INTI - MECANICA Recomendaciones y algunos datos adicionales respecto de los sistemas de freno más comunes empleados en bicicletas: La eficacia de un sistema de freno depende, entre otras variables, de:
1) La configuración geométrica del sistema de freno; 2) El tipo de material (acero o aluminio) y el estado superficial de las llantas; 3) La oscilación radial y lateral de las llantas; 4) El alargamiento, la longitud y la disposición de los cables de freno; 5) El rozamiento entre cables y fundas. En relación a la geometría de los sistemas de freno existentes, los denominados frenos a herradura (Figura 1), constituyen el sistema más tradicional.
Figura 1: sistema de freno a herradura. Los sistemas de freno llamados Cantilever (Figura 2) comenzaron a sustituir los frenos a herradura a partir del año 1980. Su empleo demandó la inclusión en las horquillas de un nuevo elemento: el pivote para cada balancín de freno.
Figura 2: sistema de freno Cantilever. A partir del año 1996, comenzó a difundirse rápidamente un nuevo sistema de freno con muy buen rendimiento, denominado V-Brake (Figura 3), que también requiere de los pivotes antes mencionados.
Figura 3: sistema de freno V-Brake. 1
INTI - MECANICA Nota: se entiende por rendimiento de un sistema de freno, a la capacidad que el mismo posee de cumplimentar los requisitos de las pruebas de frenado. Otro sistema de freno muy empleado y tradicional, es el sistema denominado a varilla (Figura 4), utilizado habitualmente en las bicicletas llamadas inglesas.
Figura 4: sistema de freno a varilla. Entre los sistemas de freno más comunes usados en bicicletas, el más conocido en la actualidad, corresponde al sistema de freno contrapedal (Figura 5), aplicado a las ruedas traseras de las bicicletas denominadas playeras.
Figura 5: sistema de freno contrapedal. A los efectos de conocer como influye la geometría del sistema de freno, sobre la performance obtenida en pruebas de frenado, y dada la Norma IRAM 40020, que fija los requisitos de seguridad para bicicletas de uso público, y que, en el caso de los sistemas de freno establece que
- se deben realizar pruebas de frenado empleando sólo el sistema de freno trasero y en otro caso, ambos sistemas de freno (delantero y trasero).
- las pruebas deben efectuarse en condiciones de frenado en seco y en húmedo.
- en las pruebas de frenado en seco, la bicicleta debe alcanzar una velocidad de 25 km/h para poder aplicar los frenos y
- la distancia máxima de frenado para pruebas en seco, deberá ser 7m cuando se emplean los dos sistemas de freno y 15m cuando sólo se usa el freno trasero.
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Se presentan, a modo de comparación, en la tabla siguiente, los valores experimentales de las distancias de frenado promedio y sus desvíos estándar σ(%), en pruebas de frenado en seco, para los diferentes sistemas de freno mencionados:
Tabla I: Distancias de frenado para los diferentes sistemas de freno
(Fuente: INTI-MECANICA)
Sistemas de freno
Distancias límites (m)
Distancia (m) y
desvío con Herradura
Distancia (m) y
desvío con Cantilever
Distancia (m) y
desvío con V-Brake
Distancia (m) y
desvío con varilla
Distancia (m) y
desvío con contrapedal
Delantero y trasero
7
10,9 ± 27% 9,4 ± 29% 4,7 ± 21% 6,5 ± 21% 5,5 ± 11%
Sólo trasero
15
25,6 ± 39% 26,5 ± 33% 10,4 ± 22% 14,0 ± 23% 8,2 ± 5%
Del análisis de estos resultados, se concluye que, sólo los sistemas de freno - V-Brake, - contrapedal combinado con un freno delantero a herradura o V-Brake y - a varilla, verifican las distancias máximas de frenado establecidas en la Norma de referencia.
Otro comentario interesante, surge al examinar, para cada clase de freno, el desvío estándar. De alguna manera, el desvió estándar se relaciona con la regulación de los sistemas de freno. Esto es, a mayor desvío estándar, el sistema presenta peor regulación. En este sentido, los sistemas de freno pueden ser clasificados según:
Mejor regulación: contrapedal. Regulación media: V-Brake y varilla. Peor regulación: herradura y Cantilever.
Otras recomendaciones y comentarios adicionales, son los siguientes: Si bien la Norma IRAM 40020 establece, para los sistemas de freno cuyas zapatas (patines) se aplican a las paredes laterales de las llantas, una oscilación lateral máxima de 2mm, es evidente que, cuanto menor sea este valor, más próximas a las paredes de las llantas, pueden ubicarse las zapatas de freno, mejorando la eficiencia de frenado del sistema. Inclusive, la utilización de llantas con superficies de contacto torneadas, mejora significativamente la capacidad de frenado de la bicicleta, aunque justo es decir, con una disminución de la vida útil de las zapatas.
En las bicicletas con cuadro dama, el cableado del sistema de freno trasero es más largo respecto del caso cuadro varón. Esta situación, hace que las bicicletas dama tengan baja performance, en términos relativos, en las pruebas de frenado, salvo aquellas que emplean sistemas de freno V-Brake.
Para aquellas bicicletas que emplean sistemas de freno a cable, con el objeto de minimizar el rozamiento entre los cables de freno y fundas, que siempre se traduce en una pérdida de rendimiento de frenado, es indispensable la lubricación de los cables de freno con un aceite liviano.
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Finalmente, en la tabla siguiente, se establecen las ventajas, desventajas y recomendaciones técnicas para los sistemas de freno citados en este artículo:
Tabla II: Ventajas, desventajas y recomendaciones para los distintos sistemas de
freno (Fuente: INTI-MECANICA)
Sistema de freno
Ventajas
Desventajas
Recomendaciones
- NO cumple los
- Sólo puede ser usado
requisitos de frenado. como sistema de freno
Herradura
- No posee.
- Requiere aplicar
delantero cuando se
mucha fuerza sobre la combina con una masa
palanca de freno.
contrapedal.
- NO cumple los
requisitos de frenado.
- Requiere aplicar
mucha fuerza sobre la
palanca de freno.
- Cuando la bicicleta
Cantilever
- No posee.
no posea guardabarros, en el caso de cortarse o desprenderse el cable
- NO adquirir bicicletas con este sistema de freno.
vertical de freno, el
cable puente, bloquea
el giro de la rueda
(muy peligroso en el
caso que sea la rueda
delantera).
- Dada la capacidad de
V-Brake
- Cumple los requisitos de
frenado. - Requiere aplicar poca fuerza sobre la palanca de freno.
- No posee.
frenado del sistema VBrake, hay que tener especial cuidado con el
ajuste del freno delantero. En el caso que
bloquee la rueda delantera, puede aparejar
un serio accidente.
- Cuando se emplean
con llantas de
aluminio o de acero
- Utilizar llantas de
moleteadas, cumple
- Es un sistema de
aluminio o de acero con
Varilla
los requisitos de
difícil regulación.
superficies moleteadas,
frenado.
para el contacto con las
- Requiere aplicar
zapatas de freno.
poca fuerza sobre la
palanca de freno.
Contrapedal
- Los sistemas de freno contrapedal que se aplican a la
rueda trasera, cumplen los
requisitos para las pruebas de frenado.
- No posee.
- Si una bicicleta con freno contrapedal, corta la cadena, se queda sin transmisión. Entonces, por seguridad del usuario
es OBLIGATORIO que dispongan de un sistema
de freno delantero.
Artículo redactado por Daniel Martinez Krahmer y revisado por Carlos Sacavini.
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