Cuadro de Bicicleta de Carrera: Explorando los Materiales

La historia del ciclismo, sus retos, logros y héroes, está ligada también a los materiales utilizados para crear los cuadros de las bicicletas. La industria ciclista está en constante evolución y aprende de otras industrias como la náutica, aeroespacial o la del automóvil para adoptar y adaptar el mayor número de mejoras posibles. J. A. Álvarez/ M. Acero, aluminio, titanio, fibra de carbono... ¿Sabías que se está experimentando con el grafeno o con el basalto?

Si preguntamos a cualquier ciclista por el material estrella para la fabricación de las bicicletas actuales nos contestará que la fibra de carbono. Antes se trabajó con el metal en distintas variantes: acero, cromoly, aluminio… y ahora, que todavía existen aficionados reacios al carbono, sabemos que se está experimentando con otros materiales como el basalto o el grafeno. Tampoco hay que olvidarse del titanio, un material elitista (por precio y prestaciones) que nunca pasa de moda.

En este artículo, vamos a centrarnos en explicar cuáles son los materiales del cuadro de la bicicleta que existen y sus características. En realidad, hablar de una bicicleta, tipos de cuadro y clasificación es referirse prácticamente a los tipos de bicicleta que existen.

Estos pueden variar dependiendo de la forma, por ejemplo, con una curvatura más inclinada -como en el caso de las bicicletas cross country y las bicicletas de montaña, en general- o ser más planos y jugar con la horizontalidad -como ocurre con las bicicletas de carretera, donde la aerodinámica y la velocidad juegan un papel muy importante-. Ahora bien, aparte de la forma -que resulta muy importante para la modalidad de ciclismo que vaya a practicarse-, hay que tener en cuenta también el material, de hecho, es lo más importante, ya que de ello dependerá el peso de la bicicleta y afectará considerablemente a nuestro rendimiento.

A la hora de elegir un marco hay que tener en cuenta una serie de factores. Un cuadro es un buen indicador del comportamiento y las características de tu bicicleta de carretera.

Acero: Un Clásico Reinventado

El acero es el material más utilizado en la historia para la fabricación de bicicletas, usándose prácticamente desde los inicios del ciclismo hasta hoy en día. Pero el acero era y es algo más... El acero se convirtió rápidamente en el material predilecto para fabricar cuadros por lo fácil y económico que es de trabajar y el buen resultado que ofrece en cuanto a rigidez, durabilidad, resistencia y peso. También a que es muy sencillo de soldar y reparar, pudiéndose hacer en cualquier fragua o forja.

La resistencia a la rotura del acero es muy alta, lo que permitía unos espesores mínimos. Por ponerte un ejemplo, la Sunn con la que Christophe Dupouey logró el Campeonato del Mundo de 1998, el último logrado por una bici de acero, pesaba 9,7 kg de serie. Estamos hablando de hace 20 años, con las cubiertas y los tres platos... de entonces.

Hasta la década de 1970 prácticamente todos los cuadros de bicicleta estaban construidos en acero. En esos años aparecieron las mountain bikes y, con ellas, la necesidad de buscar materiales más ligeros. Así fue como poco a poco fue introduciéndose el aluminio en la industria del ciclismo.

En los años 1990, con la llegada de la fibra de carbono, el acero quedó relegado a bicicletas de gamas inferiores o a fabricantes de marcas blancas. No obstante, existe un tipo de acero denominado CroMo que sigue utilizándose como material para cuadros de algunas bicicletas de gamas superiores. Se llama así porque está hecho a partir de una aleación de cromo y molibdeno. Es más ligero y resistente que el acero convencional.

La principal cualidad de los cuadros de bicicleta de acero es que son más baratos, tienen una mayor durabilidad que el aluminio y son más fáciles de reparar en caso de abolladura o perforación. Es también un material con una gran resistencia. Si vas a llevar mucho peso encima, como por ejemplo en un viaje largo de aventura con decenas de kilos en la mochila y las alforjas, una bicicleta de acero puede ser una buena elección.

Antiguamente era el más utilizado debido a su bajo precio. Ahora bien, actualmente está descatalogado y solamente es posible encontrarlo en bicicletas antiguas de segunda mano. El cuadro de acero para bicicleta fue uno de los más utilizados en el pasado, de hecho en 1970 todos los cuadros de las bicicletas se fabricaban con este metal.

Hoy en día es posible encontrarlo en algunos modelos, sobre todo en las bicis low cost destinadas a quienes se inician en el mundo del ciclismo. Sin embargo, es importante aclarar que cada vez está más desfasado.

La principal ventaja de este material es que resulta más barato, tiene una gran durabilidad y es fácil de reparar en casos de abolladura o perforación. Además, resulta muy resistente, por lo que es una buena opción para transportar mucho peso en alforjas y/o mochilas. Ahora bien, es más pesado que el resto de materiales actuales y es más sensible a la oxidación.

Aluminio: El Material Predominante

El aluminio es el material más utilizado, por volumen, en la industria ciclista hoy en día. La mayor parte de las marcas que todos conocemos tienen modelos de gama media y baja en aluminio, a los que hay que sumar una ingente cantidad de bicicletas «de supermercado», marcas blancas o marcas minoritarias que fabrican con este metal. La llegada del aluminio supuso una revolución en la industria ya que permitía trabajar unas formas más dinámicas que el acero (es más maleable), permitiendo experimentar mucho más con las geometrías y las formas de los tubos.

Por ejemplo, el aluminio 6061 contiene magnesio y silicio, siendo del tipo T4 o T6 en función de la forma seguida para el templado del material. Salvo el precio, la fibra de carbono ha mejorado mucho las prestaciones del aluminio, empezando por su durabilidad y ligereza y continuando por la facilidad para adoptar formas orgánicas y dinámicas.

El aluminio es el material más utilizado actualmente para la fabricación de cuadros de bicicleta. De cuadros y de manillares, bielas, tijas y componentes diversos. Se introdujo en la industria del ciclismo hacia la década de 1970 y hoy todas las principales marcas de bicicletas cuentan en sus gamas con modelos de aluminio de forma mayoritaria.

Al contrario de lo que sucede con el acero, el aluminio es un material de una densidad muy baja. Dicho de otra manera: el aluminio es más maleable que el acero y, además, es más ligero, por lo que resulta un material más fácil de manejar en la fabricación de cuadros de diferente geometría. Es también más barato que la fibra de carbono y requiere menos tiempo de elaboración.

Los tubos de aluminio pueden tener diferentes grosores. Esta característica la utilizan los fabricantes para elaborar cuadros con una excelente combinación de rigidez y ligereza. Así, por ejemplo, los extremos del tubo horizontal suelen ser más gruesos que la parte central, favoreciendo así la rigidez de la estructura sin que repercuta en un incremento del peso.

Otra de las ventajas del aluminio es su coste de fabricación, más barato que la fibra de carbono. Además, cuenta con una excelente resistencia en relación a lo ligero que es y es menos sensible a la corrosión que el acero. Por contra, es un metal más propenso a sufrir lo que se denomina fatiga de los materiales, que es el desgaste estructural por el paso del tiempo y el uso intensivo. También es un material más difícil de reparar que el acero.

Los cuadros de aluminio son seguramente la mejor opción en términos de presupuesto y tipo de uso para la mayoría de aficionados al ciclismo. Hoy en día la bicicleta con cuadro de aluminio es la más popular de todas -aunque no es el mejor material-. Lo podemos encontrar en cuadros y manillares, así como en bielas, tijas y otros componentes del vehículo. El mismo suele estar disponible en una o varias gamas de las principales marcas fabricantes de bicicletas.

La principal cualidad del aluminio es que presenta una densidad muy baja, lo que hace que sea más ligero y fácil de manejar durante su fabricación. Además, los tubos pueden tener un grosor variable, lo que se traduce en una excelente combinación de rigidez y ligereza. También es más resistente a la corrosión que el acero, sin embargo, es más difícil de reparar que este último. En términos de presupuesto, los cuadros de aluminio suelen ser la mejor opción en cuanto a relación calidad-precio y son los más recomendados para aficionados al ciclismo.

Los cuadros de aluminio suelen ofrecer un buen compromiso entre comodidad y prestaciones a un precio asequible. Los competidores a menudo los critican por ser demasiado pesados y carecer de rigidez, pero este material ha experimentado un importante desarrollo en los últimos años. Se utilizan principalmente dos tipos de aluminio: 6061 y 7005. El primero tiene fama de ser más ligero, mientras que el segundo, más resistente, hace que se necesite menos material para diseñar el cuadro. Algunos fabricantes también ofrecen cuadros de escandio.

Fibra de Carbono: El Material Estrella

La fibra de carbono se ha convertido en el material estrella de la industria del ciclismo. Hasta hace 25 años tan sólo unos pocos profesionales podían disfrutar de bicicletas con cuadros de fibra de carbono. Hoy forman parte del catálogo comercial de la mayoría de marcas punteras gracias a la mejora de los procesos de fabricación, que han abaratado su coste.

Es un material mucho más caro que el aluminio y el acero, pero se adapta totalmente a prácticamente cualquier geometría. De ahí que en la alta competición haya cada vez más bicicletas con tubos curvos o con formas que hasta hace unos años eran imposibles de fabricar... sencillamente porque los materiales que se empleaban tenían una capacidad de diseño limitada. La gran ventaja de la fibra de carbono es su relación peso-rigidez. Se trata de un material que se contrae y se expande en función de la tensión y los kilos que tenga que absorber en cada momento.

Otra ventaja es que es un material muy ligero. Ten en cuenta que, aunque los cuadros sean sólidos, en realidad están realizados a partir de fibras que en algunos casos tienen el mismo grosos que un pelo humano. Estas fibras se trenzan y se refuerzan con resina para crear la estructura del cuadro. Además, no tiene el problema del aluminio y el acero ante la corrosión. Y su durabilidad es mayor. De ahí que algunas marcas ofrezcan garantía de por vida ante fatiga de los materiales en sus modelos con cuadro de carbono.

Probablemente estés pensado que, dado que es un material más ligero, tiene un ciclo de vida mayor y es más rígido, sea también mejor y merezca la pena pagar la diferencia de precio por tener una bicicleta de fibra de carbono antes que una de aluminio. Sin embargo, hay que tener en cuenta los contras. El carbono es un material fracturable. Es decir, que si un golpe fuerte en una bicicleta de aluminio puede provocar una abolladura, en un cuadro de carbono directamente se fractura el material y en muchos casos resulta irreparable.

La calidad de un cuadro de fibra de carbono no sólo depende del material, sino especialmente del proceso de fabricación. Dependiendo del grosor y de la colocación de las fibras, un mismo cuadro puede ser más o menos rígido y presentar algunos puntos sensibles a una rotura en caso de golpe seco. Las marcas de referencia suelen utilizar la técnica del cruzado de fibras para elaborar sus cuadros. Para sus modelos tope de gama emplean lo que se denomina el monocasco. Consiste en un molde donde se introduce el carbono para elaborar el triángulo que conforma el cuadro de una sola pieza. Estos moldes son muy caros. De ahí que las bicicletas monocasco no estén al alcance de cualquier bolsillo.

Las bicicletas con cuadro de carbono suponen una notable diferencia para quien pasa largas jornadas pedaleando en la carretera, ya que proporciona un grado de comodidad y ligereza extra. En cualquier caso, la fibra de carbono es una realidad cada vez menos elitista.

Las primeras mountain bike de carbono aparecieron a finales de los 80, principios de los 90, una década después de que lo hiciese el primer cuadro de fibra de carbono para una bici de carretera realizado por la italiana Alan a finales de los 70. Era un cuadro hecho uniendo los tubos de fibra de carbono con racores de aluminio, una técnica que se replicó en el mountain bike con bicis como la Trek 8900 de 1990, la S-Works Ultimate de 1993 (esta con los rácores de titanio) o con la GT STS de 1996, un meritorio intento de introducir el carbono en el DH que casi le cuesta el negocio a GT.

El de la fibra de carbono fue un largo proceso de adaptación y desarrollo, ya que los primeros cuadros eran más pesados que muchos de los de aluminio, incluso que algunas aleaciones de acero, y también más delicados. También con la aparición de los primeros monocascos, como el de la espectacular Trek Y33 aparecida en 1995.

En la técnica de moldeado actual se van colocando láminas de fibra de carbono, de diferente tipo según la zona del cuadro a la que vayan, sobre un molde, que se van pegando con resina para luego proceder a un horneado y prensado que les da su forma definitiva y fortalece la unión de las láminas entre sí hasta formar un bloque sólido y compacto.

El carbono es el material preferido en el ciclismo de carretera actual. Puede combinarse hasta el infinito con una gran variedad de fibras para producir cuadros especialmente ligeros y de alto rendimiento. Sin embargo, es importante destacar que no todos los cuadros de carbono son idénticos en términos de elasticidad o rigidez.

Titanio: Resistencia y Durabilidad

Cuando el titanio hizo su aparición como material de fabricación en la industria de la bicicleta, se encontró con que compartía espacio con el aluminio y la fibra de carbono. Y, como estos últimos resultaban materiales más asequibles en términos económico, las bicicletas de titanio quedaron relegadas a una porción muy pequeña del mercado.

El titanio es un material que comparte propiedades con los otros tres anteriores. Es tan fuerte como el acero, mucho más ligero, resiste mejor la corrosión y resulta mucho más duradero. Prácticamente una bicicleta de titanio fabricada de manera óptima es indestructible.

Decimos lo de "fabricada de manera óptima" porque ésta es una de sus grandes desventajas, junto con el precio. El titanio es un componente que apenas reacciona con el oxígeno. Es por ello que resulta muy difícil soldar los tubos del cuadro y se requiere hacerlo en cámaras llenas de gas argón.

En cuanto a sus ventajas, la comodidad a la hora de rodar es más que notable dada su combinación de ligereza y rigidez. Y no temas que la bicicleta acabe estrellándose contra una roca, porque su capacidad para absorber los impactos es superior. Sin embargo, no es barato como materia prima ni tampoco es sencillo su proceso de fabricación.

La principal característica del titanio es la resistencia a la corrosión y una gran resistencia y dureza respecto a los otros metales. Además, el titanio utilizado en ciclismo es más ligero que el acero e incluso que el aluminio. Precisamente al ser un metal tan duro, es muy complicado de trabajar, necesitando maquinaria especial para perforarlo y unas temperaturas de soldadura mucho más altas que las del resto de metales.

Además de que necesita una tubería algo más gruesa que el acero para lograr la misma rigidez (que no resistencia), elevando su peso en los cuadros con prestaciones de competición.

Materiales Innovadores: Grafeno y Basalto

Grafeno, basalto... El grafeno parece ser el material del futuro… o del presente. En 2016 la marca Dassi (británica, especializada en cuadros personalizados) presentó el primer cuadro de grafeno, el Interceptor. En realidad era un cuadro de carbono que contenía un pequeño porcentaje de grafeno, pero su peso declarado era de 750 g y ya entonces dijeron que mejorando las técnicas de producción y laminado del grafeno se podía llegar a rebajar hasta los 350 g.

Se trataba de una bici de carretera, que es por donde han comenzado todas las evoluciones en el material de los cuadros, por lo que apostaríamos a que no tardaremos mucho en verlo aplicado al MTB. El grafeno es, en realidad, un compuesto de carbono puro con una disposición hexagonal de sus átomos. Con la misma densidad de la fibra de carbono convencional se consigue una resistencia superior, llegando a ser 200 veces mayor que la del acero.

Realmente el grafeno se conoce desde principios del S.XX, pero no ha sido hasta hace muy poco cuando se ha empezado a utilizar, ya que el grafito era más estable. El segundo problema para la fabricación de bicicletas es que el grafeno es un conductor de electricidad demasiado bueno, no teniendo la denominada banda de resistividad, por lo que no se puede concebir una pieza de grafeno puro salvo en piezas muy determinadas para electrónica.

Con el basalto ocurre lo mismo, proviene de una roca ígnea y sus átomos se disponen en láminas para fabricar fibras de composite. No cuenta con los mismos parámetros de rigidez que la fibra de carbono, pero sin embargo tiene una mayor capacidad de absorción de vibraciones. De momento, que sepamos, se está trabajando con ella en carretera.

Al final lo que parece claro es que la industria seguirá apostando por la fibra de carbono como material predilecto, pero al igual que sucedió con el aluminio, que se mezcla con otros metales para mejorar sus prestaciones, el carbono lo hace con otras fibras y resinas.

Tabla Comparativa de Materiales

La siguiente tabla resume las características principales de los materiales más comunes utilizados en la fabricación de cuadros de bicicleta:

Consejos para Prolongar la Vida Útil del Cuadro de tu Bicicleta

Quizás te preguntes: ¿Cuánto dura la vida útil del cuadro de una bicicleta de carretera? Este artículo intentará responder a esa pregunta. En este artículo te mostraremos cómo puedes prolongar la vida útil del cuadro de tu bicicleta de carretera. Esta guía para principiantes le dará una idea de con qué frecuencia debe reemplazar el marco. Se prolonga la vida útil del marco de aluminio. Son alrededor de 5 a 10 años.

El marco puede romperse en menos de unos pocos años si descuida el mantenimiento regular. Los ciclistas que se equivocan creen que el cuadro de una bicicleta de carretera de aluminio debe ser sólido, por lo que es fácil suponer que no es necesario un mantenimiento regular. De hecho, todavía se rompe. Para prolongar la vida útil del cuadro de aluminio de una bicicleta de carretera, se debe mantener (revisar) la pintura con regularidad para evitar que se pele o se agriete.

Se dice que el carbono tiene una vida útil más corta que el aluminio, pero con un mantenimiento regular durará unos 10 años. El carbono es un material comúnmente utilizado en aviones y es conocido por ser duradero. A veces, el carbono puede durar más que el aluminio y es más rentable a largo plazo. El desarrollo de la ciencia y la tecnología promueve el progreso tecnológico de la resina protectora humana, para que el marco no se deteriore rápidamente. Sin embargo, el carbono es susceptible a los rayos ultravioleta y puede deteriorarse si se expone a la luz ultravioleta durante mucho tiempo.

Para aquellos preocupados por la durabilidad, recomendamos un marco de cromo-molibdeno. El cromoly está hecho de hierro y cobre y tiene una vida útil más larga que los cuadros de carbono, llegando a varias décadas. Aparte del peso, es la bicicleta perfecta para principiantes. Sin embargo, debido a que Chromoly usa hierro, el marco se oxida fácilmente. Si desea prolongar la vida útil del cuadro de la bicicleta de carretera, es seguro tener en cuenta este punto.

“Evita el desgaste de los neumáticos”, “Evita la lluvia y los rayos ultravioleta”, “Limpia el cuadro”, “Cuidado con los escalones” y “Deja de conducir si sientes que algo anda mal”. Echemos un vistazo más de cerca. Opciones de mantenimiento regular para prolongar la vida útil del cuadro de su bicicleta de carretera.

1. Evite la lluvia y los rayos ultravioleta. Las monturas fabricadas con cualquier material siguen siendo vulnerables a la lluvia y a los rayos ultravioleta. Por ello, es recomendable tomar medidas como instalar una funda para bicicleta de carretera. Sin embargo, si dejas la funda puesta durante mucho tiempo, la bicicleta de carretera puede mojarse mucho, así que ten cuidado.
2. Limpia el marco. Es recomendable limpiar el cuadro con regularidad, incluso si el cuadro de la bicicleta de carretera está limpio. Esto permite detectar a tiempo manchas invisibles y cuerpos extraños. Además, como escribí, es seguro limpiar la humedad con una toalla o algo similar si has estado usando la montura durante mucho tiempo. La humedad puede dañar el marco y provocar que los tornillos se oxiden.
3. Preste atención a los pasos. Cualquiera que vaya en bicicleta de carreras debe hacerlo despacio y subir y bajar escalones, incluso en escalones pequeños. La mayoría de los cuadros de bicicletas de carretera están hechos de carbono, que es vulnerable a los impactos externos. Preste atención también a la superficie de los neumáticos y los escalones.
4. No continúe conduciendo si siente que algo anda mal. Si sientes que algo anda mal al bajar un escalón, detente y ve a una tienda de bicicletas. Después de utilizar la bicicleta durante un tiempo, el cuadro puede emitir ruidos extraños.

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