¿Cómo se agarran los neumáticos MTB? Le preguntamos a los ingenieros de goma en bicicletas especializadas: esta red de montaña web News

El Carnicero Grid Gravity T9

¿Por qué los escritores de This Web revisan tantos neumáticos y escriben todas las noticias sobre tecnología de neumáticos que reciben? Debido a que los neumáticos son uno de los componentes más importantes de una bicicleta, afectan directamente el rendimiento de la bicicleta en los senderos y son uno de los componentes más fáciles de actualizar para mejorar la calidad de conducción. Además, deben reemplazarse regularmente, y hay cientos de bandas de rodadura, cubiertas y compuestos por ahí. Queremos asegurarnos de que nuestros lectores tengan amplia información disponible para su selección de tracción.

Una de las características clave en las que nos enfocamos en las revisiones de llantas es la tracción, o el agarre, y cómo se relaciona con el uso previsto de las llantas. Cuando Specialized lanzó su nuevo caucho T9, que ahora está disponible en sus modelos de neumáticos para senderos y gravedad, nos abalanzamos con algunas preguntas para su ingeniero principal de caucho, Wolf Vorm Walde. El primer producto de bicicleta que Specialized creó internamente en 1976 fue un neumático, y su equipo tiene un amplio catálogo de tecnologías para aprender.

En aras de la claridad, comenzamos pidiéndole a Wolf una definición de qué es realmente el agarre .

Un neumático de bicicleta de montaña genera tracción entrelazando el patrón de la banda de rodadura, el agarre de histéresis y la adhesión molecular. El patrón entrelazado de la banda de rodadura es bastante obvio y típico de cualquier neumático todoterreno en el que la superficie del suelo es lo suficientemente suave como para que los elementos de la banda de rodadura se hundan y se asienten con el suelo. Dependiendo de las condiciones del suelo, este elemento de tracción puede ser dominante.

El agarre de histéresis realmente es donde las cosas se ponen interesantes. Siempre que no tenga una suciedad perfecta, el agarre de histéresis se hace cargo. El agarre de histéresis es cuando el neumático rueda sobre una aspereza del suelo. Una roca por ejemplo. La roca mella la goma de la banda de rodadura. La goma de la banda de rodadura retrocede y al mismo tiempo engulle la roca. La medida en que la goma de la banda de rodadura absorbe la aspereza depende del durómetro, [también conocido como] la dureza de la goma. Cuanto más suave [caucho], más empuja la roca en el caucho de la banda de rodadura. Como una conexión de bola y copa. Pero para realmente agarrarse a la roca, no es suficiente que el neumático ceda y la ahueque. El neumático debe sujetarse firmemente. Para esto, se deben desarrollar las propiedades amortiguadoras del compuesto de caucho.

Diagrama cortesía de Specialized Bicycles.

Ahora entran en juego las propiedades viscoelásticas del caucho. Si el caucho fuera completamente elástico, ahuecaría la roca y luego rebotaría inmediatamente. No habría tracción ni control. Sin embargo, el caucho es viscoelástico, lo que significa que combina características de materiales sólidos y líquidos. A medida que la roca empuja hacia el [material] de la banda de rodadura, las moléculas de goma no solo pierden su forma, sino que cambian de lugar como si las moléculas de agua se alejaran cuando empujas esa roca hacia la superficie del agua. Las moléculas de goma empujarán hacia atrás, pero con cierto retraso y con menos fuerza. La conexión de la bola y la copa permanecerá intacta durante una fracción de segundo y, por lo tanto, puede transferir la carga del ciclista al neumático al suelo.

Marcar este comportamiento para que funcione en diferentes terrenos y temperaturas es muy difícil. Para nuestro compuesto T9, probamos en toda Europa y EE. UU. con ciclistas de todos los niveles para llegar a ese compuesto de agarre T9 final que hace felices a todos los ciclistas.

Por último, la adhesión es la unión molecular por la atracción polar entre los ingredientes del compuesto de caucho y el suelo. No juega un papel importante. Los estudios afirman que el 1-2 % de las fuerzas de tracción se deben a la adhesión. Y esto es para neumáticos de carretera.

En resumen, la suposición común entre muchos ciclistas de que una goma más blanda siempre equivale a un mejor agarre está demasiado simplificada. El agarre de histéresis, que constituye una parte significativa de nuestra tracción en el camino, incluye una combinación de la rueda que se envuelve alrededor de una piedra o raíz lo suficiente como para evitar resbalones, y luego rebota lo suficientemente lento como para no causar resbalones. Todo eso se logra mediante una mezcla de sólidos de caucho y otros elementos como negro de humo y silicato que se suavizan y ralentizan mediante la adición de una variedad de aceites diferentes. Wolf mencionó que puede tener un neumático con perillas tan blandas que casi puede torcerlas con la mano que cuando se conduce sobre raíces y rocas se siente resbaladiza simplemente porque hay demasiado aceite en la mezcla. Del mismo modo, los bloques de la banda de rodadura que se sienten un poco duros pueden proporcionar un agarre fantástico si las propiedades de rebote se marcan adecuadamente.

Junto con su nota anterior sobre la temperatura de los neumáticos, Wolf también habló sobre cómo algunos neumáticos con demasiado silicato requieren mucha más energía para producirlos y funcionan de manera diferente según la temperatura ambiente. Para los ciclistas promedio, las diferencias de rendimiento entre paseos bajo la lluvia o bajo el sol pueden no importar mucho, pero para los corredores profesionales, esos matices podrían costarles el podio. Wolf no quería hablar mal de la competencia, pero he montado algunos de los neumáticos pesados ​​​​de silicato a los que se refiere y puedo confirmar que se sienten mejor con buen tiempo, sin importar qué tan seco esté el camino real.

Le pedí a Wolf que me explicara los aditivos de aceite y silicato con más detalle y no me decepcionó.

Piense en el caucho como una masa de cadenas de moléculas. Estos llamados polímeros están retorcidos, enredados y entrelazados de manera caótica. Piense en los espaguetis que dejó en una olla durante la noche. Un bloque de espaguetis. Así. Ahora empujas ese bloque. Los espaguetis intentan deslizarse fuera del camino. Pero están tan entrelazados y pegajosos que se necesita un poco de fuerza para que se muevan, si es que se mueven y no los rompes. Entonces, al igual que con los espaguetis, si agregara un poco de aceite, ahora se deslizarían uno contra el otro mucho más fácilmente. Será más fácil deformar el bloque de espagueti/polímero. Por supuesto, al igual que con la cocina, desea obtener las cantidades correctas. Demasiado aceite y el compuesto pierde su carácter y definición.

La sílice es óxido de silicio y es un material de refuerzo de relleno. Se utiliza para añadir fuerza al compuesto de caucho. Para quedarme con ejemplos de comida. Los rellenos de refuerzo son como nueces añadidas al chocolate. Agrega algo de mordisco y fuerza al compuesto.

Las sílices están disponibles en diferentes grados. El tamaño de las partículas y la rugosidad de la superficie pueden variar. Esto ayuda con el agarre en un nivel micro. Otro efecto de la sílice es que atrae el agua. Esto ayuda a romper cualquier película de agua entre un neumático y la superficie del suelo.

Sin embargo, una propiedad decisiva de la sílice es que no se mezcla bien con el caucho. Necesita un agente de acoplamiento para anclarlo en la matriz polimérica. La sílice se utiliza mejor cuando desea combinar un agarre extraordinario con una buena velocidad de rodadura. Lo usamos en nuestros compuestos T5 y T7. La sílice ayuda a disolver ese conflicto entre el buen agarre y la buena rodadura.

Entonces, además de diferentes patrones de banda de rodadura, así es como terminamos con neumáticos que ruedan más rápido. Volviendo al tema del agarre, ¿cómo se ve afectado todo esto por los diferentes grosores de la carcasa? Si tengo un compuesto de caucho Specialized T9 en una carcasa de trail de una sola capa frente a una carcasa de gravedad de doble capa, ¿el agarre se verá afectado por el grosor de la carcasa y la rigidez relacionada?

Sí. Se verá afectado. Una carcasa adaptable más flexible como nuestra carcasa GRID es favorable para la conexión a tierra. Cuando el compuesto no puede absorber las ondulaciones del suelo, porque se vuelven demasiado grandes, la fuerza se transmite a la carcasa. Una carcasa flexible ahora podrá cubrir el obstáculo y crear un enclavamiento.

Pero, ¿qué significa flexible? Una carcasa GRID de una sola capa se siente perfecta y flexible en un sendero forestal arcilloso. Absorberá bien las raíces y el refuerzo de la pared lateral será lo suficientemente estable como para que el ciclista tenga el control. Pero esa misma carcasa GRID se verá abrumada en una carrera cuesta abajo rápida en terreno rocoso. [Aquí] la energía del impacto es tan alta que una carcasa GIRD GRAVITY de dos capas que se habría sentido demasiado rígida y engorrosa en el camino arcilloso se sentirá flexible y podrá cubrir las rocas.

Bien, ahora entendemos que una gran parte de nuestra tracción proviene de nuestra banda de rodadura que se entrelaza mecánicamente con la tierra y de la goma y la carcasa que se deforman alrededor de los objetos en el camino. La dureza del caucho y el nivel de aceite, entre otros químicos y aditivos, deben medirse con precisión para que el compuesto de caucho absorba y rebote con la cantidad adecuada de resistencia y elasticidad para crear y mantener el agarre. Por supuesto, la carcasa también tiene que ser adecuada a la velocidad e intensidad de la estela y los impactos resultantes. Luego está la estabilidad de la carcasa en las curvas, pero ese es otro artículo por completo.

¿Cómo se ven afectadas todas estas variables por la presión de los neumáticos y cómo pueden los ciclistas bombear la presión ideal para un agarre óptimo?

Al montar el neumático, bombéelo hasta la presión máxima permitida para asentar correctamente el neumático. Los talones se colocarán en su lugar y el neumático y la llanta combinarán perfectamente. Ahora reduzca la presión de los neumáticos a su presión de conducción.

La presión de conducción ideal dependerá del tamaño de la llanta, el ancho de la llanta, la configuración con cámara o sin cámara, la carcasa de la llanta, el peso del ciclista, el estilo de conducción, el terreno y las condiciones climáticas. Y preferencia personal.

Si viajas en grupo, haz lo mismo que tus amigos. O pregunta en la tienda donde compraste tu bicicleta. Pero no tome cualquier recomendación como regla. Tómalo como punto de partida. Lleve la bicicleta a una sección de sendero típica y móntela repetidamente. Debería haber algunos baches y una esquina afilada allí. Juega con la presión del aire para tener una idea de lo que se siente estable en esa curva pero cómodo sobre los baches. Si el neumático se retuerce en esa esquina o golpeas la llanta sobre los baches, la presión debe ser demasiado baja. Si la llanta traquetea y pierde tracción en la curva o se siente dura sobre los baches, la presión debe ser demasiado alta. Probablemente encontrará que está bien usar una presión de llanta ligeramente más baja en la llanta delantera y una presión un poco más alta en la llanta trasera. Invierta 30 minutos y encontrará una excelente configuración personal estándar. También sabrá cómo se siente cuando la presión de los neumáticos es demasiado baja o demasiado alta.

Cualquiera que ande en bicicleta mucho habrá desarrollado una buena idea de lo que es correcto para ellos. Pero aún así, cada vez que cambie el neumático, la llanta o la suspensión, o los senderos o el clima cambien, volverán a repetir este proceso ideal de búsqueda de presión.

Así que ahí lo tienen amigos, la historia condensada de cómo funciona el agarre de los neumáticos MTB. Si bien hay muchos más productos químicos y aditivos que afectan la tracción y el control de los neumáticos, Wolf sintió que estos eran los más importantes para ayudarnos a todos a comprender mejor el rompecabezas de espaguetis con el que trabaja. La próxima vez que alguien meta una uña en la orejeta de la llanta y comente qué tan buena o mala debe ser la tracción, puede explicar que el durómetro de la goma, o la dureza, es solo una pequeña parte de la barra de chocolate de la llanta MTB.

Para terminar, le hice a Wolf una pregunta que me gusta hacerle a cualquiera que trabaje con cubiertas, llantas o insertos de bicicletas de montaña. ¿Qué opinan de las inserciones de neumáticos? ¿Están simplemente ayudando hasta que los neumáticos y/o las llantas puedan fortalecerse con pesos similares, o están aquí para quedarse?

Es posible que las llantas no necesiten fortalecerse. Tal vez las llantas necesiten volverse más flexibles y absorber más energía. Eso es lo que hace una inserción después de todo. Es como un parachoques de abajo hacia afuera. Disminuye el exceso de energía.

Finalmente, ¿veremos a Loc Bruni con neumáticos Specialized en 2021, o seguirá oscureciendo los logotipos de los competidores para las carreras de DH de la Copa del Mundo? Sólo el tiempo dirá.

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