El problema de la dinámica de una motocicleta (y de una bicicleta) es un tema extremadamente complejo, que aún se halla en estudio. Cuando una motocicleta describe una circunferencia, entran en juego diversas fuerzas y factores que determinan su trayectoria. A continuación, exploraremos estos elementos clave.
Fuerzas en Juego
Para que una motocicleta describa una trayectoria circular, debe existir una aceleración dirigida hacia el centro de la circunferencia. Para producir esta aceleración debe existir una fuerza actuando en la dirección normal y hacia adentro. Esto se consigue de dos formas: girando la rueda delantera e inclinando el cuerpo. Si inclina la moto sin girar la rueda delantera, se caerá hacia adentro de la curva. Si gira la rueda sin inclinarse, caerá hacia afuera.
Es pertinente recordar aquí, que cuando el piloto entra en tumbada, existe una tendencia espontánea de la rueda delantera a realizar un leve giro hacia el interior de la curva tal como vimos en los - secretos de la moto II- y esto ayuda a que la máquina siga la trazada correcta. Sin embargo, el cambio de dirección de la rueda hacia el interior de la curva también provoca el efecto de un contramanillar inverso, que tiende a levantar la moto de la tumbada y a que la trazada se abra. El resultado final depende de la intensidad que tenga en un momento determinado, cada una de las fuerzas en juego.
El Par y la Fuerza de Rozamiento
El mecanismo por el que ocurre lo primero es el siguiente: cuando el motorista circula en recta sin inclinar el cuerpo, sobre el actúan el peso y la reacción normal del suelo, sobre la misma recta soporte, por lo que no se produce par. Cuando inclina el cuerpo hacia el interior de la curva, las dos rectas soporte se separan y aparece un par. Este par tiende a girar la moto. En el punto de contacto con el suelo, este par tendería a mover la rueda lateralmente hacia afuera de la curva. Se lo impide el rozamiento. Por ello, aparece una fuerza de rozamiento hacia el interior de la curva. Esta fuerza de rozamiento es normal a la dirección de avance y por ello produce un cambio de dirección. La moto tiende a girar.
Relación entre Inclinación y Velocidad
Supongamos que en un instante dado la motocicleta se encuentra describiendo una curva de radio R con velocidad . Tomamos como eje OX el instantáneo que pasa por el centro de la circunferencia y el punto de apoyo de la moto. Como eje OY el vertical hacia arriba y como OZ el que sale hacia afuera de la pantalla o el papel. Si el motorista consigue mantener el equilibrio sin caerse quiere decir que no hay giro respecto al eje Z. Esta es la relación entre el ángulo de inclinación y la velocidad con la que se toma la curva.
Existe un límite a lo que se puede inclinar la moto. Lo da el coeficiente de rozamiento estático, ya que la fuerza de rozamiento tiene un máximo. que para los ejemplos anteriores implica que μ debe ser al menos 1.73 (o 2 o más, para estar seguros).
El Papel de los Neumáticos
Aquí entra el neumático, punto clave para el resultado de la batalla ya que sobre él convergen ambas fuerzas y su capacidad de adherencia es limitada. Pero … ¡sorpresa! : la capacidad óptima de adherencia del neumático se alcanza cuando desliza aproximadamente un 10%. Esto permite que la rueda adopte un trayectoria más abierta de lo que le manda el “cono”, pero más cerrada que lo que está intentando hacer la fuerza centrífuga. El resultado es una trazada intermedia que se adapta a las necesidades de la curva.
Estos pequeños deslizamientos de la rueda delantera provocan una vibración en el manillar que le informa al piloto de cómo está el agarre. Es por esto por lo que a los pilotos de competición no les gusta artilugios en la amortiguación delantera que puedan adulterar esa información… y no solo a los profesionales; también lo notamos nosotros cuando vamos sobre mojado y la pérdida de la información sobre ese "grip" nos hace sentir inseguros.
Ángulo de Deriva
Existe otro factor que condiciona la trazada y que empuja también en el sentido en el que lo hace el “cono”, es decir, cerrando la trazada y es el giro de la rueda hacia el interior de la curva. Es lo que se llama ángulo de deriva de la rueda delantera. El resultado de la lucha entre la fuerza centrífuga y la fuerza centrípeta en el neumático es una trayectoria, pues, más abierta de lo que apunta la dirección de la rueda e implica también un deslizamiento del neumático que es efectivo -siempre que no supere el 10-20%- para conseguir trazar la curva con el radio correcto.
Lógicamente, utilizar el ángulo de deriva para cerrar más el giro depende de la necesidad, en razón a la velocidad y el radio de la curva… cuando la tumbada por si misma no basta. Jugar con el grado de deslizamiento de la rueda delantera solo está al alcance de los profesionales, ya que el margen es pequeño. Muy difícil.
En la práctica, el ángulo de deriva con repercusión en la trazada no supera, en el mejor de los casos, los 6º. Es decir, cambios en la dirección de la rueda delantera casi imperceptibles para el piloto poco experto.
Contramanillar y Fases del Giro
Es interesante pensar que la tumbada provocada inicialmente por el contramanillar, no es un botón de “on-off”, sino que es progresiva mientras la moto se dirige hacia el ápex de la curva. Cuando el piloto entra en la FASE II del giro, la retención que está realizando el motor sobre la velocidad de la moto alcanza todo su esplendor, porque lo hace justo en un momento en que las fuerzas que están intentando tumbar la moto y cerrar el giro están luchando contra la fuerza centrífuga condicionada por la velocidad de la máquina que, al ir disminuyendo en los primeros metros de la tumbada, facilita seguir inclinando la moto hasta llegar al ápice de la curva… una ayuda muy de agradecer.
El contramanillar no es más que una maniobra que dispara una serie de acontecimientos que no terminan hasta llegar al ápice de la curva, en el que la moto alcanza de nuevo un equilibrio con el grado máximo de tumbada pertinente para ese giro. Durante este trayecto se ponen en juego todas las fuerzas comentadas - centrífuga, tumbada, ángulo de deriva - que perfilan la trazada real de la moto y cuyo resultado está condicionado por la capacidad de adherencia del neumático al asfalto.
Es precisamente esta capacidad de adherencia la que pone tope al ángulo posible de deriva y, por tanto, a la velocidad de paso por curva en competición.
Consejos para el Conductor
¿Y que podemos hacer, nosotros los mortales, en medio de todo este complicado juego de fuerzas que están actuando durante el paso por curva? Pues lo más importante es ser sensible a las necesidades de la moto. Nosotros solo podemos tener influencia en todo este proceso, actuando sobre el manillar, con el traslado lateral de peso y accionando el freno trasero, tal como hemos comentado en el post de los secretos de la moto II. Pero habitualmente no tendremos que hacer nada. La moto es tan inteligente que hay que dejarla hacer su trabajo. Si no estorbamos con alguna de nuestras torpes maniobras -como poner rígidos los brazos-, todo saldrá como estaba previsto, es decir, bien.
Por tanto y hay que decirlo una vez más: Los brazos deben de mantenerse relajados cuando se pilota una moto.
Oye, motociclista - Te estás inclinando INCORRECTAMENTE
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