CAPITULO 3: GEOMETRIA Y DINÁMICA DE LA MOTO

En el capítulo anterior decíamos lo siguiente:

Cada una de las motos del mercado ha sido creada después de un riguroso estudio para tener la máxima eficacia en el entorno para el que ha sido desarrollada, por lo que tiene una geometría digamos ideal, para favorecer la conducción en determinadas condiciones.

Y esto nos sirve como perfecto encabezamiento para tratar un tema que aunque pueda parecer algo espeso, es el concepto más importante para cualquier fabricante de motos que se precie y donde recaerá el diseño, medidas, materiales, potencia, frenada y pesos concernientes a nuestra moto. De la misma forma, como usuarios que somos, conocer los puntos básicos de la geometría de la moto nos ayudará a poner en práctica los contenido que se pretenden en este manual, es más, considero imprescindible conocer ciertos comportamientos de la parte ciclo para sacar un buen beneficio a la actividad que desarrollamos.

PARTE CICLO
Corresponde al conjunto de chasis, ruedas, basculantes y suspensiones de nuestra motocicleta, y es el responsable del comportamiento general de la moto, buscando un perfecto compromiso entre agilidad en curva y estabilidad en recta, además de comodidad.

De la parte ciclo surgirán todas las medidas resultantes en la moto, es decir, la configuración del chasis, basculantes, suspensiones y neumáticos determinará desde la distancia entre ejes a la postura del piloto, que ya sabemos que es parte actuante por una determinada postura de conducción.

Repasaremos estos conceptos punto por punto para comprenderlos de forma independiente:

CHASIS:
El chasis es, por decirlo así, el esqueleto de la moto. Es una parte estructural donde van a fijarse prácticamente todos los elementos que componen nuestra motocicleta y su misión es la de soportar todas las fuerzas y pesos ocasionados con la conducción por lo que debe tener la rigidez necesaria para no descomponerse, si bien, poseer alguna elasticidad para, entre otras cosas, dejar pasar ciertas sensaciones al piloto. Puede estar realizado con distintos materiales, como el aluminio, el acero, fibra de carbono o cromo-molibdeno y puede tener diferentes formas y estructuras, por ejemplo doble viga, doble cuna, espina dorsal, monocasco, multitubular o tipo trellis, u omega.

Para darnos idea de la importancia del compromiso rigidez-flexibilidad del chasis lo mejor es imaginarnos un piloto de circuito. En una curva en la que la inclinación de la moto supera los 45º, las suspensiones, cuya misión por decirlo de forma sencilla es absorber las irregularidades del asfalto, dejan de funcionar ya que el peso no recae en la misma dirección al muelle, o dicho de otra forma, el peso del conjunto moto-piloto está en un plano distinto respecto a la efectividad de dicho amortiguador. Es en ese momento donde la flexibilidad del chasis debe hacer las funciones de la suspensión, combándose y evitando que el piloto caiga al suelo ante cualquier súbito bache.

SUSPENSIONES
Corresponden a la horquilla delantera y monoamortiguador o amortiguadores traseros, en el tren delantero son además los responsables de la dirección de la moto por un rodamiento en la tija de dirección, aunque alguna marca opta por una suspensión delantera alternativa como el duolever de BMW o el único amortiguador delantero en la Bimota Tessi o el diseñado por Alan Parker en la Yamaha GTS, donde dirección y suspensión son independientes. En la suspensión trasera el amortiguador conecta el chasis con el basculante, este último puede ser de uno o dos brazos y su función es sujetar la rueda, corona y cadena de trasmisión, a la vez que pivota en el extremo contrario donde está unido al chasis o excepcionalmente al bloque motor, para dar recorrido a la suspensión.

El cometido de las suspensiones es absorber todas las irregularidades del terreno intentando mantener el máximo contacto y adherencia de las ruedas con el asfalto, a la vez de mantener la estabilidad de la moto tanto en curva como en recta, y librar al conjunto de todas las oscilaciones posibles tanto en frenada y aceleración, todo ello combinado con infinidad de trazadas distintas y diferentes calidades de asfalto.

Básicamente funcionan mediante un muelle que “suspenden” la moto a las ruedas. Este muelle no deja de oscilar ante los distintos baches y resaltos del terreno, y también, ante las distintas fuerzas y pesos de la conducción. Los vaivenes producidos son frenados y controlados en velocidad de extensión y compresión por unos pistones contenidos en un circuito interno de aceite, el cual proporciona mayor o menor rapidez de reacciones según dejen pasar más o menos líquido a través de sus válvulas. A su vez tienen incorporado un depósito de gas en sustitución de aire, generalmente nitrógeno. Este nitrógeno, al contrario del aire, no se mezcla con el aceite en forma de burbujas y no se comprime tan fácilmente, dándole mayor efectividad al conjunto.

Uno de los mayores hándicap que han de sortear las suspensiones es evitar que su trabajo afecte negativamente en la geometría de la moto, centros de gravedad y reparto de masas, ya que los amortiguadores están constantemente comprimiéndose y descomprimiéndose y alterando ciertas medidas como la distancia entre ejes, centro de gravedad y reparto de masas en frenadas y aceleraciones.

Por citar un ejemplo, durante una frenada en recta, la suspensión delantera se comprime absorbiendo el peso del conjunto hacia el tren delantero, en este momento la rueda trasera tiende a levantarse y perder el contacto con el asfalto perdiendo la eficacia de frenada del freno trasero, y momentáneamente la distancia entre ejes queda ligeramente más corta. Pues ambas suspensiones deben trabajar eficazmente y al unísono para que todos esos efectos se noten lo menos posible. En curvas es mucho más importante ya que los repartos de pesos cambian rápidamente, frenada y aceleración se suceden y diferentes inercias, fuerzas centrífuga y centrípeta (subviraje y sobreviraje) además del peso y diferentes movimientos del piloto, hacen trabajar a la suspensión todo el tiempo. Un mal reglaje puede hacer una moto totalmente inconducible.

No deja de resultar curioso lo preocupados que podemos estar los motoristas por satisfacer ciertas facetas estéticas de la moto, o bien cambiar atronadores escapes, o intentar sumar un mínimo de potencia al motor, cuando una correcta puesta a punto de las suspensiones, o bien, un cambio de estas por unas de mayor calidad, puede suponer una mejora abismal en cuanto a efectividad en la conducción deportiva. Reitero, las suspensiones son importantísimas en la moto, y es la clave para ganar carreras en competición.

En este blog hay una colección de tres post dedicados exclusivamente al reglaje de suspensiones donde se explican ampliamente los conceptos necesarios para comprender su funcionamiento y desarrollar una buena puesta a punto.

RUEDAS:
Las llantas junto con los neumáticos tienen mucha importancia en las aptitudes dinámicas de la moto ya que son las que además de trasmitir la potencia del motor y conferirnos adherencia con el asfalto, capacidad de frenada, información de sensaciones al piloto y muchas más virtudes, están sujetos a medidas y pesos, los cuales afectarán de una forma u otra en el comportamiento total.

El radio de la llanta interviene mucho en su agilidad, una rueda pequeña tenderá a girar en un corto espacio mientras que una grande necesitará mucho más espacio para un giro completo, de la misma forma, la estabilidad de una rueda grande en línea recta también será mayor que una pequeña.

La anchura de la rueda, así como su perfil, son también responsables de la agilidad. Cuanta más ancha sea una cubierta, el esfuerzo necesario para inclinarla será mucho mayor que una cubierta estrecha, por lo que una rueda trasera más ancha, pese a ser más vistosa, puede ocasionarnos menor agilidad en curvas. Un ejemplo extremo sería la agilidad que tienen las bicicletas de carretera a pesar de contar con ruedas de radio grande. La forma más o menos picuda o redondeada interviene considerablemente en la conducción a que determina la velocidad de inclinación a la tumbada.

El peso de la rueda es muy significativo. Muchas veces las versiones “R” de un modelo concreto se diferencian entre otras cosas por ofrecer unas llantas más ligeras fabricadas por una marca especializada, ¿Nos suena Marchesini?. Las ruedas junto con los discos de freno, es la única masa no suspendida de la moto, y está obligada a desplazarse mediante giros. Esta acción giratoria confiere a las ruedas una gran carga centrífuga y distintas inercias, que son fuertes resistencias que debe de vencer un piloto para trazar una curva. Entenderemos esta inercia como la tendencia de una moto a seguir recta. Este punto es importantísimo ya de ese movimiento giroscópico están basadas muchas técnicas de conducción que dependen del renombrado CONTRAMANILLAR.

DISTANCIA ENTRE EJES:

También llamada “batalla” es la distancia concreta que existe entre los ejes de la rueda delantera y trasera de la moto, si bien, esa distancia en marcha es todo el tiempo cambiante debido al acortamiento y alargamiento de las suspensiones, de ahí que se diga que al frenar la moto acorta la distancia entre ejes y facilita la entrada en una curva al volverse momentáneamente más ágil. La medida concreta no es directa de eje a eje, sino es justo la proyección de ambos ejes sobre un plano horizontal, por decirlo de otra forma, es la medida entre el centro de cada una de las huellas de los neumáticos.

La distancia entre ejes es la responsable de la agilidad en curva y estabilidad en recta. Una moto larga entre ejes nos ofrecerá mucha estabilidad en recta, si bien, carecerá de la agilidad necesaria para entrar en curvas. Ese es el motivo por el cual las motos de carácter deportivo actuales aparentan ser tan “recortonas”.

LANZAMIENTO Y AVANCE
Llamamos lanzamiento al ángulo que forma el eje de la dirección respecto a la línea vertical imaginaria que atraviesa el eje de la rueda delantera. Suele variar según el tipo de moto, en deportivas se sitúa en torno a 23º y en choppers en torno a los 30º. Como es obvio, cuanto mayor sea el lanzamiento más fuerza de palanca necesitaremos para girar el manillar.

El avance es otra medida extraída de la anterior configuración, y es el resultante de la medida entre las líneas que comprenden el ángulo de lanzamiento y la vertical del eje con el suelo. Suele ser entre 8 y 12 cm. y aunque sea un margen bastante corto, pequeñas variaciones tienen grandes influencias. El avance sí que está muy relacionado con la dinámica de la moto ya que es el responsable de proporcionar la estabilidad direccional de la moto. Es importante que la huella de ambas ruedas quede detrás del punto adelantado del avance ya que procurará el autolineado de la moto. Cuanto mayor sea el avance, mayores fuerzas hay que generar para romper ese autolineado, este es uno de los motivos por el cual una moto chopper es más estable en línea recta, y una deportiva más ágil en curva.

REPARTO DE PESOS Y CENTRO DE GRAVEDAD
El reparto de masas viene determinado por la geometría de la moto, en donde intervienen muchos factores más allá de su peso, como son la distancia entre ejes, ángulo de lanzamiento, distancia entre el cabezal de dirección y basculante, longitud de horquilla y basculante trasero, centralización de masas, etc…Y posteriormente tener en cuenta la incidencia del piloto en todo este conjunto, teniendo en cuenta su peso y postura determinada por los tres puntos de apoyo, que son estriberas, asiento y manillar. A esto podemos incluir además un pasajero. Todos estos parámetros influirán sustancialmente en el comportamiento de la moto en aceleración y frenada, estabilidad en rectas y manejabilidad en curvas.

Si colocamos dos básculas bajo sendas ruedas en una moto convencional, nos darán una medida bastante próxima al 50% en busca de un buen equilibrio. En motos deportivas es usual adelantar el peso sobre el tren delantero ya que nos proporcionará más control sobre la rueda delantera, y por tanto sobre la dirección, a la vez que trasmite mayores sensaciones al piloto. Durante la conducción, los pesos cambian todo el tiempo, encontrando una mayor carga en la rueda delantera durante la frenada con el consiguiente aligeramiento de la trasera, y al contrario en aceleraciones. Posteriormente veremos que un brusco cambio de reparto de pesos durante la trazada, puede dar al traste con nuestra conducción.

El centro de gravedad es fácil de explicar. Si giramos una pieza de dominó encontraremos su centro de gravedad en el eje de giro, justo en el centro, pero… ¿sobre qué punto giraría una moto con ese movimiento? Puede que un punto algo retrasado cerca del motor ¿Y si además sumamos el piloto? Entonces el centro de gravedad nos quedaría más alto.

Un centro de gravedad bajo permite más estabilidad al conjunto moto-piloto, en contrapartida tendremos menor distancia libre al suelo, que nos limitará en las inclinaciones. En cambio, un centro de gravedad alto, aunque parezca al contrario, requiere de menor inclinación para tomar la misma curva a la misma velocidad. Las inercias propiciadas por la curva se contrarrestan mejor con un centro de gravedad alto, ese es el motivo por lo que las motos trail resultan bastante ágiles y efectivas en trazados revirados.

 

Esta física es algo complicada y de difícil explicación. Entenderemos este concepto mirando el dibujo: El centro de gravedad se encuentra en el cruce de la línea azul (equilibrio entre la inercia y la fuerza de la gravedad) y la línea roja (ángulo de inclinación). Es imposible, pero si imaginamos que el centro de gravedad estuviera situado en la hélice de la espalda, el equilibrio de la trazada estaría en el mismo lugar, permanecería inalterado, pero la línea roja que marca el ángulo de inclinación coincidiría con el CdG superior, entonces la moto se incorporaría un poco para hacer coincidir en ese punto ambas líneas, ofreciéndonos menor ángulo de inclinación.

INERCIAS DEL MOTOR
En ningún otro vehículo el motor interviene tanto como en la moto, además de dos formas, la primera por el peso del motor, que interviene en el reparto de masas y donde intervienen tanto su peso como su configuración. No pesa igual un solo cilindro refrigerado de aire, que un cuatro en línea. La configuración es importante ya que según sea la configuración, será colocado de una u otra forma en la moto, un ejemplo es un cuatro en línea tradicional, que ocupa poco espacio y se sitúa de forma adelantada, un bóxer, que sobresale de la motocicleta por los costados y proporciona un bajo centro de gravedad, o un gran motor de dos cilindros en “V” que llega a alojarse debajo del sillín.

Además de lo anterior, es necesario comentar que el motor es un conjunto de piezas en movimiento, lo cual proporciona fuertes inercias cuando trabaja debido a las explosiones de motor y recorrido de los pistones, y las que los fabricantes, a excepción de algunas firmas que se sienten orgullosas de su traqueteos, intentan mitigar con ejes de equilibrado, bielas falsas e ingeniosas puesta a punto como el motor Crossplane de Yamaha. Estos distintos caracteres de los motores influyen sustancialmente en las percepciones y sensaciones del piloto, y por tanto a la conducción. Como ejemplo recordaré los problemas de V. Rossi con Ducati debido a la pérdida de sensibilidad del tren delantero debido a las inercias generadas por la configuración de su motor cuatro en V.