mantener estas cadencias altas es fácil en teoría, pero difícil de poner en práctica durante largo tiempo, sobre todo en las subidas largas. Para lograr dominar esta técnica de pedaleo se necesitan muchas horas de entrenamiento, perseverancia y unos “buenos pulmones”.

Para el final dejamos los hoy tan de moda vatios de potencia que podemos/queremos/nos conviene mover en cada momento y durante cuánto tiempo. Este no es un tema que nos interese demasiado a los autores de este blog; cicloturistas a la antigua usanza, de los de echar carreta, admirar los paisajes y disfrutar de los paseos cuando montamos en bici. Pero como introducción podemos decir que los factores más importantes a tener en cuenta cuando hablamos de potencia y ciclismo son la relación potencia/aerodinámica para el terreno llano y la relación potencia/peso para escalar. Es decir: en plano, a una misma potencia desarrollada, cuanto menor sea nuestro coeficiente aerodinámico (superficie frontal expuesta para desplazar la masa de aire delante nuestro y formas de esta superficie) mayor será nuestra velocidad. Durante un ascenso, a una misma potencia desarrollada, cuanto menor sea el peso que tengamos que mover (cuerpo+bicicleta) más rápido avanzaremos. Cuanto mayor sea el porcentaje de desnivel o inclinación del terreno y más larga sea la subida mayor relevancia adquiere esta relación potencia/peso. Para los descensos, aparte de la aerodinámica, es importante tener una  buena técnica del dominio de la bicicleta.

Pero saber de todo lo expuesto no es suficiente para lograr un pedaleo eficiente y elegante. Es absolutamente necesario conocer lo más exacto posible detalles técnicos personales como las medidas y ángulos que necesitamos para el marco de la bici, la altura y retraso del sillín, la longitud adecuada de las bielas, la colocación correcta de las calzas del pedal en las zapatillas, la longitud de la potencia del manillar y su altura respecto al sillín, etc.

8 comentarios:

  1. Cordial saludo. Opino que se puede tener unas pocas apreciaciones útiles de la potencia andando en bici, sin necesidad de comprar de un costoso SRM. En primer lugar, un cálculo de la potencia promedio en escalada. Escenario: ascenso en lo posible sin llanos ni descensos intermedios. Por ejemplo Patios. Datos: desnivel (400 m); peso nuestro mas el de la bici en kg (ej. 70 kg + 10 kg = 80 kg); tiempo invertido en cubrir el ascenso (ej. media hora = 30 min * 60 s/min = 1800 s). Cálculo: potencia media ejercida = (400m)*(80kg)*(9.81m/s^2)/(1800s) = 174.4 vatios o 174.4 W. Esta potencia es promedio durante el esfuerzo de escalada. La potencia instantánea puede variar. Además en escaladas mas cortas la potencia promedio puede ser mas alta, mientras que en escaladas largas esta será mas baja debido a la inevitable fatiga. La potencia que puede entregarse según la duración del esfuerzo describe la "curva de potencia" del ciclista, y es en esencia la que distingue los corredores poderosos de los que no lo son. También cuantifica el efecto del entreno en el ciclista: un corredor físicamente dotado para este deporte presentará un incremento de esta curva notablemente superior al de los demás sometiéndoles a todos a un mismo régimen de ejercicio sobre la bici.Esta curva no es constante sino que varía, por ejemplo, si el ciclista está enfermo, si su estado de ánimo esta bien o no, o si está en algún punto particular de la preparación de su temporada.
    Por otra parte, la potencia se puede calcular como el producto de la fuerza ejercida sobre el pedal (en Newtons, por ejemplo), el largo de la biela y la tasa de rotación o cadencia de pedaleo (en RPM, por ejemplo) -principio de operación del SRM-. Aquí existen preferencias entre diversos tipos de ciclista: para un valor dado de potencia, hay quienes prefieren una combinación de alta cadencia y baja fuerza sobre los pedales-argumentando, por ejemplo, que la baja fuerza significa baja generación de residuos musculares que son los causantes de la fatiga (se me ocurre pensar que los corredores sin mucha masa muscular prefieren esto); otros prefieren bajas RPM y alta fuerza-argumentando, por ejemplo, que las bajas RPM les permiten un buen tiempo de recuperación a cada pierna en su alternativo movimiento de pedaleada (lo que quizá sea favorecido por corredores musculosos). Y de aquí pueden desprenderse varias estrategias, con sus practicantes favoritos. Por ejemplo alta RPM sentado, baja RPM de pie, donde la fuerza muscular se distribuye en un grupo mas numeroso de músculos (me da la impresión de haber visto esto en el corredor Greg Lemond, en la escalada a Luz Ardiden en el Tour de Francia de 1990).
    Gracias por el espacio de comentarios que proporcionan a nosotros, sus entusiastas lectores y cicloturistas apasionados por este deporte.
    Att. Mauricio Barrera C.

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    1. Excelente, se puede decir también que existen aplicaciones de celular que llevan todos estos datos, incluyendo la potencia media!

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  2. Enhorabuena por el articulo, al anónimo del 15/1/15 15:34, por favor que aplicación, nombre.
    Gracias.

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  3. hola esta muy interesante todo el blog,tanto para principiantes como para avanzados, yo compre una rutera antigua con doble plato 53/42 y pacha 14/28, ¿creen que sea una buena relación para escalar los alrededores de Medellin o necesito cambiar la configuracion? aveces se me hace muy duras las subidas.

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  4. Anónimo1/5/16 20:17

    hola, yo tambien tengo una bici de ruta con 53/42 y es verdad hay puertos que los subo a muy baja cadencia.

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  5. Con el 42*28 tiene un desarrollo de 3,14 m que le sirve para subir a 65 rpm en pendientes de hasta 14%.

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    1. Anónimo5/7/16 15:36

      65 rpm * 3.14m = 3.4 m/s = 12.25 km/h = 1,750 vam @ 14% ~ 5.15 W/kg = 385 W @ 75kg.
      No creo que la gran mayoría de globeros puedan sostener esa potencia por más de un puñado de minutos.

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  6. Por supuesto. Tampoco es que se encuentren esas pendientes en tramos prolongados. De hecho, la mayoría de globeros asumen pendientes medias del 6% con picos del 10 al 16 pero en tramos que no se alcanza a medir en kilómetros.

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