Cómo transformar una rueda de gama media en una rueda con altas prestaciones dinámicas

Aeromotor Bipala

Cómo transformar una rueda de gama media en una rueda con altas prestaciones dinámicas. Pruebas de aceleración comparada en pista.

Gabriel Saitua, 2020

INTRODUCCION

La incorporación de un Aeromotor Bipala en la rueda trasera de la bicicleta es un elemento que puede resultar de utilidad para el ciclista, para usarlo tanto en carretera como en pista. La experiencia práctica acumulada en los últimos tres años nos indica que mejora la eficiencia del ciclista utilizando el viento como energía complementaria. El proyecto, cuyo nombre genérico es Ciclo Rotor Eólico, patentó el aeromotor bipala adaptado a la rueda de bicicleta en 2017. Un desarrollo más amplio y detallado se encuentra en: https://gabibici.blogspot.com/ y  https://www.facebook.com/gabicicle/

RUEDAS A ESTUDIO

Presentamos un estudio realizado en pista descubierta para conocer la eficiencia dinámica en fases de aceleración con dos ruedas de distinto nivel: una de aluminio y alta gama (Campagnolo Eurus) y otra de aleación de aluminio y gama media (Mavic Aksium, en la cual se adaptó un Aeromotor Bipala).

1.- Campagnolo Eurus, rueda de aluminio, alta gama.

                                   

                               Rueda Campagnolo Eurus G3, en una bicicleta Cannondale Synapse

Las ruedas Campagnolo Eurus están diseñadas para ser polivalentes, ligeras en las subidas y rápidas para responder a los cambios de ritmo, adaptándose a cualquier tipo de entrenamiento y sobre cualquier tipo de recorrido. Gracias a la nueva pared lateral oversize y al innovador Mega-G3, el lado derecho de la rueda trasera está equipado con el doble de radios que el lado izquierdo.

Los resultados del sistema G3™ permiten una mejor transferencia del par motor, mayor rigidez lateral, reducción de la tensión de los radios de la rueda trasera. El sistema G3™ compensa las fuerzas que soportan los dos lados de la rueda y eliminándose las vibraciones.

Características:

- Uso: carretera - Núcleo: Campagnolo - Material: Aluminio

- 2-WAY FIT: Permite utilizar tanto neumáticos clásicos con cámara, como neumáticos sin cámara - Ejes: QR, incluye cierres

- Momag: Permite que el perfil externo de la llanta esté libre de agujeros. Aumenta la resistencia estructural, hace la cinta de la llanta innecesaria y reduce el peso de la rueda

- Dynamic Balance: Cada punto de la llanta está contrabalanceado por un peso igual en el lado opuesto. Máxima estabilidad de la rueda incluso a altas velocidades

- Fresado toroidal: Reduce el peso periférico de la llanta, hace que la rueda sea extremadamente reactiva

- Altura del aro diferenciada: 26mm en la parte delantera para proporcionar una manipulación óptima; 30mm en la parte trasera para transmitir toda su energía a la rueda

- Sistema antirrotación de radios: Mantiene los radios en la posición de máxima penetración aerodinámica

- Radios Aerode aluminio: Máxima penetración aerodinámica, menor peso y mayor reactividad

- Cabecillas de aluminio: Reduce la masa periférica de la rueda y aumenta la reactividad

- Brida de gran tamaño: Aumenta la rigidez torsional y la reactividad en cada cambio de ritmo del ciclista

- Cuerpo de buje de aluminio: Proporciona un alto grado de rigidez lateral

- Eje de aluminio: Reduce el peso de la rueda

- Liberación rápida: El sistema de cierre excéntrico permite al ciclista modular la presión necesaria para una mayor sensibilidad y encontrar el cierre adecuado para el bloqueo.

- Peso de la rueda incluyendo la cubierta de 23mm., cámara y casete de 10 piñones campagnolo: 1700g

- Precio aproximado: 500€

2.- Mavic Aksium, rueda de aleación de  aluminio, gama media.

  

Rueda Mavic Aksium con Aeromotor Bipala, montada sobre una bicicleta Cannondale Synapse

La rueda Mavic Aksium ofrece un rendimiento de calidad para el ciclismo de carretera cotidiano. Sus características incluyen radios rectos para mayor resistencia y rigidez y unas llantas ligeras para una calidad de rodadura más viva.

Son anchas, lo que permite mayor volumen de aire y mejor ajuste para neumáticos de gran diámetro (hasta 32mm). Los bujes son resistentes, proporcionando elevados kilometrajes y fiabilidad a largo plazo; los rodamientos QRM son los más suaves de su categoría.

Características:

- Uso: Carretera

- Llantas de aleación de aluminio S6000. Perfil 21 mm. Conexión con pasadores. ETRTO 622x19C

- Bujes de aluminio. Rodamientos de cartucho sellados QRM

- Núcleo de acero FTS-L.

- Radios de acero: 20 cruzados por 2 en el lado del núcleo y radial en el lado opuesto a la parte trasera

- Compatibilidad: Shimano y Sram, convertible a Campagnolo con cuerpo de conductor opcional

- Eje: QR y Cierres rápidos BR101

- Peso de la rueda incluyendo cubierta de 23mm., cámara, casete de 10 velocidades y Aeromotor Bipala Semirígido: 1800g.

- Precio aproximado de la rueda sin Aeromotor: 100€

- Precio del Aeromotor Bipala ultraligero básico: 50€

HIPÓTESIS

La práctica en el uso del aeromotor bipala nos indica que su adaptación en la rueda trasera de la bicicleta mejora las prestaciones dinámicas. Con el fin de documentar estas sensaciones hemos diseñado un estudio comparativo entre una rueda de nivel medio con aeromotor bipala y una rueda de alta gama, valorando sus fases de aceleración.

Ruedas en el estudio de aceleración:

Cannondale Synapse con aerobarras con Campagnolo Eurus y Mavic Aksium con Aeromotor

Comparamos los resultados de cuatro series de aceleración en pista con cada una de las ruedas; iniciamos la lectura de datos de aceleración a una velocidad lanzada de 25km/h., realizando a continuación una fase de aceleración progresiva en los 400m., correspondientes a la longitud del circuito.

Comenzamos las lecturas en el paso de vuelta a una velocidad de 25Km/h. por tratarse de una velocidad de crucero muy habitual, por encima de la cual comienzan a producirse cambios críticos, desde un flujo aéreo laminar hacia un flujo turbulento por la velocidad del choque frontal del aire; a partir de ésta condición limítrofe, por las condiciones de flujo turbulento secundario a una mayor velocidad, aumenta exponencialmente la resistencia aerodinámica que debe superar el ciclista. Estas son las condiciones en las cuales se pone de manifiesto la eficiencia dinámica de los materiales sujetos a estudios dinámicos.

CONDICIONES DE LA PRUEBA

La mañana de la prueba, 4 de marzo de 2020, se encontraba nublado al 98%, con pavimento mojado y humedad del 98%; la temperatura y la sensación térmica serán de 14ºC., la presión atmosférica de 1017hPa. y el viento correspondía a una brisa débil de 4Km/h. de dirección sur este (AccuWeather) www.accuweather.com

Velódromo de Fadura Getxo, Bizkaia, 4 marzo 2020, 11h.

Los datos de las series (tiempos, velocidad media y máxima, cadencia media y máxima, frecuencia cardíaca media y máxima) fueron registrados en un ciclo computador Premium Multisport GPS Watch Garmin Fenix5 Sofware 13.30 y su procesamiento fue realizado por Garmin Express V6.2

METODOLOGÍA Y RESULTADOS

Estudiamos cómo se comportan ambas ruedas en las fases de aceleración forzada, partiendo de una velocidad de 25Km/h., en una distancia de 400m.

En el estudio comparativo analizamos cuatro series con cada rueda, el mismo día, con las mismas características climáticas, el mismo ciclista con una bicicleta Cannondale Synapse y aerobarras, desarrollo de 34/14, cubiertas de 23mm., y una presión de neumáticos de 8 bares.

Inicialmente realizamos las cuatro series con la rueda de alta gama y seguidamente con la rueda de gama media con aeromotor bipala.

Gabriel Saitua. Promotor y Ciclista aficionado

SERIES CAMPAGNOLO EURUS

· CAMPAGNOLO 1: Distancia 0,41 km. Tiempo 0:37,8. Velocidad media 39,2 km/h Velocidad máxima 47´5 Km/h.

· CAMPAGNOLO 2: Distancia 0,44 km. Tiempo 0:36,8. Velocidad media 43,0 km/h. Velocidad máxima 44´3 km/h.

· CAMPAGNOLO 3: Distancia 0,41 km. Tiempo 0:37,8. Velocidad media 38,9 km/h.  Velocidad máxima 41´8 Km/h.

· CAMPAGNOLO 4: Distancia 0,42 km. Tiempo 0:36,6.  Velocidad media 40,8 km/h. Velocidad máxima 46´9 Km/h.

Características de la actividad global del ciclista durante las series Campagnolo:

·         Cadencia pedaleo media 91 m. Cadencia máxima 102 m.

·         Frecuencia cardíaca media 124 lpm. máxima 146 lpm.

SERIES  MAVIC AKSIUM CON AEROMOTOR

·  AKSIUM 1. AEROMOTOR: Distancia 0,42 km. Tiempo 0: 36,1. Velocidad media 41,6 Km/h. Velocidad máxima 42´7 Km/h.

·  AKSIUM 2. AEROMOTOR: Distancia 0´41 km. Tiempo 0´35,1. Velocidad media 42´´7 km/h. Velocidad máxima 43´3 Km/h.

·  AKSIUM 3. AEROMOTOR: Distancia 0,41 km. Tiempo 0:35,5. Velocidad media 42,0 km/h. Velocidad máxima 45 Km/h.

·  AKSIUM 4. AEROMOTOR: Distancia 0,40 km. Tiempo 0:35,4 Velocidad media 40,8 km/h. Velocidad máxima 43´6 Km/h.

Características de la actividad global del ciclista durante las series Aksium con Aeromotor

·         Cadencia pedaleo media 89 m. Cadencia máxima 101 m.

·         Frecuencia cardíaca media 127 lpm. Máxima 143 lpm.

RESUMEN

                                                                   Velocidad media Km/h.       Velocidad máxima Km/h.

- Campagnolo Aurus 3G                                          40´47                                    45´1

- Mavic Aksium con Aeromotor                             41´77                                    43´65    

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

Las condiciones climáticas, sobre todo la intensidad del viento, condicionan los resultados, dado que éstos se relacionan con la intensidad, ángulo de incidencia y persistencia del flujo aéreo, cuando circulamos en condiciones de flujo turbulento. La prueba sujeta a estudio se realizó un día de brisa débil, quedando pendiente por tanto una revisión del presente estudio en condiciones de viento intenso.

Los resultados muestran que la rueda Campagnolo Eurus alcanza un pico de velocidad 1´47 Km/h. superior a la Mavic Aksium con Aeromotor; sin embargo la velocidad media de la rueda Mavic Aksium con Aeromotor supera en 1´30 Km/h. a la rueda de alta gama.

Los resultados de la frecuencia cardíaca media y alta del ciclista durante las series fueron superponibles en ambas ruedas, apreciando una carga aerodinámica levemente superior en la rueda con aeromotor, condicionando una cadencia de pedaleo media levemente inferior (89 minuto) comparándola con la rueda sin adaptación (91 minuto).

Podemos concluir que los resultados de eficiencia dinámica obtenidos en ambas ruedas son superponibles en fases de aceleración y con brisa débil, dado que la velocidad media de las series al cerrar el bucle del circuito fueron para  Campagnolo Eurus 42´03 Km/h. y para Mavic Aksium con Aeromotor 42´8 Km/h.

Encontramos diferencias en el precio de ambos productos. La rueda Campagnolo Eurus 3G incluye una tecnología propia de su gama, siendo su precio de mercado cinco veces superior a una rueda de prestaciones medias como la Mavic Aksium. Dado que el coste de la incorporación de un aeromotor bipala en una rueda convencional oscila entre 50€ y 100€, según el tipo de materiales utilizados, la inversión que resulta rentable al transformar una rueda de gama media en una rueda con altas prestaciones dinámicas.

Aeromotor Bipala ultraligero 2020

Gabriel Saitua, Getxo 2020