Evolución y Funcionamiento de los Cambios de Bicicleta

Desde su invención, la bicicleta ha experimentado numerosas transformaciones, incorporando partes y elementos que hacen más placentero el pedaleo. Los cambios de la bicicleta son esenciales para superar la resistencia del aire, el peso del ciclista y de la bicicleta al subir cuestas, así como la inercia al arrancar.

Un buen uso de los cambios permite aprovechar al máximo la fuerza transmitida a la rueda, ahorrando energía. Pero no solo el valor sentimental de nuestras adoradas bicis les brinda esta característica tan personal y las hace “únicas” para nosotros. También está el hecho que nuestra bicicleta sea exactamente la que necesitamos, la más apropiada según nuestra talla y tipo de suelo donde vamos a circular. Y para elegir esta bicicleta ideal, primero debemos saber que existen diferentes tipos de bicicletas.

Diferentes tipos de bicicletas adaptadas a diversas necesidades y terrenos.

Tipos de Bicicletas

• Híbrida: Ideal para la ciudad, combina características de Mountainbike con accesorios urbanos.
• De Ciudad o Urbana: Diseñada para pedalear en la ciudad, con ruedas lisas, tapabarros, canasto y parrilla.
• Mountanbike: La clásica para el cerro y también usada en la ciudad. Estas bicicletas cuentan generalmente con doble suspensión.
• Cross o BMK: La favorita para hacer trucos y volar. Su tamaño es inferior a los otros modelos.
• Pistera: Fabricadas especialmente para alcanzar altas velocidades y por lo general no tienen cambios.
• Plegables: Hechas especialmente para la “intermodalidad” en el transporte.
• Fixie: Una adaptación de la bicicleta que se utiliza en la pista, en los velódromos.
• Eléctrica y Plegable: Este modelo viene a solucionar la necesidad de contar con una bicicleta de pedaleo asistido y no contaminante.

Componentes Esenciales de una Bicicleta

Para comprender cómo funcionan los cambios, es importante conocer los componentes clave de una bicicleta:

1. Cuadro: La estructura que constituye la columna vertebral de la bicicleta.
2. Transmisión: El corazón de la bicicleta, compuesto por pedales, caja de pedales, volante, cadena, piñones y ejes.
3. Horquilla: El mecanismo que permite el viraje de la rueda delantera.
4. Sillín: Un elemento importante para determinar la posición adecuada del ciclista.
5. Ruedas: Neumáticos, aros o llantas, rayos, mazas y eje central montado en rodamiento.
6. Sistema de Frenos: El más relevante para la seguridad, compuesto por manecillas, cables, mordazas y pastillas de frenos.
7. Sistema de Luces: Para conducir de noche, debe estar equipada con un sistema de luces.

El Aro, es el tamaño en pulgadas que posee el diámetro exterior de las ruedas de la bicicleta. Esto determina tanto su altura como influye en la velocidad que éstas pueden alcanzar.

La estructura del chasis corresponde a las piezas donde distribuyen el peso del ciclista hacia toda la bicicleta de forma que eficiente para que el centro de masa sea lo mas bajo posible y así mantener equilibrio. La pieza principal de una bicicleta es el cuadro, su función es la proporcionar una estructura rígida donde las demás piezas se ensamblan para formar la bicicleta.

El sillín es donde el ciclista se sienta, por lo tanto, la función es la de soportar el peso, es cual es transmitido al cuadro. En bicicletas de paseo las características del sillín se orientan a la comodidad, mientras que en una bicicleta de carreras estarán orientadas a proporcionar al ciclista tomar una posición más aerodinámica y construido con materiales livianos.

Es un tubo donde se monta el sillín y este es introducido en el tubo del asiento en el marco de la bicicleta. El conjunto de estas piezas permite tener el control y dirección de la bicicleta.

Es la pieza principal del sistema de dirección de la bicicleta, está compuesta por el tubo de dirección que va introducido en el telescopio del marco, donde se acopla con rodamientos para su rotación. En la parte inferior se unes dos tubos denominados brazos, los cuales sujetan el buje en sus extremos.

Esta pieza tiene la función es de sostener el manillar y unirlo con el tubo de dirección. El manillar es un tubo que es sujetado en su centro por el vástago. Este sirve para dar dirección a la bicicleta. En sus extremos posee empuñaduras de donde el sujeta el ciclista para tener el control.

Además, se le adosan las manillas de los frenos, la del lado izquierdo controla el freno delantero, mientras que la manilla de la derecha el freno trasero. El manillar es una de las partes de bicicleta donde se debe elegir pensando en el ciclista, sobre todo en la apertura ideal de los brazos que tendrá el ciclista al montar la bicicleta.

La transmisión de la bicicleta es el sistema que hace posible su desplazamiento. Los pedales están unidos el extremo de la Biela, en ellos el ciclista posa los pies y ejerce la fuerza con sus piernas. Existes distintos tipos de pedales grandes, pequeños, sujeción normar y automática.

El desviador es la pare encargada de cambiar la cadena de plato en el volante. Existes dos tipos que son ocupados por lo ciclistas. El Piñón fijo, el cual siempre gira con la rueda cuando está en movimiento, también provoca que los pedales giren lo que hace que el ciclista nunca deje de pedalear cuando la bicicleta esta la marcha.

El otro es el Piñón libre que este compuesto por un sistema de trinquetes empujados por un muelle, permitiendo que la rueda gire libremente en una dirección y engranados en la dirección contraria. El cambio trasero o desviador sirve para mover la cadena al piñón deseado y mantener la cadena tensionada.

La rueda es uno de inventos mas relevante en la historia de la humanidad y mayor trascendería ha tenido. El buje o maza es la parte central de la bicicleta y esta compuesta de un eje, cubo de buje y rodamientos. Es un aro de metal con diferentes formas, donde se monta el neumático.

Los radios o rayos de una rueda son varas de metal rígidas que van desde el buje a la llanta. La función de estos es de soportar las fuerzas de compresión y tracción. Enlazado Radial, en este el largo del radio que conecta el buje y la llanta es el más corto, reduciendo el peso de la rueda, pero no transmiten bien la fuerza al momento de frenar y acelerar.

La rueda trasera de la bicicleta incorpora una parte del sistema de transmisión de la bicicleta, lo cual hace la diferencia entre la rueda delantera. Se agregar piñones con diferentes diámetros unidos al eje de la rueda, estos ultimo son importantes en la relación fuerza-velocidad de la bicicleta.

Tipos de Cambios

Cambio externo: Es un dispositivo que permite que la cadena "baje" o "suba" entre los diferentes piñones que van fijos a la rueda de atrás de la bicicleta. Cuando se cambia de plato o piñón, se suele actuar sobre una palanca que normalmente está situada en el manillar. Dicha palanca lo que hace es generar mayor o menor tensión de forma sobre un cable que mueve un elemento mecánico, llamado desviador, desplazando la cadena hacia un plato u otro.

A la hora de usar los cambios de la bicicleta correctamente se debe tratar que la cadena esté lo más recta posible. Un cambio, como una palanca, es un medio para variar el ritmo al que se realiza el trabajo. A este ritmo de variación se le denomina «razón de cambio». En una bicicleta, esta razón viene determinada por los tamaños relativos de los platos y las coronas.

Con un plato de 52 dientes (D), una vuelta completa de las bielas hará girar cuatro veces una rueda con una corona de 13 dientes (D), (la razón es de 4:1), mientras que un plato de 28 D hara girar una vez una rueda con una corona de 28 D (la razón des de 1:1). El sistema de freno en ambas bicicletas se basa en la creación un mecanismo que sea capaz de detener el movimiento o de reducir la velocidad de la bicicleta, de manera eficaz y segura. Esto es posible por medio de la tecnologia en maquinas y procesos disponibles en la época correspondiente a cada bicicleta.

Evolución de los Frenos

El sistema de freno en ambas bicicletas se basa en la creación un mecanismo que sea capaz de detener el movimiento o de reducir la velocidad de la bicicleta, de manera eficaz y segura. Esto es posible por medio de la tecnologia en maquinas y procesos disponibles en la época correspondiente a cada bicicleta.

Desde los primitivos frenos de suela que presionaban directamente sobre los neumáticos de hierro, hasta los modernos frenos de disco, la evolución ha sido constante:

• 1817/18: Barón von Drais utiliza una suela de freno sobre neumáticos de hierro.
• 1860s: Michaux modifica el sistema activando el cable al girar el manillar.
• Velocípedos altos: Se generaliza el uso de frenos de rueda delantera con suela de hierro.
• Llegada de los "pneumáticos": Sustitución de frenos metálicos por cilindros de goma.
• Finales del siglo XIX: Bicicletas con frenos de bloque accionados por el pie.
• 1895: Un fabricante experimenta con la presión del aire ("Pneumatic Cycle Brake").
• Siglo XX: Frenos de llanta para rueda delantera y trasera se imponen.
• Después de la Segunda Guerra Mundial: El doctor H. Klane desarrolla frenos de disco para bicicletas.
• 1937: Arnold, Schwing & Co. lanza con éxito un freno de tambor.

Cuando, a finales del siglo pasado, la rueda libre (sin freno de marcha atrás) introdujo el cable, la bicicleta se hizo cada vez más rápida en los terrenos llanos. Los frenos usuales mostraban excesiva debilidad y las revistas especializadas recomendaron para los paseos largos los llamados «frenos remolcables». Se basaban en que el ciclista incorporara un palo o una vara afilada a su bicicleta.

En 1895, en su búsqueda de un sistema de frenos convincente, un fabricante dio con la presión del aire. Debajo de los puños del manillar sujetó un balón de aire que se podía hinchar por medio de un tubo, el «Pneumatic Cycle Brake». Ni el freno de montaña de Hófer ni el modelo «pneumático» tuvieron éxito, debido a que no tardó en aparecer el freno de llanta para rueda delantera y trasera, que ocupó decididamente el primer puesto entre todos los artefactos de la competencia.

Se utilizaba por impulso del suelo, al principio central y más tarde de lado. Durante medio siglo se mantuvo, incuestionable, junto al freno de marcha atrás, el cual, mientras tanto, también se había generalizado.

El genial constructor e ingeniero, doctor H. Klane -diseñador de frenos de disco para aviones y tanques- desarrolló, tras la Segunda Guerra Mundial, unos eficientes frenos de disco para las ruedas delantera y trasera de la bicicleta. También éstos se montan en el eje de la rueda, pero no se trata propiamente de frenos de cubo, sino de varios discos y construcciones en forma de tambor que no responden a la marcha atrás sino al impulso del suelo. Accionado por la mano, el mecanismo actúa también en la rueda trasera.

En 1937, la empresa americana Arnold, Schwing & Co. de Chicago lanzó con gran éxito al mercado un freno de tambor. Se utilizan sobre todo en las bicicletas domésticas y de ruedas pequeñas, como las bicicletas plegables.

Desarrollo de los Desviadores

Pocas invenciones transformaron tanto la bicicleta como el uso de los desarrollos múltiples. Con ellos podemos desplazarnos de un punto a otro sin que los cambios de desnivel sean un impedimento. Con independencia de si nuestras fuerzas son muchas o pocas, nos permiten conectar con nuestra bicicleta de una manera más eficaz y eficiente.

Esta retrospectiva está dedicada a uno de los sistemas de velocidades múltiples más importantes. Nació en Francia a finales del siglo XIX, pero no se popularizó hasta bien entrado el siglo XX. Los franceses lo llamaron deraullieur, que quiere decir desviador. Son mecanismos que permiten que la cadena se desvíe de una a otra velocidad.

El desviador ha sido el sistema de velocidades que ha triunfado sobre los demás sistemas, incluyendo a los cambios de buje. A pesar de ser un dispositivo expuesto a los elementos, es increíble ver cómo soportan decenas de miles de kilómetros a lo largo de su vida útil. Son complejos en su diseño y a la vez bellos y enigmáticos.

1. Le Chemineau (Joanny Panel): En 1910, Joanny Panel creó su empresa Le Chemineau y diseñó un desviador adelantado a su tiempo, basado en un diseño de Vèlocio de 1908. Ya entonces tenía rueda guía y rueda tensora, una característica presente en todos los desviadores de la actualidad.

2. Le Cyclo (Albert Raimond): Albert Raimond trabajaba en la empresa Rivolier Père et Fils (RPF) de Saint-Étienne y fue compañero de Joanny Panel. Le Cyclo fue el primer desviador en utilizar aluminio en su fabricación. El de 1930 estaba fabricado principalmente en este metal. Su mercado no era el mundo de la competición, sino el del cicloturismo.

3. Nivex (Établissement Nivex): P. Gradini, G. Trottier y R. Tenía un diseño brillante y extremadamente ingenioso, fue el primer cambio con paralelogramo articulado en fabricarse. Hoy en día este desviador es conocido principalmente porque Alex Singer, el legendario fabricante de bicicletas Randoneur, lo montaba en sus bicicletas de mediados de los 40 y 50.

4. Le Simplex (Lucien Juy): Lucien Juy fabricó su primer desviador Le Simplex en 1928. Su modelo Champion du Monde Type 46 ganó los tours de 1946 y 1947, y debido a este hecho Simplex decidió cambiar el nombre al modelo y llamarlo Tour de France.

5. Campagnolo (Tulio Campagnolo): En 1946 diseñó su primer cambio, el Corsa, un modelo de varillas bastante rudo y primitivo. En sólo tres meses creó el primer prototipo del Gran Sport, y entre 1950 y 1951 produjo las primeras unidades destinadas a la competición.

6. Maeda (Junzo Kawai): Tras sus viajes a Europa para conocer la industria ciclista quedó impresionado, sobre todo, por la calidad de diseño del fabricante francés Huret. Tomando el paralelogramo tradicional -Gran Sport- y variando sus ángulos de modo que el movimiento fuese hacia adentro y hacia abajo, se consigue que la rueda guía mantenga un hueco de cadena constante en todo el rango de los piñones, una innovación enormemente significativa.

7. Nuovo Record (Campagnolo): En 1961 Campagnolo introdujo su modelo Record, aunque su aportación era mas bien escasa, ya que fue una simple continuación del mítico Gran Sport. Este modelo poseía una serie de refinamientos que lo hacían único. Estaba fabricado principalmente en aluminio, aligerándolo considerablemente.

8. Jubilee (André Huret): En 1970 decidió celebrar el 50 aniversario -jubilee- de su marca, y de esta forma nació el desviador mas ligero de la historia con sólo 132 gramos. Sin fibra de carbono, titanio, ni diseño asistido por ordenador y ningún exótico material desarrollado por la NASA, sólo usando aluminio y acero.

9. Suntour (Junzo Kawai): Estaba fabricado casi en su totalidad en aluminio forjado en frío y tenía una ruta de cable elegantemente oculto dentro de su paralelogramo inclinado. Un aspecto fantástico con el logotipo en relieve y un peso muy contenido de sólo 175 g.

10. Shimano (Shoazaburo Shimano): Shimano continúa desarrollando sus componentes de bicicleta de renombre internacional para todo tipo de ciclismo, tanto de ocio como de alto rendimiento, con más de un siglo de innovación. Su diseño sin batería y su software de aprendizaje adaptativo permiten crear un tipo de bicicleta completamente nuevo que mantiene al ciclista en la marcha adecuada y se adapta a su estilo de conducción.

Q’AUTO simplifica el cambio y mantiene automáticamente al ciclista en la marcha correcta, aprendiendo a medida que cambia y monitoreando la relación entre el ciclista y las condiciones de conducción que experimenta. Con el interruptor de cambio Di2, los ciclistas pueden proporcionar información inmediata para no interrumpir su fluidez de conducción.

A continuación, una tabla comparativa de algunos de los desviadores más influyentes:

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