Cómo usar las marchas de una bicicleta

Las velocidades y el cambio de la bici

Cuando aparecieron los primeros ancestros de la actual bicicleta moderna, éstos tenía una única marcha.
Luego fue evolucionando hacia la tendencia de poner cada vez más velocidades. En principio el cambio estaba sólo atrás, pero muy pronto aparecieron también cambios para los platos.

En la actualidad la tendencia es tener un sólo plato y llevar «todo atrás».

La evolución de la bicicleta

En este artículo te voy a mostrar cómo usar las marchas de una bicicleta para sacar el máximo rendimiento a tu esfuerzo como ciclista. Va orientado principalmente a ciclistas principiantes que acaban de comprarse su primera bici con marchas y no se aclaran demasiado bien con su funcionamiento.

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Cuando se inventó la bicicleta a partir de la evolución del velocípedo, fue que la misma pasó de ser un simple juguete de entretenimiento o capricho, a convertirse en una máquina que podía ser un perfecto medio de transporte.
En el velocípedo la gigantesca rueda delantera era la encargada de cumplir las funciones de rueda de dirección y de tracción.

Con el advenimiento de la bicicleta, la rueda delantera pasó a ser solamente directriz, mientras que la trasera era la encargada de la tracción.
Con la invención de la cadena y los engranajes de los piñones y los platos, los pedales se podían situar independientes de la rueda trasera, permitiendo además, conjugar un sistema de marchas en función del tamaño relativo de los piñones y el plato.

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En estos momento se acaba de inventar la bicicleta moderna con cambio de marchas. Toda una maravilla que permite amoldar la potencia del ciclista a las condiciones de conducción de la bicicleta.

Los elementos básicos

Platos

Los platos son las ruedas dentadas unidas a los pedales que giran sobre un eje llamado eje de pedalier.

En las bicis económicas sin marchas sólo hay uno, pero en el caso de bicis de ruta o de montaña, suelen instalarse dos o tres. Tradicionalmente las bicis de carretera siempre han montado dos platos, mientras que las de montaña llevan tres.

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La tendencia actual es hacia montar los menos posibles, dado el enorme adelanto que han dado los sistemas de coronas dentadas para la rueda trasera.
Con platos grandes la bici lleva una velocidad más larga (veloz), a consta de una mayor resistencia en el pedaleo.

Cuanto menor es su diámetro esta relación se invierte, de manera que a platos más pequeños, velocidades más cortas pero también menor resistencia al pedaleo.
El primer caso es usado para adquirir grandes velocidades en llano o en cuesta abajo, mientras que el segundo es usado para la escalada.

Su situación en la bicicleta es inversa a la usada para los piñones. El plato más grande se sitúa en el exterior, mientras que los más pequeños se van ubicando más hacia dentro.

En este caso el disco más pequeño sería el nº 1, que seguiría siendo el más próximo al eje de la bicicleta.

Piñones

Son los engranajes que van montada en el buje o eje de la rueda trasera y que se encargan de transmitir el trabajo que el ciclista ejerce sobre los pedales a la rueda trasera o motriz.

El comportamiento de los piñones es diametralmente opuesto al de los platos. Piñones pequeños transmiten una marcha más larga y veloz, mientras que los más grandes equivalen a marchas cortas que se utilizan principalmente para subir por rampas.

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Hay bicicletas con un único piñón (sin marchas), pudiendo montar desde ese único piñón hasta 11, que es el máximo que hasta la fecha montan los modernos casetes de bici de carretera.

El número de piñones no ha dejado de incrementar año tras año desde que Campagnolo inventara este sistema de cambios.
El número de piñones que monta una bicicleta depende muy directamente de la gama a la que pertenezca.

Las bicicletas de ciudad no solían tener más que un piñón, en la actualidad es frecuente encontrarse con modelos de más piñones, aunque realmente en ciudad no es muy necesario contar con mucha variedad de velocidades.

Los piñones están ordenados por tamaño encontrándose el mayor de ellos, el nº 1, el más cercano al buje de la rueda trasera.

Cadena

Es el dispositivo encargado de transmitir la potencia desarrollada sobre los pedales, a la rueda trasera.

La cadena se compone de eslabones entrelazados y formados a su vez por dos piezas de metal unidas por dos cojinetes.
Es la encargada de unir el o los platos de la parte delantera con los piñones de la rueda trasera.

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Velocidades

Como ya hemos visto, según donde vaya la cadena engranada nos dará una relación de velocidades que se denomina avance o marcha. Esto viene a decir que si una bicicleta tiene tres platos y diez piñones, el número máximo teórico de marchas será de 3×10=30

Nunca debemos confundáis el número de velocidades con la calidad de una bicicleta. Mayor número de marchas no hace por sí mismo que la bicicleta sea mejor.

Desviador

Es la pieza encargada de cambiar la posición de la cadena respecto a los platos, permitiendo de ese modo las diferentes velocidades asociadas al diámetro del plato.

Tensor y desviador trasero

El desviador trasero actuaría sobre la cadena a la altura de los piñones. Tiene además la misión de recoger y tensar el «exceso» de cadena.
A medida que vamos cambiando de marchas, el diámetro de los engranajes cambia. Por tanto es necesario que haya una medida extra de cadena que va regulando un tensor que va en el desviador trasero. De este modo la cadena siempre va con la tensión óptima independientemente del tamaño que demanden las combinaciones de los engranajes.

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Cambio epicicloidal

Existe una segunda clase de cambios en los que todo el mecanismo va guardado en el buje o eje de la rueda trasera. Usan una cadena con un plato y un piñón simple. La principal desventaja de este sistema es que sólo permite tres marchas, razón por lo que es usado principalmente en bicis urbanas.
En la actualidad se está trabajando mucho en el llamado cubo de marchas internas (Shimano Alphine), ya que el principio de funcionamiento de este dispositivo es el mimo que el usado en las cajas de cambio automático de los automóviles.

El modo en que funciona el cambio de marchas de una bicicleta es de la siguiente manera. Si conduces un automóvil sabrás que las velocidades que se combinan en la caja de cambios sirven para actuar con mayor o menor tracción / velocidad sobre las ruedas motrices por parte del motor.

Así, la primera velocidad sería la que ejerce una mayor tracción (más corta o lenta)  y la quinta la que se utiliza para ir a más velocidad (más larga o rápida).

La analogía es perfectamente exportable al caso de una bicicleta. La marcha que desarrolle dependerá de una combinación de dos engranajes: los piñones y los platos.

Funcionamiento del cambio

El cambio y la transmisión de la bicicleta comparten elementos comunes, razón por la cual resulta imposible hablar de uno sin hablar de ambos.

Platos

Como ya dije antes, el plato número uno es el primero de la izquierda, o sea, el más pequeño de todos y por lo tanto el que nos proporciona una menor velocidad y mayor fuerza de tracción.

Es utilizado principalmente para subir pendientes, aunque no nos permitiría alcanzar gran velocidad. El tercer plato, el más grande y más alejado del centro en el caso de las bicis de montaña (generalmente con tres platos), se utiliza para obtener una mayor velocidad pero también requiere un mayor esfuerzo por parte del ciclista. En el caso de las bicis de ruta que sólo llevan dos platos, estaríamos refiriéndonos al segundo plato o plato grande.

Volviendo a las bicis de montaña, el segundo plato o plato intermedio, sus características serían un compromiso en el comportamiento entre los otros dos.

Piñones

Los piñones funcionan en forma opuesta a los platos. El piñón 1, el más grande y cercano a la rueda, es el que nos ayuda a reducir el esfuerzo necesario para avanzar y conforme vamos engranando la cadena a piñones más pequeños, alejándola de la rueda, tendremos que realizar un mayor esfuerzo e iremos más deprisa.

Cómo usar las marchas

La fuerza que en cada momento debemos ejercer sobre los pedales depende de un cúmulo de factores bastante amplio.
Depende de un cúmulo de factores de nuestro propio físico, como nuestra resistencia, tono muscular, velocidad, tipo de terreno, la posición sobre la bicicleta, tipo de terreno, clase de ruedas, longitud de la cadena, tamaño de los platos y piñones, y un largo etcétera.
Por todo ello, es que cada ciclista deberá encontrar cual es la marcha que debe llevar engranada en cada momento en función  de unas directrices.

Para comprender algo más sobre el funcionamiento intrínseco de las diferentes marchas que conforman la combinación de platos y piñones, es necesario que primeramente nos fijemos en el trabajo de la cadena.

La cadena está concebida para que se transmita el máximo de fuerza posible de la forma más eficiente. Para todo ello es fundamental que el rozamiento sea lo menor posible, ya que tenemos que partir de la base de que la cadena es el elemento de la bici que más pérdidas mecánicas por rozamiento produce.

Por ello resulta fundamental que la misma esté perfectamente engrasada y limpia de suciedad y también óxido, por supuesto.

Partiendo de este punto, debemos saber que la cadena tiene ciertas posiciones de trabajo óptimo, y otras en las que su rendimiento empieza a ser deficiente e incluso nefasto.

Un caso de engranaje de marchas prohibido sería el siguiente:
Cuando la cadena se encuentra engranada en el piñón más grande (el nº1 o el del interior), y en el plato más grande, (en nº2 en el caso de una bici de ruta, el nº3 en el caso de una de mtb triplato) el exterior, la cadena se encuentra así en una posición de máximo cruzamiento, de tal modo que su rozamiento entre los propios eslabones y entre esta y los engranajes es máxima.

Al aumentar la fricción reducimos la eficiencia energética del dispositivo, por lo que estaremos trabajando en una zona donde el aprovechamiento energético del ciclista es muy deficiente.

Por si fuera poco, la cadena trabaja forzando la holgura máxima que pueden dar los gonces de los eslabones, por lo que amén de estar trabajando de manera poco eficiente, estamos exponiendo a la cadena a una forma de trabajo en la que podría partir por fatiga de material.

Esta sería el modo de marchas catastrófico al que podemos poner nuestro sistema de velocidades de la bicicleta.
Por otra parte estamos haciendo algo ilógico, irracional, ya que si lo que queremos es aumentar la velocidad con el plato grande, a la misma vez estamos engranando piñones que lo que demandan es justo lo contrario.

Este ejemplo se puede extrapolar perfectamente al caso contrario en el que queramos engranar el piñón más pequeño con el plato más pequeño.

Ambas combinaciones son nefastas para el rendimiento energético del ciclista, y también estamos aplicando un desgaste y una fatiga que son innecesarios sobre la cadena.

Además, si tiene el oído fino podrás darte cuenta que en «esas marchas» el sistema de cadena y engranajes hace ruidos que en las otras marchas no ocurren.

Y recuerda: si la cadena se parte y no llevas un tronzacadenas, estás tirado/a. No hay ningún otro truco que te pueda hacer salir de semejante situación.

Esto viene a querer decir que del número de velocidades teórico que podemos tener, no todas son recomendables.
Si tenemos una mtb triplato con 8 piñones, no tenemos 3×8=24 marchas.

En realidad son unas 20 las que realmente son recomendables.
Esto parece una casuística muy limitante, pero en realidad no lo es. Los fabricantes de grupos de bicicletas como Shimano, Campagnolo o Sram cada vez crean sistemas de cambios con más y más piñones, de manera que el número de marchas permitido es tan grande que las «marchas prohibidas» simplemente no se echan en falta.

En la tabla de la figura superior se muestran todas las posibles combinaciones para una bici de 24 marchas (3 platos y 8 piñones). En rojo quedan resaltadas las marchas prohibidas por ser las de mayor fricción.
En naranja se muestran las que no son recomendables e innecesarias por existir otras combinaciones óptimas para obtener el mismo resultado.

Pero como apuesto a que nadie va a coger la tabla y se la va a aprender de memoria ni se la va a pegar en el manillar de la bicicleta, la norma a seguir sobre cómo usar las marchas de una bicicleta es evitar en todo momento cruzar la cadena en exceso.

Plato grande con piñones pequeños (los exteriores), plato intermedio con piñones intermedios (los intermedios), y plato pequeño con piñones grandes (los interiores. Esa es la regla de oro que no debéis olvidar.

Si oyes excesivo ruido de la transmisión es posible que te hayas despistado en el cambio y tengas la cadena gritando de dolor.

Uso óptimo de desarrollos

El desarrollo se viene a denominar como la cantidad de metros que avanza la bicicleta por cada vuelta de pedal.
No es el objetivo de este artículo hablar de biomecánica y sobre cual es el mejor desarrollo en cada situación.

Ese es un tema muy complejo al que por otra parte cada ciclista tiene una manera única de adaptarlo a sus condiciones físicas. Hay ciclistas que por su constitución se adapta mejor a desarrollos muy largos y cadencias bajas, mientras que en otros es todo lo contrario.

Para calcular estos datos en cada ciclista de forma empírica se utilizan potenciómetros y pulsómetros para tomar lecturas de la mayor cantidad de parámetros del corredor. Es un asunto bastante complejo y sofisticado que requiere la asesoría de un profesional.

Vídeo sobre el funcionamiento básico de las marchas

 

Nos vemos en la cumbre. Buen Pedaleo.