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martes, 27 de noviembre de 2018

¿Puede volcar una handbike?

Sí, a veces vuelcan...    y es bastante peligroso


Una caída en bici puede ser peligrosa, pero en una handbike puede serlo aún más.

Por si queda alguien que aún no sepa qué es una handbike, son los vehículos de tres ruedas que usa la gente que no tiene suficiente movilidad en las piernas y que se conducen pedaleando, girando y cambiando de marchas con las manos, como el de la foto.



Os cuento cómo se pueden volcar con un gráfico interactivo, en función del tipo de handbike, su velocidad y otras cosas más.


Esto está muy simplificado. Supondré que nada es flexible y, sobre todo, que el ciclista no se inclina en las curvas. No es así habitualmente. Suelen inclinarse un poco, pero nos servirá para hacernos a la idea de cómo funciona todo y explica también otras cuestiones de ciclismo adaptado diferentes de las handbikes de competición que suelen verse, como la de esta foto.



En un giro entran en juego distintas variables que veremos luego en el gráfico:

Vel (km/h) es la velocidad a la que va la handbike. Para un ciclista habitual de mtb o bici urbana, se podría decir que una handbike corre poco en cuesta arriba. Hay que subir el peso y en general los brazos suelen tener menos fuerza que las piernas de alguien que va en bici. Sin embargo, en llano y cuesta abajo, la fuerza que frena el vehículo es solo el rozamiento y, especialmente a velocidades altas, el rozamiento aerodinámico. Una handbike de competición (tumbado hacia atrás) tiene mejor aerodinámica que cualquier bici y sus ruedas están tan duras como las de una flaca (bici de carreras), por lo que la fuerza de los brazos da como resultado que corran mucho, como se ve en la foto anterior.

Radio (m) es el radio de curvatura de la curva que tomamos. Es como si trazamos una circunferencia con el radio de la curva que tomamos. Si apuramos un poco el interior y exterior, será algo mayor que el radio de curvatura de la carretera. Radios pequeños son curvas fuertes y bruscas, radios grandes son más tipo autopista. Un radio tan cerrado como el de la foto siguiente se tiene que tomar con cuidado. En general, las handbikes no pueden dar curvas tan cerradas como una mtb o una flaca.



Ancho (cm) ancho de la handbike. Se trata de la anchura entre los apoyos en el suelo. Como primera aproximación, para el vuelco da igual si el par de ruedas son las traseras (como las que salen en estas fotos) o las delanteras, como las de Gema Hassen Bey.
Aunque en el dibujo he representado ruedas de apoyo vertical, hay muchas en las que las ruedas se montan con un cierto ángulo para dar más estabilidad. Esto se ve mucho en las sillas de ruedas deportivas (tenis, rugby, basket...) en las que es necesario tener la máxima estabilidad pero no se puede aumentar la anchura en la parte de arriba, porque si no no llegan los brazos para manejarlas. En la handbike de la foto también se nota la inclinación de las ruedas.



altcg (cm) altura del centro de gravedad (cdg). Es la altura del centro de gravedad del conjunto ciclista-vehículo. En las handbikes de competición es muy bajo, pero en handbikes algo más cómodas sube mucho. Y aún más en soluciones adaptadas muy lejos de la competición. Lógicamente, cuanto más bajo sea, más estable pero lo que no se puede hacer en una handbike es variar tanto su altura como en una bici en la que nos ponemos de pié y nos desplazamos hacia cualquier lado.
En esta foto ya se ve claramente la diferencia de altura entre la handbike amarilla del centro y los otros ciclistas adaptados.




Peso (kg) peso del conjunto handbike- ciclista. Lo he puesto para que se pueda cambiar el tamaño de las flechas del gráfico, pero no influye. Si vuelca, vuelca y si no no, pero no cambia según el peso del conjunto. La inercia hacia el lateral depende del peso y la fuerza hacia abajo, lógicamente, también. En realidad y siendo finos, un ciclista mas pesado volcaría un poco antes con la misma handbike, pero porque su centro de gravedad subiría un poco.

Prop % proporción del peso total que se carga sobre las ruedas dobles. Hay que tener en cuenta ese reparto de pesos entre la rueda que va sola (normalmente la delantera) y dobles (normalmente las traseras) porque para un mismo peso total y una misma inercia lateral, el peso sobre el par de ruedas da estabilidad y el peso sobre la rueda que va sola no ayuda nada. En el extremo, si cargamos todo el peso en la rueda que va sola, cualquier giro nos haría volcar. Hago la diferencia entre la rueda sola y las dobles porque el comportamiento en curva puede cambiar bastante según sean dos ruedas delante o una en el momento en que toquemos los frenos. En este artículo explicaba el efecto de las frenadas en la fuerza que ejercen las ruedas sobre el suelo. Al frenar aparece un "peso" sobre las ruedas delanteras y se quita de las traseras. Si tenemos dos ruedas delanteras, ese incremento de fuerza sobre el suelo sería equivalente a subir el valor de Prop en el gráfico, dando mayor estabilidad. Si tenemos una delantera, perdemos estabilidad al frenar y pasa lo que en este vídeo. Ojo, que el que ha editado y publicado el video es el accidentado.

Vamos con el gráfico y los cálculos.
Con un móvil se ve fatal. Con el ordenador se ve bien, aunque ya sé que se sale hacia la derecha. Intentaré sacarlo mejor...
Es interactivo, es decir, puedes mover los puntos negros que están sobre las líneas de la derecha para que se calcule y se dibuje con los valores de quieras de las distintas variables.
El cálculo consiste simplemente en repartir el peso entre ambas ruedas traseras y añadir una fuerza hacia arriba y otra hacia abajo que compensen el par de la fuerza de inercia. La rueda delantera se lleva la otra parte del peso pero no compensa el par de vuelco. Si las traseras no pudiesen compensar porque una de ellas pierde todo el peso, te dirá que vuelca.



Las líneas azules son solo para que os podáis hacer una idea de cómo van los radios de curvatura, pero no le busquéis mucha exactitud.

Podéis verlo directamente en la web de Geogebra en este enlace. En la vista algebraica puedes ver las fórmulas y puedes bajarte el fichero y la aplicación, que es gratis.

En realidad, como pasa en todas las simulaciones, todos estos cálculos y dibujos confirman la lógica. Un centro de gravedad alto y mucha velocidad llevan al vuelco. Igual el reparto de pesos delante- detrás no era tan intuitivo. Todo esto encaja dentro de lo que llamamos biciencia, que es usar las bicis como excusa para la educación científica. Además, en este caso tiene el añadido de mostrar un poco algunos vehículos de ciclismo adaptado que no suelen conocerse mucho.

Uno de esos vehículos poco conocidos es el de la foto siguiente. Con la altura del cdg del que va detrás y con la poca anchura entre ejes que tiene, es uno de los artefactos más delicados de llevar que conozco. El problema añadido es que el de la bici sí que se inclina y si el que va detrás tiene un apoyo tras el sillín es porque no colabora mucho en el equilibrio. Uff, muy delicado.



Y esta preciosa máquina es Valkiria, la handbike de Ángela recién pintada. Antes de tener toda la tralla que le está metiendo con Pedaladas por el Tourette, incluyendo un vuelco. Cuídate guapa :-)


Esta es una handbike de Batek. Es una rueda delantera con pedales que se pone en la silla de ruedas. Van muy bien pero el centro de gravedad es muy alto. Son más de paseo y movilidad tranquila que deportivas.



Y este es un participante (creo) en alguna prueba del campeonato del mundo de ciclismo adaptado de 2017. Lo que llama la atención es el control que tiene y cómo va saludando sobre dos ruedas.  Es como los que entran en meta con una bici o moto haciendo un caballito. Parece fácil, es difícil y se pueden meter una leche importante, pero está todo absolutamente controlado.



En resumen, aquí tenemos las explicaciones físicas para cuestiones intuitivas y evidentes sobre un tipo de vehículo que sigue siendo bastante desconocido pero que seguramente aporte a los usuarios aún más libertad de movimientos que la que nos dan a otros nuestras queridas bicis.

Si nuestras bicis nos permiten a muchos llegar más lejos y mas rápido que ir andando, imagínate lo que supone el ciclismo adaptado.

A disfrutarlo




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