¿Neumáticos anchos o estrechos? ¿23mm o 28mm? (Resist. de Rodadura y Crr)

Como ya sabéis, en los últimos años las marcas de neumáticos de bicicletas de carretera han incrementado la anchura de cubiertas y tubulares progresivamente hasta poder encontrar hoy en día, neumáticos de 28mm o incluso de 32mm. Esto a su vez ha hecho que los fabricantes de bicicletas, ruedas y componentes hayan tenido que modificar sus diseños amoldándolos al nuevo estándar del mercado.

Hemos visto cómo los pasos de rueda de los cuadros se han agrandando para poder meter ruedas con neumáticos de 28mm y también como las secciones de las ruedas se han ensanchado para poder montar neumáticos de mayor anchura.

A mediados de los años 90, cuando yo personalmente me inicié en el ciclismo, el estándar en cuanto a anchura de neumático era 21mm, incluso llegándose a usar de 18 o 19mm para según qué competiciones, bajo la creencia de que eran más rápidos cuanto más estrechos. A finales de los 90 y durante la primera década de los 2000, se estandarizó el neumático de 23mm (creo que es la medida que he usado durante toda mi carrera como profesional), y como hemos mencionado anteriormente en los últimos años el neumático de 25mm se ha convertido en el más popular, incluso en ciclismo de competición.

Vamos a explicar por qué los fabricantes de neumáticos han ensanchado sus modelos en los últimos tiempos y a su vez aprovecharemos este artículo para exponer y analizar cómo nos afecta y cómo podemos calcular la resistencia de rodadura o rolling resistance, que como ya hemos visto en artículos anteriores, es la causante de comersealgunos vatios de nuestro empuje, debido a la fricción entre los neumáticos de nuestra bicicleta y el asfalto.

Neumáticos estrechos versus anchos

Desde siempre y por pura lógica, se ha pensado popularmente que cuanto más estrecho fuese un neumático, menor sería el área de contacto entre este y el asfalto o pista. Por lo tanto, menor sería también la fuerza de fricción que este ejercería y a su vez menor sería la energía que los neumáticos consumirían cuando rodamos.

A veces lo que la lógica nos dice, no se ajusta exactamente con la realidad de lo que sucede. Vamos a darle un vistazo a la huella que deja un neumático estrecho de 21-22mm frente a uno más ancho de 25mm o incluso 28mm mientras rodamos (inflados con la misma presión). Podríamos observar algo parecido a la siguiente imagen.

Como es lógico, el área de contacto neumático-asfalto (huella), así como la deformación sufrida por el neumático, están directamente relacionadas con la fuerza de rozamiento o de fricción. Podéis observar en la imagen, que, en dos neumáticos inflados a la misma presión, el neumático ancho (podría ser 25 o 28mm) presenta una huella o área de contacto uniforme, y poca deformación, mientras que el neumático estrecho (podríamos hablar de 20-21 o 22mm) presenta un área de contacto mucho más alargada y estrecha, debido en gran medida a la deformación que el neumático sufrirá al rodar. Estas deformaciones hacen que, a igualdad de presión, los neumáticos estrechos se comporten de peor manera y sean más lentos, consumiendo más energía cuando rodamos.

Los fabricantes y algunos laboratorios independientes vienen comprobando desde hace ya algunos años, que los neumáticos de 25mm e incluso de 28mm presentan una ventaja en lo que a resistencia de rodadura se refiere frente neumáticos más estrechos. Esto es debido principalmente a que la deformación del neumático ancho es mucho menor y uniforme, mientras que el grado de deformación que sufre un neumático estrecho es mucho mayor, uniéndose a esto también, que el área de trabajo de los flancos del neumático es también mayor en los de menor anchura.

Podréis fijaros en los ciclistas profesionales, ya que los equipos de primer nivel siempre están a la vanguardia a la hora de elegir el mejor material posible. Si os dais una vuelta por alguna carrera, veréis que la gran mayoría del pelotón profesional monta neumáticos de 24-25mm como norma general, en etapas normales llegándose a usar incluso 26-28mm para ocasiones especiales.

Nota: Quizá veías algunos equipos todavía usando 23mm, pero si midiésemos el “balón” real de ese neumático inflado, equivaldría probablemente 25-26mm.

Comparativa real: cubiertas de 23-25-28mm

Vamos a ver con un ejemplo real el porqué de esta tendencia general de ensanchar las gomas. Fijémonos en este test de un laboratorio independiente sobre las cubiertas GP4000S ll de la marca Continental. El test fue realizado para neumáticos de 23-25 y 28mm de anchura. Cabe destacar que el protocolo de test para todos los modelos se realizó bajo las mismas condiciones de temperatura (21/23°C), montadas sobre el mismo modelo de rueda, aplicándose el mismo peso sobre todas ellos (42,5kg) y rodando a la misma velocidad (29km/h). Aquí debajo podéis ver el gráfico comparativo:

Como se puede ver en el gráfico, en todas las presiones testadas los neumáticos de mayor anchura (28mm) registraron una menor resistencia de rodadura, en este caso expresada en vatios, seguidas de las de 25mm, dejando en último lugar a las cubiertas de 23mm. Tenemos que tener en consideración que este test se realiza sobre una sola rueda, mientras que en la bicicleta tendremos dos, por lo que la resistencia de rodadura real se verá duplicada con respecto a los valores que veis en la imagen.

También me gustaría destacar que el laboratorio que llevó a cabo este test evidenció que la anchura real de los neumáticos una vez inflados era claramente superior a la anchura teórica que el fabricante indica en sus especificaciones. Así, las cubiertas de 23mm eran en realidad de 25mm, las de 25mm eran en realidad de 27mm, mientras que las de 28mm se iban hasta una anchura real de 31mm.

Ventajas e inconvenientes de los neumáticos anchos

Como hemos visto hasta ahora, basándonos únicamente en la resistencia de rodadura, los neumáticos anchos tienen ventaja frente a los estrechos. Ahora bien, si profundizamos un poco más, tendremos algunas ventajas y algunos inconvenientes que son lo que realmente nos harán decantarnos hacia un neumático u otro, dependiendo de la finalidad que estemos buscando. Como todo en la vida, se trata de buscar un equilibrio y encontrar así el producto más conveniente para cada uso o necesidad.

Como veis en la tabla, es cuestión de ajustar nuestras necesidades para elegir el neumático que mejor se nos adapte. Yo tengo claro desde que probé los de 25mm, que mi elección personal será como mínimo esta anchura.

Resistencia de Rodadura y Crr (coeficiente de resistencia de rodadura)

Ahora que hemos analizado hacia dónde va el mercado de los neumáticos y porqué, me gustaría adentrarme un poco más en la Resistencia de Rodadura como concepto y de cómo puede ser calculada. La fuerza de fricción o de rozamiento es la causante de comerse parte de la energía que producimos al pedalear, y esta fuerza se puede descomponer de la siguiente manera:

Como veis en la ecuación anterior, la masa es un valor conocido, al igual que la constante de la gravedad (g). El único factor que debemos conocer para poder calcular la Fuerza de rozamiento es el Coeficiente de Rodadura (Crr). Crr es un coeficiente adimensional, que varía en función de múltiples aspectos como son el material del neumático, la presión de inflado, la superficie sobre la que rodamos, la temperatura, la anchura y la forma del neumático, etc. Es por esto que Crr es un coeficiente que nos permitirá comparar diferentes modelos de neumáticos. Cuanto más bajo sea el Crr de un neumático, más rápidos serán estos (menos energía consumirán).

Por norma general y para que tengáis una referencia, los valores de Crr varían desde 0,0024-0,0025 (el juego de las dos ruedas), que actualmente serían valores de los neumáticos más rápidos del mercado, y de ahí en adelante hasta llegar aproximadamente a valores en torno a 0,0084/0,0085 de los neumáticos más lentos, inflados a presiones bajas.

Este coeficiente es medido en laboratorio, con maquinaria de precisión, utilizando siempre el mismo protocolo y manteniendo constantes los diferentes parámetros que afectan la medición, como son la velocidad a la que gira la rueda, la temperatura ambiente, los rangos de presión de los neumáticos y el montaje de todos los neumáticos sobre el mismo modelo de rueda.

Como también quedo explicado en el artículo anterior y sabiendo que la potencia es igual al producto de la fuerza por la velocidad, podemos saber cuántos vatios de la potencia que producimos pedaleando es consumida por nuestros neumáticos:

¡Aplicando la teoría!

Ahora que sabemos calcular los vatios que consumen nuestros neumáticos a una determinada velocidad, vamos a mostrar unos ejemplos reales, que es como mejor se aprecian los resultados, lo que supondría montar una goma u otra.

Imaginemos que tenemos tres neumáticos diferentes, uno muy rápido de altas prestaciones, normalmente usados por ciclistas profesionales en contrarreloj, unos de prestación media y uno lento (podría ser uno antipinchazos usado para entrenamiento donde las características de rodadura no son importantes). Dado mi trabajo en los últimos años, conozco los valores de Crr de múltiples neumáticos y marcas. No mostraremos marcas ni modelos, pero los valores de los 3 neumáticos citados podrían ser los siguientes.

Una vez que sabemos los datos de Crr de los neumáticos, vamos a simular dos casos particulares:

• Gorka Izagirre (ciclista profesional de Bahrein-Merida) en una crono de 40km totalmente llana.
• Etapa o clásica de 200Km para un ciclista de 72kg.

Contrarreloj de 40Km

Primero vamos a imaginar a Gorka Izagirre, ciclista que todos conocéis, sobre una contrarreloj totalmente llana de 40Km, que podría encajar perfectamente con una crono de una gran vuelta por etapas. Vamos a estimar los datos de entrada de Gorka que necesitamos para hacer la simulación.

Con estos datos calculamos ahora la contrarreloj que Gorka podría realizar, usando cada uno de los neumáticos, rápido, medio y lento:

Como se puede ver en el gráfico y la tabla de resultados, generando la misma cantidad de vatios, 381 en este caso en concreto, la diferencia en cuanto a tiempo invertido para realizar el crono es bastante considerable. Tomando como referencia de los neumáticos rápidos que consumirían 31w de lo 381wtotales, podemos ver como los medios se comerían43w, 12w más que los anteriores, y por último los máslentos se llevarían 54w, 23w más que los rápidos. Si hablamos en términos de tiempo invertido para realizar la cronometrada, vemos cómo usando los rápidos el crono se detendría para Gorka en 46:43, mientras que con los medios y los lentos invertiría 32” y 1:03 más, respectivamente.

Como podéis ver, son cifras más que abultadas, que seguramente nunca hubiérais llegado a imaginar viniendo de un simple neumático. Queda claro que usar está cubierta o aquel tubular, puede hacer que ganemos o perdamos bastantes segundos en un contrarreloj de 40Km, que a su vez marcaran el resultado final. Tal y como vimos en el artículo anterior, todos estos factores, están siendo tenidos en cuenta por los equipos profesionales punteros, debido a su gran importancia en el rendimiento.

Foto: Bettini / Bahrain-Merida

Etapa o clásica de 200Km

Vamos a imaginar ahora una etapa del Tour de Francia o alguna clásica de aproximadamente 200km. Vamos a estimar lo que supondría esta etapa para un esprínter de 72kg de peso, usando los 3 mismos neumáticos del ejemplo anterior.

Como sabéis, dentro del pelotón el Drag o resistencia aerodinámica cambia muchísimo. Por lo tanto, es imposible simular en valores de tiempo los resultados, lo que si podemos hacer con la ecuación que vimos anteriormente es calcular los vatios de resistencia de rozamiento que debemos vencer.

Estimemos que la etapa ha sido medianamente llana, con resultado al sprint y donde se ha rodado a 42,5km/h de promedio. Veamos cómo cambiaría la potencia media en función de los neumáticos a una misma velocidad. También estimaremos que el ciclista ha promediado 260w para cubrir los 200km de etapa. Veamos cómo afectan los neumáticos a los resultados.

Como vemos, igualmente que en el caso anterior, la elección de los neumáticos puede llegar a influir claramente en el resultado. Imaginar lo que cuesta mejorar 10w en nuestros umbrales fisiológicos cuando entrenamos. Pues como veis la elección de un neumático puede hacer que de uno rápido a uno medio la etapa pase de 250w medios a 261w, lo que supone un incremento considerable de 11w. Imaginar si usásemos unas cubiertas corrientes de entrenamiento con un mal coeficiente de rodadura. Con estas deberíamos promediar 21w más para cubrir la etapa a la misma velocidad.

Como veis, todo estos análisis, test y estudios, han hecho que dentro del pelotón profesional la elección de unos buenos neumáticos para cada ocasión sean clave a la hora de intentar maximizar el rendimiento.

Espero que os haya gustado el artículo dedicado a la resistencia de rodadura y su coeficiente Crr. Como veis, no podemos subestimar la influencia que tiene dicha resistencia, bien es verdad que la aerodinámica y la debida a la gravedad son las más influyentes, una en el llano-bajadas y la otra en subidas, pero siendo la rodadura una resistencia que apenas consume unos pocos vatios del total que producimos, como habéis comprobado, puede hacer que nuestro rendimiento se vea mejorado o empeorado de manera considerable, según la elección que hagamos.

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