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Conceptos básicos para entender la cinemática

Las gráficas no siempre te aclaran, por eso he decidido hacer esta entrada para que sea más sencillo interpretarlas. Aunque es larga, creo...

Conceptos básicos para entender la cinemática

Las gráficas no siempre te aclaran, por eso he decidido hacer esta entrada para que sea más sencillo interpretarlas. Aunque es larga, creo que es fácil de digerir. Bienvenidos a: cinemática para dummies!

En primer lugar, ¿qué son estas gráficas? Pues son el resultado de un estudio de la cinemática del sistema. (teoría de máquinas). La cinemática es como ver una foto, podemos ver ese instante, estático, y nada más. Por esta razón, no podemos saber el comportamiento real de la bici, ya que en la realidad influyen muchos parámetros que son muy difíciles de medir: el movimiento de nuestro cuerpo, las variaciones del terreno, la velocidad, la presión de los neumáticos, las suspensiones...

Además la cinemática no lo es todo, es solo una parte de la ecuación. La geometría, la biomecánica, los componentes, los materiales, la estética, la calidad, la fiabilidad, la garantía, el precio... hay muchos factores (demasiados) a considerar y para elegir bien, que es complicado, hay que tenerlos en cuenta.

Entonces, ¿para qué demonios me sirve conocer la cinemática? Muy sencillo, es la única herramienta que nos permite hacernos una idea de cómo puede funcionar una bici. Como sabéis, no es fácil poder probar una bici antes de comprarla (al menos aquí en España), y lo que dicen los fabricantes puede ser verdad... o no. Gracias a estas gráficas será más difícil que nos engañen, pero no bajéis la guardia ;)

Centrémonos en las gráficas, ¿qué puedo ver en ellas?
  • Anti-squat: vemos una gráfica con porcentajes que van cambiando a lo largo del recorrido de la bici en cuestión. Estos porcentajes son el resultado de relacionar la línea de cadena y el centro instantáneo de rotación con el centro de gravedad (bici + ciclista). En cristiano: lo ideal es un 100% que significa que si aplicamos fuerzas al sistema, este mantendrá su geometría. Por lo tanto, si pedaleamos, la suspensión no va a tener ningún molesto balanceo. Valores superiores significan que el amortiguador se estirará, y valores menores que se comprimirá por lo que aparecerá balanceo estos casos. Cuanto más alejados estén los valores del 100% (por arriba o por abajo), mayor será el balanceo. Siguiendo este razonamiento, podemos referirnos al anti-squat como "eficacia de pedaleo". Conociendo esto podemos saber si un sistema se puede ajustar a lo que buscamos, y si será necesaria una plataforma de pedaleo en el amortiguador ("propedal", "climb switch", bloqueo, o como lo queráis llamar) para minimizar el balanceo. La zona comprendida entre el 20% y el 50% del recorrido, suele ser el intervalo dónde pedaleamos, por eso lo importante es que los valores de anti-squat sean óptimos aquí. Añadir que la transmisión elegida influye un poco (solo un poco, insisto) en estos valores: por lo general cuanto mayor es el plato, menor suele ser el anti-squat; y cuanto mayor es el piñón, suele ser mayor (en algunos casos es al revés). Por último, la geometría y la biomecánica también influyen, ya que la posición de nuestro cuerpo determinará el centro de gravedad. Cuanto más bajo esté, mayor será el anti-squat.
  • Anti-rise: igual que la anterior, vemos una gráfica con porcentajes que van cambiando a lo largo del recorrido. En este caso el porcentaje es la relación entre el centro instantáneo de rotación y el centro de gravedad. ¿No es lo mismo que el anti-squat? No. Cuando frenamos, la inercia nos lleva hacia delante (efecto Superman), por lo que el centro de gravedad se desplaza. Un valor de anti-rise del 100% significa que el sistema contrarresta ese desplazamiento de peso, por lo que nuestro centro de masas estará en equilibrio con la geometría (sin tener en cuenta el hundimiento de la horquilla, que es mucho más notable). Valores inferiores suponen que el amortiguador se estirará, acentuando el efecto de irse por encima del manillar. Valores superiores suponen que el amortiguador se comprimirá, mejorando nuestra seguridad (psicológica) y facilitando el manejo en zonas empinadas. Pero hay algo más, y es que la tracción de la rueda trasera se ve afectada: si el amortiguador se estira favorecerá la tracción, en cambio si el amortiguador se comprime la tracción empeorará. Tengo que decir que en la realidad esto del anti-rise es algo sutil, y no puede ser un factor determinante a la hora de elegir bicicleta. Además a la hora de frenar, como decía, el hundimiento (o "dive") de la horquilla es un factor más influyente y es algo que sólo depende de cada horquilla. La única solución para contrarrestar el "dive" es jugar con el resorte (muelle o aire) y con los ajustes hidráulicos .
  • Retroceso de las bielas (pedal kickback): vemos una gráfica con unos valores en grados frente al recorrido, que van incrementándose desde 0. Estos grados indican el ángulo que retroceden (o adelantan, si son valores negativos) las bielas en cada instante del recorrido con respecto a la horizontal. Cuando se comprime la suspensión, la distancia entre el eje trasero y el eje pedalier varía (lo común es que aumente), provocando una tensión en la cadena que hace que las bielas giren (si aumenta la distancia, las bielas retroceden). La tensión de la cadena también influye en el anti-squat, por lo que los valores de pedal kickback se asocian con los de anti-squat. La tensión de cadena "endurece" el sistema reduciendo el balanceo a costa de capacidad de absorción, de tracción. Del mismo modo, también influye el desarrollo elegido. Con piñones grandes es dónde más se nota este efecto, al ser la relación en la que la cadena va más tensa. Se puede decir que valores altos afectan negativamente en las subidas, y más si son técnicas: primero porque costará un poco más pedalear al tener que ejercer más fuerza para contrarrestar la tensión, y segundo porque la rueda leerá peor el terreno.  Si no pedaleamos este efecto sigue estando presente, pero como llevaremos desarrollos más largos se notará menos. Lo ideal son 0º en todo el recorrido en todos los desarrollos, pero esto es muy complicado y puede comprometer otros parámetros.
  • Relación recorrido cuadro/amortiguador (leverage rate): en esta gráfica tenemos el recorrido frente a unos números que siempre andan entre 2 y 3. Estos números son la relación entre el recorrido en la rueda trasera y la carrera del amortiguador. En resumidas cuentas es la "ley de la palanca", si el amortiguador se comprime X, la ruede se mueve Y dependiendo de la longitud de la palanca. Cuanto menor sea el leverage ratio (LR), menos exigiremos al amortiguador, ya que para un mismo movimiento de la rueda el amortiguador tendrá que disipar menos energía. De esta forma los usuarios más exigentes y/o pesados deberán elegir bicis con leverage rates bajos para mejorar el comportamiento y la fiabilidad. Este parámetro además es muy útil para saber cómo se comportará la suspensión al comprimirse. Cuando miremos la gráfica es importante distinguir tres zonas a lo largo del recorrido: tramo inicial, medio y final. El primer tramo iría desde 0 mm hasta la zona de sag. Es el tramo menos importante porque va comprimido con nuestro peso, pero cuanto mayor sea el LR mayor sensibilidad tendrán los primeros milímetros del recorrido. El segundo tramo va desde la zona de sag hasta casi el final, y es el más interesante. Dependiendo de la curva, podremos conocer si es una bici "tragona" (o "plush"), con soporte medio ("dura"), o bien un término intermedio. El tercer y último tramo son los últimos milímetros del recorrido, y nos permite saber si es difícil aprovechar el recorrido o si iremos haciendo topes. Cuanto menor sea el LR menor será la posibilidad de hacer tope. No hay un leverage rate mejor o peor porque va en cuestión de gustos, pero una buena referencia es una "curva" descendente de pendiente constante (entonces es una recta :P) con un valor medio de aproximadamente 2,5. A las curvas descendentes se las suele llamar coloquialmente progresivas, si son horizontales se las llama lineales, y si son ascendentes se las llama regresivas; pero esto es erróneo porque se confunde el tipo de curva con la pendiente. Por último, la curva nos permitirá saber qué tipo de amortiguador nos conviene, aunque esto da para otra entrada.
  • Fuerzas: Newtons versus milímetros. Aquí se puede ver la fuerza necesaria para comprimir la suspensión en cada instante del recorrido. El leverage rate era muy útil, pero en mi opinión, esta gráfica es la que te da una idea real de cómo va a trabajar el sistema. Relaciona la curva de compresión del amortiguador con la curva de compresión de la bici (el leverage rate). El modo de sacarle más partido es comparando bicis, por esta razón utilizo el mismo parámetro en todas las que analizo: un resorte de muelle de 400 lbs. Así puedes entender mejor cómo va a trabajar el sistema y si encaja con tus preferencias. Podría definir un punto de sag común y ajustar la dureza del muelle de cada bici, pero así la comparación entre diferentes modelos no sería posible. Muchas veces con el leverage rate sacáis conclusiones, pero muchas veces son erróneas porque el tipo de curva os confunde. Para que esto no pase: mirad siempre la gráfica de fuerzas! Como referencias sencillas: 10 N equivalen aproximadamente a 1 kg, y en la zona de sag debería haber un valor cercano a vuestro peso (en Newtons) multiplicado por 0.7 (porque no todo nuestro peso va a parar a la rueda trasera).


Ha sido duro pero si has llegado hasta aquí, espero que te haya gustado. En breve más análisis!

21 comentarios:

  1. soy yo o hiciste la letra mas pequeña :P

    buen tocho y mejor explicacion ;)

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    1. La letra es igual, pero no hay dibujos esta vez jajaja Gracias!

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  2. A las buenas de dios.
    Gracias a tu blog, el cual sigo puntualmente, mis compis de fatiga me llaman friki; te doy las gracias por ello jejeje. Haces un gran trabajo.

    Te cometo una duda que me corroe el alma sobre el brakesquad. Es lo mismo que el anti_rise?
    Resulta que tengo una Dune y cuando bajo rapido, o fuerte por zonas "duras" e inclinadas (losas de piedra bastante rotas, con escalones o crestas)he notado que cuando acciono el freno trasero para estabilizar y controlar la bici, la suspensión se vuelve muy dura y siento unas ostias en la piernas considerables. En cambio, si tengo los huevs de soltar freno, la bici se vuelve un colchón y todo fluye....lugo el problema esta en las curva jejeje.
    Mi pregunta es, esto pasa tambien con las bicis con brake squad bajo, com por ejemplO la RM slayer? O es un parametro que la variacion del mismo es difil de apreciar?
    Otra posibilidad seria que los golpes que comento sean el pedal kikback?

    Ale ahí te dejo mi cacao maravillao... muchas gracias

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    1. Pues eso es en lo que dice la teoría que se traduce el porcentaje de anti-rise o brake-squat. A mí me gustaría poder coger dos bicis como por ejemplo un FSR "clasico" y un mono-pivote, ajustarlas a la mi peso y hacer unas cuantas bajadas de prueba. Mis dos últimas bicis han sido dos pivotes virtuales (anti-rise tirando a medio-alto) y en la situción que comentas también noto cierta reducción de la sensibilidad de la suspensión.

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    2. Si, es un parámetro que no debería de notarse mucho, por lo que me inclino a pensar que se debe más al PK. La Dune tiene un retroceso más elevado que la mayoría en la zona intermedia del recorrido y esta podría ser una causa de tus sensaciones. Entre otros factores, el amortiguador y los ajustes que lleves también podrían influir (un rebote lento tarda más en recuperar el recorrido para absorber los siguientes impactos, y en zonas rotas como comentas, produciría algo parecido a tus sensaciones. Más acentuado cuánto más despacio vayas). De todas formas cada caso es un mundo aún llevando la misma bici y es complicado darte una respuesta.

      El brake squat y el anti rise viene a ser lo mismo. Lo más notable del anti rise es la alteración de la geometría en frenadas y la cantidad de tracción de la rueda trasera. Un valor ideal sería un compromiso entre geometría y tracción (valores entre 50% y 100%), pero esto depende de las preferencias de cada uno.

      No sé si te he aclarado algo jeje. Saludos!

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  3. Buenas, genial la explicación, lenguaje técnico/coloquial y para todos los públicos, muchas gracias por tu aporte, haces que los torpes como yo puedan aumentar su conocimiento en el mundo de las geos/sistemas sin tener que perder horas de vida, un saludo.

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    1. Ese era el objetivo, me alegro de que te haya gustado ;)

      Saludos

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  4. En relación al anti-squat, dónde comentas "cuanto mayor es el piñón, suele ser mayor" , ¿no sería al revés? entiendo que mayor piñón, menor anti-squat

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    1. En unas bicis el %AS puede subir conforme aumenta el tamaño del piñón y en otras puede bajar.

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    2. Eso es. En general cuanto mayor es el piñón, mayor es el anti-squat, pero no es aplicable a todos los sistemas y en ocasiones es al revés. Lo dejaré un poco más claro en la entrada ;)

      Saludos

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    3. No me lo esperaba la verdad, de hecho en el linkage de Antonio, diría que la en la mayoría de bicis la tendencia es que el AS se reduce a medida que aumenta el tamaño del piñón.

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  5. @MrBlackmores, leo:

    "Cuanto menor sea el leverage ratio (LR), menos exigiremos al amortiguador, ya que para un mismo movimiento de la rueda el amortiguador se comprimirá menos y tendrá que disipar menos energía."

    No será al revés? Con un LR bajo, un mismo moviemiento de la rueda provoca un movimiento de una magnitud más parecida en el amortiguador. Con números, un leverage ratio ficticio muy bajo , supongámoslo de 1, significa que el amortiguador se comprime una distancia igual que la que la que recorre la rueda con la compresión del sistema. Un leverage ratio alto, imaginemos de 3.5, significa que el amortiguador se comprime 3.5 veces menos que la distancia que recorre la rueda al comprimirse la suspensión. Corrígeme si soy yo el que se está liando.

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    1. No te estás liando. 1:1, el amortiguador y la rueda se mueven lo mismo. X:1, la rueda se mueve X veces más que el amortiguador. Decimos lo mismo, solo depende del lado que lo mires jeje

      Saludos

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    2. FSiano - 2 de octubre de 2017, 17:45
      Entonces, cuanto menor sea el LR, el amortiguador no se comprimirá/moverá menos, sino más.

      MrBlackmores - 2 de octubre de 2017, 20:52
      Vale, como decía no te estás liando, es que en la frase que citabas están los términos al revés. Lo edito para que no haya dudas. Pero la idea es lo importante, que cuanto menor sea el LR, el amortiguador tendrá menos trabajo. Así me gusta, hilando fino ;)

      PD: he borrado tu comentario sin querer, ponlo otra vez si quieres.

      Saludos

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  6. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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    1. Ya sé que estamos rizando el rizo, pero el AS aumenta al aumentar la longitud de la vaina, ¿correcto? Para una misma bici, mismo sistema, reducen la longitud de vaina de 18'' a 17'', ¿en qué % se reduce el AS?

      Gracias.

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    2. Por lo general es al revés, es decir, aumenta el AS al reducirse la longitud de la vaina. ¿Cuánto varía? Pues no solo depende de la bici sino también del desarrollo, entonces la variación no es constante ni en la misma bici. Pero te pongo un ejemplo: RM Altitude, si movemos el eje trasero hacia el pedalier 1", la variación máxima es un incremento del 2.6% en la zona de sag. Si movemos el eje en sentido contrario la misma distancia, tendríamos como máximo un 2.3% menos en la zona de sag. Como curiosidad, estas variaciones máximas se dan con un desarrollo 32x50 pero con un 32x10 las variaciones son prácticamente del 0% en ambos casos.

      Saludos!

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  7. Gracias! asi lo he comprendido perfectamente. :)

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