Introducción

INTRODUCCIÓN

RESUMEN

En base a lo investigado y aprendido en clase, este documento muestra el diseño y funcionamiento de un Rin de Bicicleta, el cual su diseño depende mucho de su uso continuo y la superficie donde se manipula.

El Rin de Bicicleta es una de las partes más importantes de la Bicicleta, o tal vez la más importante, ya que sin ella no existiera el deslizamiento sobre el suelo; por lo tanto, su composición y estructura debe de ser rígida y al mismo tiempo liviana para generar menor resistencia al rodamiento y así poder cumplir el objetivo de deslizamiento sobre el suelo.

Su estructura, como se explica más adelante, está hecha de aleaciones las cuales con el tiempo fueron cambiando para una mayor resistencia, al igual que muchos de sus componentes que la envuelven. Para esto también es necesario el diseño de la estructura que dará mayor soporte a la bicicleta, el cual cambia con el propósito de uso, ya que las condiciones a las que se enfrenta una bicicleta de uso simple de traslado y una bicicleta de montaña son distintas; una bicicleta de montaña no es igual a una de pista, y una rodada pequeña no requiere el mismo diseño que una rodada mayor.

Con esta investigación se pretende dar mayor entendimiento y conocer el uso y diseño de un Rin de Bicicleta, que hasta hoy en día sigue siendo un medio de transporte acostumbrado en todo el mundo, por su sencillez, valor monetario y baja contaminación.

ABSTRACT

Based on researched and learnt in class, this document shows the design and function of a Bicycle Rim, which its design depends a lot on its usage and the surface it works.

The Bicycle Rim it is one of the most important components of the bicycle, or maybe the most important, because without it, the movement on the surface would not exist; therefore, its composition and structure has to be rigid and at the same time light to generate the least rolling resistance and to be able to accomplish the objective of moving on the surface.

Its structure, as explained further in the document, it's made of alloys which have been changing as the time goes by to get a greater resistance.The same happened with lots of its components that wrap it up. For this reason, the design of the structure is necessary to give more support to the bicycle which changes with its purpose of usage, because, the conditions which a simple bicycle faces are not the same as the conditions a mountain bicycle faces; a mountain bicycle is not the same as a professional bicycle, and a small rim size does not require the same design as a bigger rim size.

The purpose of this research is to understand better and know the use and design of a Bicycle Rim, that, up to this day has been a mean of transport all around the world, for its simplicity, monetary value and low pollution.

Capítulo I: Marco de referencia

1.1 Problema

El lograr un modelo basado en las vertientes de la geometría, que posea una simetría traslacional y los recursos que ésta provee y que además de eso permita adaptarse a ciertas condiciones que un usuario requiera, es esencial para que un objeto sea catalogado como buen producto y que por ende pueda ser adquirido con mayor demanda.

A partir de lo ya antes mencionado, se elaborará un diseño de un rin de bicicleta que incluya las propiedades ya mencionadas, pero que a su vez, los materiales con el que este sea diseñado amplifiquen las propiedades de este a beneficio de satisfacción del usuario; Sabemos previamente que el uso de este producto es lo que mantiene en estado óptimo, pues es la base de cualquier bicicleta, es donde recae el peso ejercido en la misma y que, por condiciones de la dinámica de Newton es la cual sufre el mayor desgaste debido a las fuerzas de fricción, etcétera, que interaccionan con esta.

Es por eso por lo que, aplicando lo aprendido en la clase de “Ciencia e Ingeniería de Materiales”, buscaremos entre diversos materiales y sus aleaciones, aquellos mejores candidatos que satisfagan lo previamente mencionado, pero con un requisito más y el cual es uno de los que poseen mayor impacto, estamos hablando del precio del producto.

Entre el equipo de trabajo, se ha llegado a la conclusión que todo lo propuesto para el desarrollo de este modelo, requiere un análisis en el que se explique a detalle, desde las partes más sencillas de su desarrollo como lo es lo antecedentes de lo que han sido este tipo de modelos, hasta lo más complejo, que converge en el punto en el cual se toman las medidas del producto (radio, diámetro, ángulos de inclinación y de espacio entre cada una de las piezas que lo conforman, etcétera), el tipo de material a usar y su justificación basada a la química del material, entre otros apartados que se irán desarrollando a lo largo de esta documentación como lo puede ser el producto final y sus planos.

1.2 Objetivos

1.2.1 General

Identificar, clasificar y llevar a cabo un prototipo que nos permita una mejor comprensión del uso y funcionamiento de el rin de una bicicleta y como las aleaciones y tipos de materiales involucrados en su realización influyen en su correcto funcionamiento, que presente características diferentes o mejoradas de productos que se pueden encontrar en el mercado

1.2.2 Específicos

· Comprender la composición de un material y su impacto en un producto

· Analizar las propiedades del producto y sus cualidades (tamaño, ergonomía, etcétera), así como el precio de este para la toma de decisión en cuanto a la compra de este se refiere.

· Realizar un prototipo en AutoCAD que muestre la visualización del producto que se piensa a llevar a cabo.

· Juntar el conocimiento adquirido en la clase para darle un impacto tanto culturalmente como en la vida diaria.

· Comparar el producto final con el del mercado para así poder establecer las posibles ventajas o desventajas que tiene tanto con competidores directos como los más vendidos.

1.3 Antecedentes

La rueda es uno de los inventos más famosos y los más útiles desde su utilización desde la edad de piedra hasta en la actualidad como medio de transporte, herramienta de triturado, prensado, giratorio, entre otros.

De acuerdo con la RAE, esta se define como “Conjunto de elementos semejantes entre sí por tener uno o varios caracteres comunes.”

La evidencia más antigua de la que se ha encontrado evidencia al momento de hacer esta investigación era la que usaban los ceramistas en la antigua Mesopotamia por los años 3500 a.C. Así que nuestra ubicua rueda es un invento relativamente reciente.Las primeras ruedas se usaron en una actividad que durante miles de años había sido central en la expresión creativa humana: la cerámica.

Primero hubo tornos, que se movían con la mano o los pies de los alfareros.

Unos siglos más tarde, a mediados del III milenio a.C., con los tornos o ruedas de alfareros se empezó a utilizar el principio del volante de inercia, utilizando la energía acumulada en la masa rotante de la pesada rueda de piedra para acelerar el proceso.

La evolución de la rueda pronto evolucionó de acuerdo con cómo el desarrollo intelectual a tal grado de que esta se adaptara a un material que fuese más ligero y que conservara la dureza de esta, de ahí es donde surge la idea del rin.

Paradójicamente, el siguiente paso en la evolución de la rueda fue el disc one, asemejándose más a los diseños sólidos iniciales. Al igual que con muchas otras cosas en nuestra historia, el cambio se debió a costos más bajos (las ruedas de disco de acero eran más baratas de hacer). El borde podía sacarse de una tira recta de metal, y el disco en sí podría ser estampado de la chapa a través de algunos procesos fáciles. Los dos componentes se soldaban o remachaban, dando como resultado una rueda ligera, rígida, resistente a los daños, fácil de producir en grandes cantidades, y lo que es más importante, con bajos costos de producción.

El rin es una pieza metálica central de la rueda de un vehículo, sobre la que va montado el neumático. 1493. Se cree que Leonardo Da Vinci fue el primero en crear un bosquejo de una bicicleta, él o alguno de sus estudiantes. 1790. El primer arquetipo de bicicleta se le conoce como Celerífero, fue inventada por el francés Sivrac. Este primer modelo poseía la forma de un animal (un caballo, león u otro cuadrúpedo) y estaba elaborado en madera, la manera en que funcionaba este instrumento era por medio del impulso que ejercía el usuario con las piernas y los pies. El Celerífero solo marchaba en línea recta ya que estaba compuesto por dos ruedas lineales es decir una al frente de la otra que se unían a través de una viga. Este tipo de bicicleta no permitía girar manualmente, si no que debía hacerse con la inclinación del cuerpo.

1799. Los franceses M. Blanchard y M. Masurier construyeron un vehículo cuya descripción apareció en el Journal de París de 1799 con el nombre de vélocipèdes o pies ligeros. Blanchard y Masurier, mecánico y físico respectivamente, se habían servido de las ideas que un siglo antes tuvo Jacques Ozanam, ilustre matemático a quien su médico recomendó construir lo que se llamó en su tiempo la carroza mecánica, un triciclo cuyas ruedas traseras se accionaba mediante un berbiquí que giraba como un molinillo.

1817. En 1817, unos 120 años después de la publicación del tratado de Jaques Ozanam, es cuando el barón alemán de Karlsruhe, Drais von Saverbronn, ingeniero agrónomo forestal (1785-1851), después de varios intentos fallidos de vehículos de cuatro ruedas, cambia completamente la filosofía de estos diseños y se pone a trabajar en una idea que a la postre será determinante para la historia de la bicicleta. La idea era mejorar el rendimiento de la zancada humana con la participación de la rueda que conseguía, por un lado alargar el recorrido del impulso y por otro ofrecer un cómodo punto de apoyo del corredor entre el intervalo de cada zancada. La concepción simétrica del artefacto para que se adaptara a la ergonomía del corredor y al ciclo del movimiento de impulso alternativo con ruedas de 70 cm de diámetro, que es la altura sobre el suelo del corredor sentado. 1839. Al Velocípedo en 1839 se le incorporó las palancas de conducción, estas palancas fueron las promotoras que dieron origen a lo que actualmente se le conoce como manubrio. Otro elemento que se le añadió al Velocípedo fueron los pedales, estos se encontraban fijos delante del ciclista e iban conectados por medio de una barra que terminaban fijos en la rueda trasera. El objetivo de la implementación de los pedales era impulsar de manera más eficiente el dispositivo evitando impulsarlo con los pies sobre el piso. Así que para su funcionamiento se debía de empujar el pedal alternadamente de arriba hacia abajo que incluía ruedas de madera con borde de hierro, una rueda orientable en la parte delantera y una rueda más grande en la parte trasera que estaba conectada a los pedales a través de bielas. Dichos elementos fueron realizados por el escocés Kirkpatrick Macmillan. A esta máquina se le nombró el Velocípedo de Macmillan.

1861.Pierre Michaux fue un herrero y constructor de carrozas francés y es uno de los principales desarrolladores de la bicicleta con pedales. Junto con su hijo Ernest, son los inventores de la bicicleta moderna en 1861, con llantas de radios de madera y cubiertas de hierro.

1870. A pesar de que la primera patente de un vehículo con una gran rueda de radios de alambre se registró en Francia, el desarrollo industrial del biciclo tuvo su máximo desarrollo en Gran Bretaña, donde recibió los nombres de penny-farthing (haciendo alusión a dos tipos de monedas, una mucho más grande que la otra), high wheel (rueda alta), high wheeler (rodador alto) y ordinary (ordinaria, por ser

entonces el tipo más común). Fue la primera máquina en ser llamada "bicicleta". En Coventry, James Starley agregó la rueda de radios tangentes y un estribo para facilitar la subida a su famoso biciclo denominado "Ariel". Considerado como el padre de la industria ciclista británica, introdujo en sus modelos rodamientos de bolas, neumáticos duraderos y marcos de acero de sección hueca, que se convirtieron en un estándar, reduciendo el peso y haciendo que la marcha fuera mucho más suave.

1874. Lawson diseñó varios tipos de bicicleta en los años 1870. Su trabajo es descrito como el "primer diseño auténtico de bicicleta de seguridad que empleaba la tracción por cadena a la rueda trasera tal como se emplea hoy en día", y ha sido considerado junto con John Kemp Starley como el coinventor de la bicicleta moderna.

1975. En Estados Unidos se mejora el diseño, creando así las bicicletas de montaña y todo terreno, mejorando la suspensión en el cuadro y mayor control de rebote en las ruedas.

1992. Se crea el pedaleo asistido por un motor para mayor rapidez, E.E.U.U.

2018. Ya se tiene una gran gama de bicicletas, y es necesario mayor soporte y ligereza, para ello se elaboran bicicletas de Fibra de Carbono y uniones de Titanio. Hoy en día las llantas metálicas de bicicletas son normalmente de aleación de aluminio, aunque hasta la década de 1980 la mayoría de las llantas de bicicleta - con la excepción de las utilizadas en las bicicletas de carreras - estaban hechos de acero termoplástico, y fue históricamente hechas de madera

Recordemos que la aleación de aluminio se caracteriza porque nos permite manipular las propiedades mecánicas de los metales, para ser más específicos, el tipo de aleación que se utiliza es la de aluminio-magnesio, esto para el tipo de bicicleta más común, pues cabe resaltar que el tipo de aleación dependerá directamente del tipo de bicicleta que se desea fabricar.

1.4 Justificación

Como hemos podido ver, a través de los siglos, los seres humanos han tratado de mejorar la forma en que el rin de bicicleta se adapta a esta, a pesar de que es una de las piezas que usualmente se toma muy en cuenta al momento de escoger una bicicleta, este juega un papel importante pues es la base del soporte de la bicicleta, en términos más teóricos, se mostrarán las fuerzas que interactúan en torno a este:

· La fuerza de la gravedad: El peso del ciclista y de la bicicleta es una fuerza que ejerce la Tierra sobre ambos y que actúan verticalmente y hacia abajo produciendo una acción sobre el suelo. P = mg, donde m es la masa en kg y g es la intensidad de la gravedad, aproximadamente 9.807 Newton/kg. Esto indica que será necesario que el material con el que se elabore con material resistente y que no se deforme.

· Las fuerzas de reacción: El suelo recibe el peso de todo el sistema y a la vez ejerce fuerzas de reacción sobre las dos ruedas de la bicicleta verticalmente y hacia arriba que equilibran al peso. R1+R2 = P. Para ello es necesario que el peso del rin sea lo más ligero posible, esto para que presente una mejor agilidad en la misma.

· La fuerza de rozamiento y la fuerza impulsora: La rueda trasera, al girar en sentido horario empuja al suelo hacia atrás mediante el rozamiento. La reacción del suelo es la que impulsa a la bicicleta hacia adelante. Como cuando remamos en una barca. Esto requerirá que el rin renga un coeficiente de fricción lo más optimizado, para que permita un buen rodamiento y que a su vez sea bueno al momento de un frenado inesperado.

· Fuerzas de rozamiento del aire y de los rodamientos: El rozamiento de la rueda con el suelo ayuda a avanzar. A la vez el contacto entre dos objetos en movimiento relativo produce un rozamiento que actúa en contra del movimiento. Para un ciclista la fuerza de rozamiento de mayor importancia que debe evitar es el rozamiento con el aire. Esto requiere que el rin se adapte a la viscosidad que presenta el aire, esto para que se evite el frenado o cueste más trabajo avanzar.

· Momento Angular: Nos permite mantener el equilibrio mientras se está rodando. Aparecen cuando sobre un objeto que gira se realiza una fuerza externa. Las ruedas, al girar, poseen un momento angular L, que es un vector cuyo módulo es el producto del momento de inercia de la ruda respecto de su centro I, por la velocidad angular de filtro w. La dirección del momento angular es perpendicular al plano de la rueda.

· Fuerzas giroscópicas: facilitan la labor a la hora de tomar una curva. Al aplicar una fuerza externa a un cuerpo que gira, aparece un momento T:

L permanece constante si no existe un momento externo. El cambio del momento angular tiene la dirección del momento de la fuerza externa. Esta ley hace que el vector L vaya siempre buscando el vector t. Es el llamado movimiento giroscópico (como cuando gira una peonza):

Aquí es importante denotar que esto varía con respecto a la longitud del rin, es por ello que se necesite una cierta longitud para poder optimizar el giro y movimiento sobre el piso.

· Fuerza centrífuga: Al realizar un giro, debemos inclinar la bicicleta en el sentido del giro, si no queremos que la fuerza centrífuga nos tumbe al lado contrario del giro. Para evitar que nos caigamos, se requiere de un rin que estuviese ovalado, evitando que la fuerza centrífuga nos derribe.

Si hablamos de leyes físicas existen algunas de ellas que intervienen directamente en el funcionamiento del uso en los rines:

1) Segunda Ley de Newton o Principio Fundamental de la Dinámica: Para una misma fuerza, la aceleración será mayor cuanto menor sea la masa del tándem bicicleta-ciclista. De aquí la búsqueda de materiales ligeros y la disminución del peso de los ciclistas y la importancia de buscar materiales más resistentes.

2)Tercera Ley de Newton o Principio de Acción-Reacción: Al pedalear, la fuerza llega a la rueda trasera, que a su vez ejerce sobre el suelo una fuerza de acción. La reacción del suelo es devolver una fuerza sobre la rueda trasera, de igual dirección, pero de sentido opuesto. Es decir, siempre hacia delante, la fricción será mayor cuando mayor sea el peso de la persona, de ahí que es importante un material adecuado a cada tipo de persona.

1.5 Alcances

· Dar a conocer los beneficios que tiene el adaptar un rin usando un material lo suficientemente capaz de cumplir las características específicas del producto.

· Promover el uso de este producto, es decir, que se tome este equipo de manera a prototipo para futuras innovaciones.

· Motivar a más personas a que tengan y hagan uso de la bicicleta, esto para reducir la contaminación.

· Desarrollar planos que muestren las características físicas del mismo

· Aportar un conocimiento general a la población acerca de los temas de como los materiales mejoran la vida cotidiana generando un interés en las mismas.

1.6 Impacto

Se espera que al término de esta investigación se pueda tener una mayor comprensión de que tan importante es realizar productos que sean innovadores, que sean ergonómicos y económicos, a su vez se espera cultivar en el conocimiento de las personas que interaccionen con el documento, así como también tener ese conocimiento basado en áreas del conocimiento del porqué funcionan dando modelos matemáticos y físicos que proveen información de cómo es su funcionamiento.

También se espera que las personas quienes realizaron la investigación apliquen los conocimientos adquiridos en la materia que, junto a las habilidades que se poseen al haber cursado o cursando materias que complementen a la misma, es decir, una sinergia entre las mismas para llevar a cabo exitosamente esta actividad.

Por otra parte, también se espera que la investigación logre a tener un gran impacto en la comunidad estudiantil del Tecnológico de Celaya, mostrando que sus estudiantes poseen las habilidades necesarias para llevar a cabo investigaciones previas además de poder desarrollar productos que puedan tener un impacto en la industria.

Capítulo II: Marco teórico

2.1 El rin de bicicleta

Puede calificarse como el componente más importante de la bicicleta, y es además sobre el que van montadas las cubiertas.

La calidad de las ruedas de nuestra bicicleta implica en gran medida referirse directamente a su rigidez. A menor tamaño de aro, más rigidez y por tanto más resistencia a la torsión, pero debido a la existencia de tres tamaños de aro fundamentales: 26", 27,5" y 29" (o 700 para carretera) y la ventaja de los tamaños más grandes en confort de marcha y ganancia en aceleración resulta ser una variable no discutible porque es decisión del usuario el llevar un diámetro u otro.

Está demostrado que las masas de rotación son las que más energía consumen al acelerar, y es por ello que cuanto menos pesen nuestras ruedas, menos nos va a costar acelerar nuestra bici. Son el elemento que generan una mayor resistencia a la rodadura después del ciclista, pero las ruedas ligeras solo tienen sentido combinadas con unas cubiertas ligeras, ya que en caso contrario se desperdician sus ventajas.

Las ruedas más pesadas son más sólidas y en su mayoría más rígidas y resistentes aportando seguridad sobre todo en bajadas. Cuanto más ancha es la garganta del aro o llanta, sobre la que va instalada la cubierta, mayor será su volumen y permitirá una conducción más agradable aumentando también su manejabilidad en el caso de bicicletas de descenso ya que permite el montaje de cubiertas de mayor balón.

2.1.1 Buje

Es el componente sobre el que van montados los radios y en el que van alojados los rodamientos. Además de los trinquetes y sobre el buje trasero, tambien va montado el núcleo para el acople del cassette de piñones.

Lo normal es que esté fabricado en aluminio (mtb y carretera), aunque existen de titanio y de carbono menos resistentes pero más ligeros destinados casi exclusivamente a bicicletas de carretera.

El buje se encuentra en el centro de las ruedas y, gracias a un sistema de rodamientos interno, permite que éstas giren libres mientras están fijas al cuadro.

2.1.1.1 Bujer estandar o de caperuza y cono

Se ajusta manualmente y suele llevar entre (rodamientos) internos alojados entre el cono y las pistas que permiten que rueden. Si se aprietan mucho las tuercas al armarlo la rueda no rueda.

2.1.1.2 Buje de rodamientos sellados

No permite ningún tipo de ajuste manual, ni acceso a los rodamientos que están muy protegidos de los agentes externos (aire, polvo, agua, humedad, etc..).

2.1.1.3 Buje de cartucho sellado ajustable

Como su nombre lo indica, es similar al anterior pero permite el ajuste manual.

2.1.2 Aro o llanta

El aro es una sección de un perfil barrida en un círculo, que finalmente forma un aro como su propio nombre indica, donde están alojados los radios y la cubierta o tubular, y donde entran en contacto las zapatas de freno. Este componente recibe todas las fuerzas del suelo, y las aceleraciones y desaceleraciones. Podríamos decir que esta parte determina la tipología de la rueda.

Pueden ser de distintos diámetros desde 12" hasta 29" (o 700 mm.) pero los más usuales para bicicletas mtb y carretera son de 26", 27,5"(650b) y 29"(700c).

Actualmente se fabrican de doble pared y cerradas en su interior "escondiendo" los agujeros para los radios para evitar rozamientos internos con las cámaras, aparte de que sean fabricadas específicas para montar cubiertas tubeless (UST) o no.

Normalmente son de aluminio, aluminio-fibra de carbono y fibra de carbono:

Aluminio: Están fabricados enteramente en aluminio y son la opción ideal para alguien que se inicia, tanto por su precio contenido como por la ligereza y capacidad de frenada. Tenemos una gran variedad de modelos donde elegir, adaptándose a cualquier bolsillo.

Aluminio-fibra de carbono: En este caso el cuerpo de la llanta es de aluminio, incluida la pista de frenado, y se añade un perfil en fibra de carbono para hacerlas más aerodinámicas, tienen buena frenada pero son algo más pesadas que las de aluminio solamente. Lógicamente son más usuales para bicicletas de carretera.

Fibra de carbono: Por lo general se fabrican enteramente en fibra de carbono y son las más ligeras que podemos encontrar (aparte de las más caras). En las bicicletas de carretera, la pista de frenado es de carbono por lo que las zapatas de freno son específicas para este material. Tanto en mojado como en seco tienen peor frenada que las de aluminio.

Se diferencian principalmente por su perfil, su peso y su inercia. Según el tipo de aro podemos encontrar 4 tipos de aro.

Aro escalador (Perfil bajo -30mm ) Este tipo de perfil aporta rigidez, ligereza y comodidad en las ruedas sobre todo para los aficionados. Son muy eficientes en terrenos montañosos por generar menos inercias, son más maniobrable en condiciones de viento lateral pero en el llano al no ser muy aerodinámicas perdemos algo de eficiencia.

Aro de media montaña (Perfil 30-60 mm) : Este perfil permite una mayor aerodinámica e inercia, pero aumenta su peso. Es ideal para terrenos con partes llanas y de montaña, es un aro muy polivalente.

Aro aerodinámico (Perfil mayor a 60 mm) : Son ruedas muy aerodinámicas en el llano pero hay que saber llevarlas cuando hay viento lateral. Con una garganta de entre 23-25mm. Se usa para pruebas de contrarreloj y no están permitidos en pruebas de ruta. Son más aptas para contrarrelojes y triatlones que para un cicloturista aficionado.

Aro lenticular : Este aro está completamente tapado, es decir, no existen radios, de manera que es una rueda mucho más aerodinámica pero también más pesada.

En esto del ciclismo la estética es un factor muy importante y es indudable que unas ruedas de perfil medio hacen lucir mucho más una bici que unas de perfil bajo. La decisión está pues en los gustos y el bolsillo de cada uno ya que el precio de unas y otras es diferente.

El ancho de las llantas también es variable según el fabricante de las mismas y el uso para el que van destinadas. Así pues las anchuras de la garganta de las llantas más usuales van desde los 14 hasta 18 mm en las de carretera a los 19 hasta 26 mm en las de montaña.

Además del material del aro, se debe tener en cuenta el factor de la doble pared. Se trata de refuerzos que pueden venir directamente con el rin o que se adhieren al aro para darle seguridad e integridad a la pieza. La doble pared mantiene la forma natural del aro frente a las irregularidades del terreno, ya que el peso y la energía no descansan directamente en el rin si no en la doble pared que lo recubre.

2.1.3 Los radios

Conforman el "cuerpo" de la rueda. Estas "varillas" se montan tensadas entre el buje y el aro en el que van roscados mediante unas cabecillas para su posterior ajuste y dan forma y rigidez al conjunto.

Los fabricantes de ruedas normalmente utilizan radios de acero inoxidable de gran calidad o de titanio por su mayor resistencia a la torsión. Aunque también algunos fabricantes en menor medida los montan en aluminio.

Hace ya unos años atrás aparecieron en el mercado unos radios de carbono que provocaron cierto asombro inicial. Pero la inhumana paciencia que requirió trabajar con ellos y la enorme dificultad que generaban en el centrado hizo que rápidamente fueron dejados de lado.

Por lo general el número de radios que consolidan el aro está entre 24 y 36 dependiendo de la sofisticación de la rueda por la tendencia a hacerlas más ligeras (menos radios) pero siempre hay que tener en cuenta que cuantos más radios, más rígida y resistente será la rueda.

En la actualidad los radios de uso más frecuente son los de 1.8 y 2.0 mm. y pueden ser de espesor uniforme (más baratos y robustos), espesor variable (los más utilizados en bicicletas ya de cierta calidad) o de forma aerodinámica.

Los radios pueden ser de cualquier forma y sección pero habitualmente son redondos, ovales o elípticos, e incluso ciertos fabricantes han usado perfiles NACA (como sección del radio). Tienen una dimensión característica, que es la longitud del mismo, y las dos dimensiones que definen su sección transversal son bastante reducidas. El largo de los radios suele oscilar entre 15 y 30 cm, según la longitud del aro. La longitud máxima de alguna de sus dimensiones transversales no suele superar el centímetro de longitud.

A continuación se detallan los tipos de radiado :

Radiado recto: Este radiado sólo se usa para ruedas delanteras. Es muy sencillo de fabricar y funciona perfectamente si el aro está bien construido. Algunas marcas como Shimano desaconsejan este tipo de radiado porque producen grandes tensiones en las alas del buje, pudiendo provocar la rotura de bujes de débil construcción. Al estar calcadas las cabezas de los radios por la parte externa del buje se crea mayor espacio entre la horquilla y el buje, además de añadir un “toque” estético más agradable.

Radiado Recto (Exterior): Este radiado casi igual que el anterior, con la diferencia que las cabecillas de los radios pasan por el interior del buje. Este tipo de radiado es más efectivo en cuanto la rigidez lateral, uno de los puntos más importantes del radiado.

Radiado a dos cruces: Es muy común en las ruedas de carretera. Cada pareja de radios está separada por dos orificios del ala del buje. Esto influye en una menor longitud de radio y menor peso.

Radiado a dos cruces/radial (rueda trasera): Consiste en colocar un radiado recto en el lado izquierdo de la rueda, y un radiado de dos cruces en la parte derecha donde irá anclado el casete.

Hay muchos más tipos de radiados pero no son tan utilizados en carretera, simplemente porque aumentan el peso.

2.1.4 Ejes

Componente que une y fija las ruedas a la bicicleta. Van fijados al cuadro o a la puntera de la horquilla y hace que la conexión entre las ruedas y la bicicleta sea más sólida que la de un husillo de cierre rápido y una ranura abierta.

Conviene saber que hay diferentes medidas de eje de rueda:

De 9mm.: Es el más convencional entre todas las ruedas. Lo normal es que incluya la función de cierre rápido para desmontar la rueda fácil y rápidamente, que por ello

es conocido cómo "QR" (Quick Release) su rigidez es reducida respecto a lo que se utiliza hoy en día, sobre todo en bicicletas de mtb.

De 10mm.: Es el menos convencional pero algunas marcas lo utilizan para aumentar la rigidez.

De 12mm.: Es el más utilizado, el clásico eje de rueda trasera en la mayoría de bicicletas de 27,5",29" y de all mountain trail y enduro. Proporciona gran rigidez y al tren trasero. Puede tener diferentes tamaños de anchura, 135 mm. o 142 mm. dependiendo del ancho del cuadro de la bicicleta.

De 15 mm.: Montado en la mayoría de las horquillas de calidad en bicicletas de 29" y 27,5" Es el futuro de los ejes pasantes en horquillas de suspensión ya que dotan de una altísima rigidez la tren delantero. en bicicletas de 29" es un estándar obligatorio debido al mayor tamaño de la rueda para así aumentar la fortaleza del conjunto.

De 20mm.: Eje pasante destinado esencialmente a las horquillas de suspensión de descenso. Su gran tamaño es adecuado para soportar grandes impactos y proporciona gran rigidez lateral.

2.2 Tipos de rines de bicicleta

2.2.1 Sistema tradicional de tamaño

Los tradicionales sistemas de tamaño se basan en una medición del diámetro exterior de un neumático. Esto por lo general se mide en pulgadas (26", 28", etc) o en milímetros (650, 700, etc.)

Desafortunadamente, la evolución de los neumáticos y las llantas ha hecho estas mediciones perder contacto con la realidad. Así es como funciona: Vamos a empezar con el tamaño de 26 x 2,125 (ISO 54-559) que se hicieron popular en bicicletas pesadas con neumáticos «balón» a finales de los años 30's y sigue siendo común en las bicicletas playeras. Este neumático de tamaño está muy cerca de 26 pulgadas de diámetro real. Algunos ciclistas, sin embargo no estaban satisfechos con estos neumáticos, y querían algo un poco más ligero y más rápido. La industria respondió haciendo neumáticos «medianos», marcados 26 x 1,75 para ajustarse a la misma llanta. A pesar de que todavía se llaman «26 pulgadas», estos neumáticos son en realidad 25.5" no 26".

No obstante, un neumático 26 x 2 (ISO 50-559) mide ~ 26 pulgadas de diámetro, o sea; 559 mm (22 pulgadas) diámetro de la llanta + (102mm) (4 pulgadas) del neumático a lo largo de la circunferencia = 26 pulgadas. Este mismo tamaño de llanta fue adoptada por los primeros pioneros con sus «clunkers» de la costa oeste de California y se convirtió en el estándar para bicicletas de montaña.

Debido al apetito del mercado, se puede conseguir neumáticos tan estrechos como de 25mm para adaptarse a estas llantas, por lo que terminan con una rueda de 26 pulgadas que en realidad es de 24 pulgadas de diámetro. En este caso cabe destacar también que neumáticos medianos y finos de un mismo diámetro total están disponibles en tamaños europeos, para el mediano correspondría el 26 x 1½" (ISO 40-584), que se encuentra en resurgimiento de popularidad y para el angosto 26 x 1⅜", (ISO 35-590), aunque en ambos casos la disponibilidad de llantas y neumáticos es limitada pero estable.

La ventaja de mantener un mismo diámetro es impedir alterar la geometría y el comportamiento de la bicicleta, así como la reducción de la altura del eje pedalier con respecto al suelo que hace más riesgoso pedalear en las curvas con el descenso del eje pedalier entre otros parámetros.

2.2.1.1 Rin 26’’

La rueda comúnmente conocida como de 26 pulgadas (ISO-559 mm) con denominación de ancho decimal de neumático, (ejem. 26 x 2.00, 26 x 2.125 ...) tiene el tamaño utilizado en bicicletas de montaña y playeras.

Tamaño Código ISO Aplicación francés

26 × 1¼ 650 597 Bicicletas inglesas deportivas y de club / Schwinns 26 mm × 1 ⅜ (S-6) / Disponible actualmente en algunas regiones de Asia Pacífico y Estados Unidos 26 × 1⅜ 650A 590 La mayoría de bicicletas inglesas de 3 velocidades / mm Bicicletas económicas / Manteniéndose en popularidad 26 × 1½ 650B 584 Bicicletas clásicas francesas (domésticas, mm randonneurs y tándems) / Creciendo en popularidad Las 26 × 2; ISO 50-584 en adelante, como un controvertido término de marketing para neumáticos anchos para bicicletas de montaña, son conocidas como 27,5 pulgadas por su diámetro mayor de la rueda. 26 × 1¾ 650C 571 Bicicletas de reparto inglesas / Schwinns 26 × 1 ¾ mm (S-7) / Disponible actualmente en algunas regiones Actualmente ISO 28-571, el tamaño es el mismo, son más estrechas y el diámetro de la rueda es menor, se construyen para el triatlón, contrarreloj y bicicletas de carretera de adulto pequeñas

2.2.1.2 Rin 28’’

Tradicionalmente hay de hecho 4 diferentes tamaños de ruedas de 28 pulgadas, que coinciden con 4 diferentes familias de tamaños de neumáticos 700, estos son 700, 700A, 700B y 700C. Las llantas más grandes de éstos (ISO 647mm/642mm) con los neumáticos más estrechos ya no están disponibles.

Tamaño Código ISO Aplicación (en francés fracción)

28 × 1¼ 700 647mm Bicicletas inglesas y neerlandesas antiguas / Bicicletas de pista antiguas

28 × 1⅜ 700A 642mm La mayoría de bicicletas inglesas deportivas antiguas, casi extinta, disponible actualmente en las regiones de Asia Pacífico y el Medio Oriente. Denominación actual ISO 37-642 28 × 1½ 700B 635mm Bicicletas tipo roadster de procedencia inglesa, holandesa, china e india con frenos de varilla o tambor / Bicicletas clásicas tipo Path Racer de procedencia inglesa. Denominación actual ISO 40-635, manteniéndose en popularidad 28 × 1¾ 700C 622mm ISO 47-622 (también 28 × 1.75), Bicicletas 28 × 1⅝ alemanas y norte europeas. 28 × 1¼ 28 × 1⅛ ISO 44-622 hasta ISO 32-622 (28 × 1⅝ hasta 28 × ¾ 28 × 1¼), tamaño tradicional para bicicletas 28 × urbanas. 1,9/2,35 ISO 28-622 hasta ISO 18-622 (28 × 1⅛ hasta 28 × ¾), para bicicleta de carreras, ruedas estrechas y el diámetro de la rueda es menor de 28 pulgadas.

Las ISO 50-622 (28 × 1,9) hasta ISO 59-622 (28 × 2,35), como un término de marketing para neumáticos anchos para bicicletas de montaña, son conocidos como 29 pulgadas por su diámetro mayor de la rueda.

2.2.2 Ruedas de bicicleta para montaña

2.2.2.1 26 pulgadas / llanta de 559 mm

Las ruedas de la bici de montaña de 26 pulgadas son el tamaño más común para bicicletas de montaña. Esta tradición se inició inicialmente debido a que los pioneros de la bici de montaña a principios adquieren las ruedas de sus primeras bicicletas de bicicletas fabricadas en Estados Unidos en lugar de los estándares europeos en uso. Sus antecedentes fueron las ruedas con neumáticos de dos pulgadas tipo «balón» tamaño 26 × 2.125" a finales de los años '30, y que siguen siendo común en las bicicletas playeras, este mismo tamaño de la llanta (559 mm) fue adoptada por los

primeros pioneros de la costa oeste, «clunkers», y se convirtió en el estándar para 3 bicicletas de montaña. La típica llanta de 26 pulgadas tiene un diámetro de ISO-559 mm (22,0") y un diámetro de neumático exterior de aproximadamente 26" (665 mm).

2.2.2.2 27 ½ pulgadas / llanta de 584 mm

Un nuevo tamaño de ruedas para la bici de montaña son las de 27,5 pulgadas (o 39 también conocidas como 650B, ), que utilizan una llanta que tiene un diámetro de ISO-584 mm (23,0") y con neumáticos nudosos (de tacos) de mayor volumen (~ 27,5 x 2,3 / ISO 58-584), son aproximadamente el punto medio entre el los estándares de 29 pulgadas (ISO-622 mm) y las tradicionales de 26 pulgadas (ISO-559 mm)

2.2.2.3 29 pulgadas / llanta de 622 mm

Las ruedas de 29 pulgadas, que se ajustan al estándar de rueda de las populares 700C (diámetro ISO-622 mm), son cada vez más populares, no sólo para las bicicletas de ciclocross, sino también a las bicicletas de montaña a campo traviesa. Su diámetro de la llanta de 622 mm es idéntica a la mayoría de las ruedas de carretera, híbridas, y las de cicloturismo, aunque por lo general son reforzadas para mayor durabilidad en conducción fuera de la carretera (off-road). El neumático promedio de bicicleta de montaña de 29 pulgadas tiene un diámetro exterior de aproximadamente 28,5" (724 mm).

2.3 Materiales de los rines de bicicleta

La mayor variación que han tenidos los rines de bicicleta a lo largo de los años, se encuentra en los materiales con los que son fabricados.

2.3.1 Acero

El acero es el material más popular, debido a su precio, pero solamente es frecuente en las bicicletas urbanas y domésticas, que no están expuestas a terrenos agrestes y se utilizan para hacer recorridos cortos y planos. Es decir, aquellas que todos utilizamos por primera vez, para aprender a montar. Los rines de acero son los más pesados del mercado y, debido al carácter rígido de su consistencia, no absorben golpes y tienden a deformarse con gran facilidad. También se oxidan rápidamente

2.3.2 Aluminio

El material más utilizado para los aficionados es, en cambio, el aluminio. Esto rines pesan menos que los de acero y, debido a su maleabilidad de este metal, absorben mejor los golpes. Además, su capacidad de frenado es mayor, ya que los rines de aluminio tienen guías o pistas de freno, lo que a la larga los vuelva más efectivos

2.3.3 Fibra de Carbono

Pero los mejores en cuanto peso, tecnología y eficacia son los de carbono. Sin embargo, es aconsejable conocer más acerca de las especificaciones de estos componentes a la hora de comprarlos. Y con esto nos referimos a lo que la industria

llama EL FACTOR K. Se trata de un índice para evidenciar el número de filamentos utilizado en cada tira de metal que se enlazada para formar el rin. Por ejemplo los de 1k tienen 1.000; los 2k, 2.000 y así sucesivamente. Un número mayor indica que el rin va a tener más resistencia. Eso sí su gran ventaja es, definitivamente el peso, pues un rin de carbono alcanzará, como máximo, los 600 gramos.

Las piezas fabricadas con este material compuesto suelen ser menos pesadas, más reactivas y absorben con mayor facilidad las vibraciones del terreno. Es el material del ciclismo de competición utilizado por excelencia. La fibra de carbono empezó a utilizarse en el ciclismo en la década de los 90’s, en las grandes vueltas como el tour.

2.4 Propiedades de los materiales de los rines de bicicleta (Físicas, químicas, mecánicas, térmicas, etc)

2.4.1 Acero

Las propiedades del acero más importantes son la conformabilidad y durabilidad, resistencia a la tracción y su buena resistencia a la fluencia, buena conductividad térmica, y, para los aceros inoxidables, la resistencia a la corrosión.

Las propiedades mecánicas del acero pueden ser cuidadosamente controladas a través de la selección de una composición, de los productos químicos, el procesamiento y el tratamiento térmico, que conducen a su micro estructura final.

Las aleaciones y el tratamiento térmico utilizado en la producción de acero en el resultado de diferentes valores de las propiedades y los puntos fuertes y las pruebas deben ser realizadas para determinar las propiedades finales de un acero y para garantizar el cumplimiento de las normas respectivas.

Propiedades mecánicas: Se refiere a la resistencia, la ductilidad y la dureza y estos a su vez, dependen enormemente del tipo de aleación y composición del propio acero.

Plasticidad: Es la capacidad que tiene el acero de conservar su forma después de ser sometido a un esfuerzo. Los aceros que son aleados con pequeños porcentajes de carbón, son más plásticos.

Fragilidad: Se refiere a la facilidad con la que el acero puede ser roto al ser sometido a un esfuerzo. Cuando el acero es aleado, con un porcentaje alto de carbón, tiende a ser más frágil.

Maleabilidad: Es la propiedad que tiene el acero para ser laminado. De esta manera, algunas aleaciones de acero inoxidable tienden a ser más maleables que otras.

Dureza: Es la resistencia que opone un metal ante agentes abrasivos. Mientras más carbón se adiciones a una aleación de acero, más duro será. Para verificar el grado de dureza generalmente se utilizan las pruebas en unidades Brinel (HB) ó unidades Rockwel C (HRC).

Tenacidad: Es el concepto que denota la capacidad que tiene el acero de resistir la aplicación de una fuerza externa sin romperse. En el caso del acero con una concentración mediana de carbón, la tenacidad tiende a ser más alta.

Propiedades físicas: corresponden a la densidad, conductividad eléctrica y térmica no varían mayormente de una aleación a otra.

Cuerpo: Incluyen lo relacionado al peso, volumen, masa y densidad del acero.

Térmicas: Son tres aspectos fundamentales del acero: su capacidad para conducir la temperatura (conducción), su potencial para transferir calor (convección), y su capacidad de emanar rayos infrarrojos en el medio (radiación).

Eléctricas: Se refiere a la capacidad que tiene el acero para conducir la corriente eléctrica.

Ópticas: En el caso del acero denotan su capacidad de reflejar la luz o emitir brillo. Ejemplo de ello es con la aleación requerida para lograr el acero inoxidable, cuanto mayor es su porcentaje de aluminio, mejor será la propiedad óptica.

Magnéticas: Es su capacidad para ser inducido o para inducir a un campo electromagnético. Mientras más alto es el porcentaje de hierro en la aleación del acero, mayor será su capacidad de actuar como un imán.

Las propiedades físicas del acero están relacionados con la física de la materia, tales como densidad, conductividad térmica, módulo de elasticidad, relación Poison, etc. Algunos valores típicos de las propiedades físicas del acero son: densidad ρ = 7.7 ÷ 8.1 [kg/dm3] módulo de elasticidad E =190÷210 [GPa]

Relación de Poisson v = 0.27 ÷ 0.30

Conductividad térmica α = 11.2 ÷ 48.3 [W/mK]

Expansión térmica a = 9 ÷27 [10-6 / K]

2.4.2 Aluminio

El aluminio es un elemento metálico representado en la tabla periódica con el símbolo ‘Al’ y el tercer elemento más común de la corteza de nuestro planeta: un 8% de la misma contiene aluminio en diversos compuestos. y es hoy en día el metal más empleado por la humanidad, junto con el hierro.

El aluminio es un metal no ferromagnético y sumamente liviano (posee una bajísima densidad), lo cual lo hace ideal para numerosas aplicaciones industriales, como la fabricación de envases (latas) o de paneles. Su punto de fusión es muy bajo (660 °C) y es blando y maleable.

El aluminio es un metal plateado con una densidad de 2.70 g/cm3 a 20ºC (1.56 oz/in3 a 68ºF). El que existe en la naturaleza consta de un solo isótopo, 2713 Al. El aluminio cristaliza en una estructura cúbica centrada en las caras, con lados de longitud de 4.0495 angstroms. (0.40495 nanómetros). El aluminio se conoce por su alta conductividad eléctrica y térmica, lo mismo que por su gran reflectividad.

Su aplicación en la construcción representa el mercado más grande de la industria del aluminio. Millares de casas emplean el aluminio en puertas, cerraduras, ventanas, pantallas, boquillas y canales de desagüe. El aluminio es también uno de los productos más importantes en la construcción industrial. El transporte constituye el segundo gran mercado. Muchos aviones comerciales y militares están hechos casi en su totalidad de aluminio. En los automóviles, el aluminio aparece en interiores y exteriores como molduras, parrillas, llantas (rines), acondicionadores de aire, transmisiones automáticas y algunos radiadores, bloques de motor y paneles de carrocería. Se encuentra también en carrocerías, transporte rápido sobre rieles, ruedas formadas para camiones, vagones, contenedores de carga y señales de carretera, división de carriles y alumbrado. En la industria aeroespacial, el aluminio también se encuentra en motores de aeroplanos, estructuras, cubiertas y trenes de aterrizaje e interiores; a menudo cerca de 80% del peso del avión es de aluminio. La industria de empaques para alimentos es un mercado en crecimiento rápido.

En las aplicaciones eléctricas, los alambres y cables de aluminio son los productos principales. Se encuentra en el hogar en forma de utensilios de cocina, papel de aluminio, herramientas, aparatos portátiles, acondicionadores de aire, congeladores, refrigeradores, y en equipo deportivo como esquíes y raquetas de tenis.

Punto de fusión 933.47 K Punto de ebullición 2792 K Calor de fusión 10.79 kJ/mol Presión de vapor 2,42 × 10-6Pa a 577 K Volumen molar 10,00×10-6m3/mol Electronegatividad 1,61 Calor específico 900 J/(K·kg) Conductividad eléctrica 37,7 × 106S/m Conductividad térmica 237 W/(K·m)

2.4.3 Fibra de Carbono

Fibra de Carbono (FC) es un material formado por fibras de 50-10 micras de diámetro, compuesto principalmente de átomos de carbono. Los átomos de carbono están unidos entre sí en cristales que son más o menos alineados en paralelo al eje longitudinal de la fibra. La alineación de cristal da a la fibra de alta resistencia en función del volumen (lo hace fuerte para su tamaño). Varios miles de fibras de carbono están trenzados para formar un hilo, que puede ser utilizado por sí mismo o tejido en una tela.

Las propiedades de las fibras de carbono, tales como una alta flexibilidad, alta resistencia, bajo peso, tolerancia a altas temperaturas y baja expansión térmica, las hacen muy populares en la industria aeroespacial, ingeniería civil, aplicaciones militares, deportes de motor junto con muchos otros deportes.

Dependiendo del precursor para hacer la fibra, la fibra de carbono puede ser turbostrática o grafítica, o tienen una estructura híbrida con las partes presentes tanto en grafíticas y turbostráticas. En fibra de carbono turbostráticas las láminas de átomos de carbono se apilan al azar o en forma irregular. Las fibras de carbono derivadas del poliacrilonitrilo (PAN) son turbostráticas, mientras que las fibras de carbono derivadas de la brea de mesofase son grafíticas después del tratamiento térmico a temperaturas superiores a 2.200°C. Las fibras de carbono turbostráticas tienden a tener alta resistencia a la tracción, mientras que un tratamiento térmico en la brea de mesofase derivada en fibras de carbono con un alto módulo de Young (es decir, baja elasticidad) y alta conductividad térmica.

Este compuesto o composite presenta una serie de características que lo hace único:

● Alta resistencia mecánica, aunque conserva un módulo de elasticidad también elevado. ● Es conductor de la electricidad. ● Tiene una baja conductividad térmica. Lo que se resume en gran capacidad como aislante térmico. ● Baja densidad en comparación con otros materiales similares o que se utilizan para aplicaciones similares, como el acero. Ésta es de 1.750 kg/m3. ● Buena tolerancia a diversos agentes externos. ● Resistencia a variaciones de temperatura, conservando su forma de manera adecuada. Lo que se conoce como baja expansión térmica. ● Alta flexibilidad. ● Precio algo elevado en su producción. Aunque se va abaratando con el paso de los años. Esto es debido a que es un proceso de mucha duración (puede llegar a ser de meses) y que se realiza a muy altas temperaturas. ● Es un componente duradero y tiene un diseño y aspecto elegante.

Debido a sus singulares propiedades, este material se desarrolló inicialmente para la industria espacial, pasando de ahí a, principalmente, la industria del transporte aeronáutico y de automoción. Por su puesto, también es muy utilizada en el deporte de alta competición, donde se requieren buenas características mecánicas aunadas con la ligereza del compuesto. Hoy en día, ha pasado a utilizarse en ciertos productos de consumo regular.

Densidad de la fibra de carbono: comparativa con el acero y el aluminio es su baja densidad una de las características de la fibra de carbono que más capacidad de uso le da, en comparación con otros materiales. Y es que imagínate que puedes tener un material similar al acero pero que pesa como el plástico o, incluso menos. Pues lo lógico es pensar es que es ideal para barcos, aviones, naves y otros elementos para los que el peso resulta un impedimento.

La fibra isotrópica (que tiene comportamiento homogéneo en todas sus direcciones y es la adecuada para hacer mediciones de densidad veraces) se trata, normalmente, de un tipo de fibra de 12 a 18 micras de diámetro con un módulo elástico muy bajo: en concreto, 40 gigapascales. Y la densidad va desde los 1,6 g/cm3 a los 1,75 g/m3.

2.5 Herramientas utilizadas

2.5.1 Autocad 2019

AutoCAD es un software de diseño asistido por ordenador utilizado para dibujo 2D y modelado 3D. Actualmente es desarrollado y comercializado por la empresa Autodesk. El nombre AutoCAD surge como creación de la compañía Autodesk, dónde Auto hace referencia a la empresa y CAD a diseño asistido por computadora (por sus siglas en inglés Computer Assisted Design), teniendo su primera aparición 1 en 1982. AutoCAD es un software reconocido a nivel internacional por sus amplias capacidades de edición, que hacen posible el dibujo digital de planos de edificios o la recreación de imágenes en 3D; es uno de los programas más usados por arquitectos, ingenieros, diseñadores industriales y otros.

Además de acceder a comandos desde la solicitud de comando y las interfaces de menús, AutoCAD proporciona interfaces de programación de aplicaciones (API) que se pueden utilizar para determinar los dibujos y las bases de datos.

Las interfaces de programación que admite AutoCAD son ActiveX Automation, VBA (Visual Basic® for Applications), AutoLISP, Visual LISP , ObjectARX y .NET. El tipo de interfaz que se utilice dependerá de las necesidades de la aplicación y de la experiencia en programación de cada usuario.

En 1997 Autodesk sacó a la venta AutoCAD LT, una versión más económica y menos versátil.

Actualmente AutoCAD cumple muchas funciones en unión con otros complementos llamados extensiones, que permiten una experiencia más amplia a los usuarios.

2.6. Análisis de fuerzas que actúan sobre una rueda

2.6.1. Fuerzas Estáticas

Son las fuerzas de pretensión de los componentes de la rueda, como los radios o la misma presión del neumático.

Tensión del radiado : Los radios se deben tensionar para que no sean capaces de flotar ante una fuerza de compresión (por el peso, un golpe, un salto, etc). Hay 3 zonas sensibles a soportar dichas fuerzas: La primera de ellas es el radio. La tensión que adquiere cada radio, si es metálico, está comprendida entre los 500 y 2500 Newtons . Por lo tanto, a parte del propio radio, se deberán tener en cuenta las otras 2 zonas sensibles, que son las zonas de unión del radio con el buje y el aro. Estas zonas son un punto de rotura bastante habitual.

Inflado de la rueda: Existirá una fuerza de compresión ejercida por todo el neumático (pudiendo ser tubular o cubierta) sobre el aro, que afecta al radiado. En la referencia (Barndt, J. 2006), se afirma que en un tubular o cubierta a una presión de 8.6 bares, el aro percibe una fuerza de 300 N. En comparación con la tensión de los radios, esta tensión es mucho menor en el caso del tubular, aunque sin llegar a ser despreciable.

2.6.2. Fuerzas Dinámicas

Las fuerzas dinámicas son causadas por frenar, pedalear, por el movimiento de giro de la rueda y por esprintar o pedalear de pie sobre la bicicleta. No se ha citado la fuerza gravitatoria causada por la masa del ciclista, debido a que está incluido en el movimiento de la rueda.

Fuerzas Radiales: Las fuerzas radiales son debidas en gran medida al peso del ciclista y del momento de frenado. Esta fuerza cobra vital importancia con la cantidad de ciclos que se realicen. En este apartado influyen mucho el tipo y la cantidad de radios. En este caso es necesario aplicar una fuerza muy elevada, del orden de 150-200 kg para deformar la rueda 1 solo milímetro (Brand, J. 2006).

2.6.3 Fuerzas laterales

Fuerzas esprintando: Cuando un ciclista se encuentra sentado en la bicicleta pedaleando, las ruedas van perpendiculares al suelo. Ahora bien, cuando el ciclista se levanta y comienza a pedalear, comúnmente conocido como esprintar; se puede apreciar como las ruedas dejan de estar verticales (vista de frente) y esto es debido a una fuerza lateral, ejercida por el hecho de que el peso del ciclista va cambiando de un lado a otro (ver figura 18). La distancia entre la llanta y las zapatas de freno oscila entre 2mm y 1 cm. Por lo tanto, si las ruedas no son muy rígidas puede que la llanta roce con las zapatas haciendo que la bicicleta se frene.

Fuerzas girando: La magnitud de la fuerza resultante es similar a la fuerza esprintando. Cuando hay que realizar un cambio de dirección es necesario inclinar la bicicleta y con ello las ruedas. Esta inclinación hace que aparezca una fuerza de reacción sobre el buje, debido a la fuerza que existe por el rozamiento con el suelo, en el componente tangencial al movimiento. Esta fuerza, al no estar compensada como en la de frenado, genera un momento, que tiende a doblar la rueda lateralmente. Esta fuerza dependerá de la velocidad a la que se realice el giro y la inclinación de la bicicleta.

ANEXOS

Cronograma de actividades.

Dibujo del rin de bicicleta en Autocad.

Conclusión:

A lo largo de estas semanas, hemos tratado de implementar los conocimientos previos en el desarrollo de nuestro documento, hemos visto algunos de los materiales que se usan para construirlos y su justificación basándonos en las propiedades de este, asi como tambien los ambientes y las cosas que interactúan con el producto en cuestión,de manera general, se abarca el problema general esto nos facilita en sí, el desarrollo teórico que después se llevará a cabo físicamente como proyecto final de la materia.

Referencias:

Física de la bicicleta; Recuperado el 20-04-2020 de: https://jaivan.wordpress.com/2011/03/25/fisica-de-la-bicicleta-ii/

Historia de la bicicleta; Recuperado el 20-04-2020 de: https://www.bikester.es/info/historia-bicicleta/

Llanta de bicicleta; Recuperado el 20-04-2020 de: https://www.bikester.es/info/historia-bicicleta/