Inventar la bicicleta
Ciertamente, para cierta categoría de personas creativas, el dicho irónico «¡Vaya cosa, inventaste la bicicleta!» no debe ser muy agradable de escuchar. Es verdad que este medio de transporte no ha cambiado fundamentalmente en siglo y medio; todavía utiliza la transmisión de la fuerza muscular del ser humano a la rueda.
Pero, ¿por qué no se dice lo mismo, por ejemplo, de los automóviles? Al fin y al cabo, el principio básico del movimiento tampoco ha cambiado en ese caso; el trabajo de los innovadores se centra en perfeccionar el motor, la suspensión, la facilidad de manejo, la comodidad del interior, la seguridad, etc.
Muchos se sorprenderán al saber que, de hecho, un gran número de ingenieros creativos, diseñadores y entusiastas de las bicicletas están constantemente buscando nuevas soluciones para mejorar las máquinas de dos ruedas, trabajando en las mismas áreas. Y hay muchas invenciones en el “frente ciclista”, algunas de las cuales sorprenden por su audacia y originalidad.
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¿La transmisión por cadena se está volviendo obsoleta?
Bicicleta sin cadena
Las primeras bicicletas se movían mediante pedales directamente unidos al eje de la rueda, luego se dio un gran paso adelante con la introducción de la transmisión por cadena. Con el tiempo, esta se perfeccionó, añadiendo la posibilidad de ajustar el esfuerzo aplicado mediante el cambio de marchas.
Parecería que no se necesita más. Es un sistema probado, simple y fiable. Pero los diseñadores e inventores no cesan en su empeño.
Hace algunos años, un grupo de ingenieros húngaros presentó en Padua, Italia, un tipo completamente nuevo de transmisión de fuerza desde los pedales a la rueda motriz. Este sistema se llama Stringdrive, y recuerda un poco a la transmisión por correa, aunque las similitudes son solo superficiales.
Al girar los pedales, la fuerza se transmite a unos brazos perfilados que realizan movimientos oscilantes. En los brazos se colocan carros con dos poleas cada uno. Los carros pueden moverse hacia arriba y hacia abajo sobre una barra dentada al cambiar de marcha.
A ambos lados de la rueda trasera motriz se instalan embragues con resortes, en los que están enrollados y firmemente sujetos unos cables que pasan por las poleas de los brazos de los pedales y se fijan rígidamente al cuadro de la bicicleta.
https://www.youtube.com/watch?v=AAvWD23nHBU#t=52
El principio de funcionamiento es el siguiente: al mover el pedal hacia adelante, los cables se tensan, haciendo girar el embrague de la rueda motriz, que a su vez transmite el movimiento de rotación. Durante el retroceso del pedal, el embrague, bajo la acción del resorte, vuelve a su posición inicial, enrollando nuevamente los cables en sus poleas. La acción alternada de los pedales izquierdo y derecho asegura un movimiento uniforme y continuo de la bicicleta.
El movimiento de los carros a lo largo de la barra dentada del brazo permite seleccionar la relación de transmisión; en este modelo de bicicleta Stringbike hay un total de 19 marchas.
Es interesante que los cambios de marcha se pueden realizar tanto en movimiento como estando detenido. Además, existe la posibilidad de ajustar de manera independiente cada pedal, lo que podría ser relevante para personas que, debido a características anatómicas, presentan diferencias notables en el desarrollo de sus extremidades inferiores.
Otra ventaja distintiva de esta bicicleta es la simetría de su diseño, lo que mejora su estabilidad y maniobrabilidad. Las pruebas han demostrado que esta máquina ofrece un viaje extremadamente suave, después del cual resulta un poco incómodo montar una bicicleta construida según el diseño clásico.
Una ventaja adicional significativa es que los cables de polímero, a diferencia de la cadena, no requieren lubricación ni limpieza, no temen a la arena ni al agua, y su vida útil es 2-3 veces mayor que la de una transmisión por cadena.
Bicicleta eléctrica Yamaha PAS
Existen otros desarrollos muy originales para la transmisión de fuerza a la rueda. Por ejemplo, los ingenieros alemanes y japoneses han perfeccionado la transmisión por cardán, que ya se había utilizado ocasionalmente anteriormente.
La innovación radica en que está equipada con una caja de cambios automática y computarizada que selecciona el modo de conducción óptimo dependiendo del terreno de la ruta y las condiciones del tráfico. Además, estas novedades de las marcas Yamaha y Mercedes cuentan con sistemas de iluminación y señalización “inteligentes” que se activan automáticamente cuando disminuye la iluminación general.
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¿Es posible modificar el cuadro?
Cable en lugar de tubo
Un grupo de ingenieros estadounidenses llegó a la conclusión de que en algunos modelos de bicicleta, el diseño clásico triangular del cuadro es un exceso que aumenta el peso total del vehículo.
En realidad, el tubo que va de los pedales al cabezal del manillar soporta una tensión constante únicamente a tracción, entonces, ¿por qué no reemplazarlo por un resistente cable?
No solo se aligera significativamente el diseño de la bicicleta. Utilizar un amortiguador de resorte en la parte frontal del cable de acero inoxidable y una conexión articulada entre el tubo horizontal del cuadro y el tubo vertical permite amortiguar los impactos que recibe la rueda delantera, sin comprometer la resistencia estructural general.
Esta bicicleta se puede plegar casi a la mitad y guardarse en un estuche, lo que supone otra ventaja para su almacenamiento o transporte.
Pero eso no es todo. Las pruebas mostraron un aumento considerable en la eficiencia de este tipo de bicicletas.
El resorte instalado en la parte frontal del cable tiene la capacidad de acumular energía que antes se desperdiciaba en la “zona muerta” del ciclo de pedaleo, e incluso la energía de los impactos recibidos por la rueda delantera.
A medida que el cable y el resorte se estiran, aumentan ligeramente la distancia entre ejes de la bicicleta, y cuando se contraen, le otorgan un impulso adicional hacia adelante.
¡No tememos caer!
Caída de bicicleta
Una bicicleta en movimiento mantiene su estabilidad por varias razones, una de ellas es que las ruedas en rotación poseen propiedades giroscópicas: la capacidad de conservar la orientación de su eje en el espacio.
Sin embargo, esto no se le puede explicar a un ciclista principiante; para él, lo más importante es superar su miedo inicial a caerse, después todo lo demás llegará. ¿Cómo ayudar a un principiante, ya sea un niño o un adulto que, por alguna razón, no aprendió esta habilidad en su niñez?
Hay una sola solución: proporcionar una bicicleta de dos ruedas con mayor estabilidad, ofreciéndole varios segundos de confianza en los que pueda mantener el equilibrio o detenerse sin problemas.
La solución es evidente: aumentar el efecto giroscópico de la rueda. Este fue el enfoque adoptado por algunos diseñadores al desarrollar bicicletas de mayor seguridad.
Rueda estable con giroscopio integrado
Una de las opciones consiste en instalar, en el eje de la rueda delantera, dentro de los radios, un volante adicional que actúa como un giroscopio.
Este volante comienza a girar junto con la rueda cuando la bicicleta inicia su movimiento, pero dado que posee una masa considerable y, por ende, inercia, continúa girando incluso cuando se reduce significativamente la velocidad de la bicicleta, proporcionándole estabilidad vertical.
Un grupo de estudiantes del Dartmouth College logró materializar esta idea en un proyecto que llamaron GyroBike. Cabe mencionar que su diseño fue patentado y entró en producción en serie, convirtiéndose el nombre del primer modelo en la marca de la compañía “GyroBike”, que ellos mismos fundaron posteriormente.
Incluso las primeras pruebas demostraron que los ciclistas principiantes adquirían habilidades para andar en estas bicicletas mucho más rápido. Además, tales bicicletas son una solución excelente para personas con ciertas capacidades limitadas o con problemas en el aparato locomotor.
El único inconveniente: el giroscopio comienza a girar solo cuando la bicicleta está en movimiento. ¿Es posible activarlo previamente, por ejemplo, para los niños más pequeños que apenas están aprendiendo sus primeros metros? Por supuesto que sí, y para ello se han creado las ruedas Gyrowheel con un giroscopio eléctrico integrado.
La primera línea de productos fue de ruedas de 12 pulgadas para bicicletas infantiles. Su diseño permite la colocación de un motor eléctrico, baterías y un volante giroscópico masivo. El accionamiento eléctrico permite activar el sistema de estabilización antes de que inicie el movimiento, y el aumento significativo de la velocidad angular del giroscopio incrementa considerablemente la estabilidad de la bicicleta.
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El éxito de los primeros modelos fue tan notable que se tomó la decisión de lanzar ruedas de 16 pulgadas e incluso ruedas para bicicletas estándar “para adultos”. Además, los planes de la empresa incluyen la cooperación con fabricantes de bicicletas para desarrollar un modelo exclusivo de bicicleta de alta seguridad.
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¡Demos un descanso a las piernas!
Bicicleta con hélice
La inmensa mayoría de los modelos de bicicletas utilizan la fuerza muscular de las piernas del ciclista para moverse. Existen interesantes desarrollos en los que la propulsión se realiza mediante el uso de las manos, pero estos se asemejan más a máquinas de ejercicios deportivos que a medios de transporte.
La ingeniería siempre ha trabajado en el tema de cómo facilitar la vida del ciclista y qué métodos adicionales de propulsión se pueden aplicar en esta pequeña máquina.
En las bicicletas se instalan motores de combustión interna compactos. Existen muchas variedades de propulsores eléctricos, incluido el motor-rueda .
Algunos innovadores incluso desarrollan bicicletas eléctricas, donde la energía necesaria proviene de paneles solares integrados en las ruedas.
¿Y si no se modifica radicalmente la estructura de la bicicleta, sino que se le da un impulso adicional al propio ciclista? Este camino lo eligieron los desarrolladores de motores mochila.
Siendo sinceros, la idea ya se había considerado hace tiempo, y los entusiastas habían fabricado dispositivos caseros en múltiples ocasiones. Pero hace unos años, la empresa estadounidense PacificWind lanzó al mercado una línea de motores mochila con hélice diseñados específicamente para el uso en bicicletas.
Esta idea también interesó, por cierto, a los aficionados al patinaje en línea, a los esquiadores y a los skaters.
Mochila Thrustpac
La mochila es compacta, no es especialmente ruidosa y, sin embargo, posee una potencia de 1.5 caballos de fuerza. Esto permite al ciclista alcanzar velocidades de más de 50 km/h sin necesidad de pedalear. La hélice, por motivos de seguridad, tiene un protector revestido con material blando.
El motor tiene un principio de control interesante: un cable flexible está conectado a un guante especial, lo que permite al ciclista seleccionar los modos de funcionamiento del propulsor literalmente con un simple movimiento de los dedos.
El sistema es muy eficiente: en promedio, consume entre 1.5 y 2 litros de combustible por cada 100 kilómetros recorridos, y el peso de la mochila es de tan solo entre 5 y 8 kilogramos, dependiendo de la versión y su potencia.
También existen ideas más “locas”, como equipar la bicicleta con propulsores jet portátiles, pero estas iniciativas se encuentran más en el ámbito de la experimentación que en el de un uso cotidiano práctico.
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Bicicleta anfibia
Bicicleta anfibia
Esto no es un mito: las bicicletas están aprendiendo a cruzar obstáculos acuáticos, permitiendo a su dueño realizar paseos sobre aguas tranquilas. Y esto ya no es solo un experimento atrevido, sino un modelo producido en serie.
La empresa italiana SBK Engineering, con sede en Vigevano, ha producido un kit que convierte rápidamente una bicicleta de carretera en un catamarán autopropulsado.
Todo el kit, salvo algunas piezas que permanecen fijas en la bicicleta, cabe fácilmente en una pequeña mochila con un peso total de apenas 11 kilogramos. El proceso de conversión de bicicleta terrestre a “flotante” lleva entre 10 y 15 minutos y no requiere herramientas especiales.
El propulsor, de tipo hélice, se monta en la rueda delantera y sirve tanto para proporcionar tracción como para dirigir este transporte flotante.
El ciclista se sienta en el sillín de forma convencional, pedalea y dirige el movimiento como en tierra, usando el manillar.
El movimiento se transfiere de los pedales a la rueda trasera y, desde allí, a través de un cable flexible, al propio propulsor. De hecho, este mismo cable se usa durante el montaje para accionar una bomba que infla los dos flotadores incluidos en el kit. Basta con sentarse en la bicicleta, como en una máquina de cardio, y pedalear para inflar rápidamente ambos flotadores.
El catamarán resultante tiene una capacidad de carga de hasta 125 kilogramos, y puede alcanzar velocidades de hasta 10 km/h, lo cual es un muy buen rendimiento para el agua.
Los diseñadores e ingenieros inquietos no cesan en su actividad de inventar nuevas bicicletas. Uno se queda pensando: ¿qué nuevas mejoras estarán desarrollando? Pero lo que es seguro es que las ideas innovadoras no se agotarán.
