Una mirada más profunda a la fibra de carbono muestra que hay mucho más de lo que parece
Abuso de sustancias
Desacreditamos cinco mitos perdurables sobre la fibra de carbono
Mito: un cuadro de carbono no durará tanto como uno de metal.
Verdad: siempre y cuando no choques fuerte o tengas un martillo en el cuadro, una bicicleta de carbono teóricamente puede durar para siempre. En realidad, el aluminio y el acero duran tanto tiempo hasta que el metal se fatiga y ya no se puede usar de manera segura, pero el carbono se mantiene estable indefinidamente.
Mito: después de un accidente, debe hacer que un profesional inspeccione su cuadro.
Verdad: La mayoría de las grietas que comprometerían la integridad de su bicicleta son fáciles de detectar. Incluso puede pasar un paño suave sobre los tubos; los enganches indican problemas potenciales. Si tiene algún problema o desea una segunda opinión, comuníquese con su fabricante o con una tienda de reparación de carbón respetable. Los expertos residentes pueden evaluar los daños con un reflector de ondas ultrasónicas o una cámara infrarroja.
Mito: los anteojos rotos no se pueden reparar.
Verdad: Shawn Small, propietario de Ruckus Composites, se apresura a disipar esta ficción. En muchos casos, el carbono podría fijarse más fácilmente que el aluminio, afirma. Él debe saber. Su tienda repara la participación de 1.500 bicicletas por año. Para reparar un marco dañado, Ruckus elimina el daño, coloca capas de carbono preimpregnado dentro del vacío y luego vuelve a pintar la bicicleta.
Mito: Las bicicletas hechas de carbono son más frágiles que los modelos de aluminio o acero.
Verdad: Los cuadros de carbono son comparativamente fuertes y pueden soportar una cantidad significativa de fuerza, pero solo si se implementa en la dirección prevista por los ingenieros, por ejemplo, el impacto de un bache en la calle. Pero si esa fuerza proviene de una dirección abrupta, si chocas contra un árbol o pisas la vaina de la cadena, la sustancia es lo suficientemente frágil como para que probablemente se rompa.
Precaución: el sol puede dañar su estructura de carbono.
Verdad: En realidad, es seguro. Los fabricantes de bicicletas usan pintura y/o ceras resistentes a los rayos UV para proteger el cuadro de los rayos potencialmente dañinos.
Estoy parado en Earl’s Cyclery & Fitness en South Burlington, Vermont, mirando una fila de bicicletas de fibra de carbono, contemplando las diferencias entre la carmesí y blanca que tengo frente a mí y la belleza negra mate al final de la línea. .
He estado alrededor de las bicicletas el tiempo suficiente para comprender que los componentes de alta gama pueden marcar una gran diferencia en el resultado final, pero eso solo representa mucho. Lo que quiero saber es: ¿Qué pasa con los marcos?
Me inclino lo suficiente para que mi respiración genere condensación en los tubos, pero las técnicas de construcción dentro de estas bicicletas claramente se encuentran debajo de la superficie. Me dirijo a Joe Drennan, el gerente de Earl, y le pregunto: «¿Qué pasa?»
Explica que los fabricantes de bicicletas utilizan varios grados de carbono. «Cuando inviertes más, obtienes un material más potente, por lo que los fabricantes pueden usar menos, lo que hace que el marco sea más liviano», agrega. Esto es lógico, pero cuando presiono a Drennan sobre cómo las calificaciones no están de acuerdo, cómo afectan el sentido de la bicicleta en la carretera y si la bicicleta de carbono superior de una marca es como la de otra, se pone detrás del mostrador y regresa usando una pila de catálogos. Ciertamente, tengo deberes que hacer.
De vuelta a casa, hojeo la literatura y luego toco Google. Estoy bombardeado con información. La fabricación de carbono es tan complicada y tiene tantas variables que inicialmente dudo que pueda entenderlo. No quiero un curso de nivel de maestría en ciencia de materiales, pero quiero saber cómo se crearon estos marcos para poder tomar una decisión informada. Sin embargo, persevero durante las próximas semanas, finalmente levanto el teléfono y hablo con casi una docena de ingenieros de fibra de carbono de marcas como Cervelo, Giant, Specialized y Trek. A medida que pasa el tiempo, el misterioso material se vuelve más nítido.
¿La revelación más sorprendente? El carbono utilizado en cada bicicleta, sin importar el costo, proviene de uno de los cinco fabricantes. Como aprendería, esas fibras podrían modificarse de muchas maneras antes de que terminen en un cuadro, pero cada bicicleta comienza con más o menos las mismas materias primas. «Ensamblar una bicicleta de carbono es similar a colocar personas en una cocina, todos con los mismos ingredientes», afirma Jeff Soucek, gerente de desarrollo e investigación de Felt Bicycles. «Algunos serán grandes chefs y harán algo delicioso».
Prácticamente todo el carbono producido por los cinco fabricantes se destina a la industria aeroespacial (la cantidad total de carbono utilizada por todos los fabricantes de bicicletas en un año es inferior a la de 3 Boeing 787 Dreamliner). La Asociación Japonesa de Fabricantes de Fibra de Carbono ha categorizado cinco niveles de esta sustancia, cuatro de los cuales pueden usarse en bicicletas y ayudarán a orientar la compra de su bicicleta. Esos grados se caracterizan, entre otros elementos, por la rigidez del carbono (también conocida como módulo) y resistencia a la tracción (que se puede analizar tirando del material hasta que se fractura). A medida que avanza en la escala, el material generalmente se vuelve más rígido y mucho más costoso, pero no necesariamente más resistente (vea la imagen en la página siguiente).
Todo el carbono comienza como fibras delgadas que primero deben convertirse en láminas, tejiéndolas o alineando las hebras en una dirección uniforme, antes de que se conviertan en parte de una bicicleta. Luego, los fabricantes incluyen resina similar al pegamento para crear un material compuesto llamado preimpregnado, que se puede recortar y colocar en capas en formas complicadas. Entonces las cosas se ponen realmente interesantes.
Las bicicletas de carbono pueden contener hasta 500 bits de preimpregnado, construidos en 40 o incluso más capas, a menudo combinando diferentes grados. Algunos bits son tan largos como un tubo, mientras que otros no son más grandes que un sello postal.
Nunca comprenderé completamente todos los principios de la fabricación de carbono, pero los conceptos básicos ahora producen suficiente sentido como para sentirme cómodo al entrar a una tienda y seleccionar una bicicleta. Vuelvo a Earl’s y me concentro en dos modelos que cuestan aproximadamente. Están fabricados principalmente con carbono de nivel medio, y si Drennan me dice que ambos deberían proporcionar un viaje indulgente, entiendo por qué esa es la situación. Solo queda una pregunta: ¿Cómo sé cuál me brindará un viaje más placentero?
Eso es simple, Drennan me informa:
«Todavía tienes que andar en bicicleta».
Tomar La CalificaciónDecisión
Cómo se acumulan los cuatro niveles de carbono utilizados en las bicicletas
Módulo de todos 200280 Gpa
Resistencia a la tracción de 2500 Mpa o superior
Comparativamente fuerte y rígido, este es el tipo de fibra de carbono más económico y se encuentra casi exclusivamente en cuadros de nivel de entrada.
Usado en: Tubos completos, uniones de tubos, áreas de alta tensión alrededor del tubo de dirección, tubo inferior inferior y vainas (incluso en algunas bicicletas de gama alta).
Módulo intermedio
Módulo de todos 280350 Gpa
Resistencia a la tracción de 3500 Mpa o superior
El más poderoso de todos los carbonos, se encuentra principalmente en los marcos superiores.
Empleado en: lugares de alta tensión como tirantes flexibles y en áreas de resistencia crítica, como el tubo superior, el tubo inferior y partes del tubo de dirección.
Módulo alto
Módulo de todos 350600 Gpa
Resistencia a la tracción de 2500 Mpa o superior
Este carbono es normalmente un 62 por ciento más rígido que el módulo estándar, pero es más frágil, por lo que los ingenieros lo utilizan. Una bicicleta de gama alta puede contener un 25 por ciento de fibras de alto módulo.
Usado en: Regiones que necesitan rigidez lateral adicional, como un tubo inferior, tubo de asiento o vaina.
Módulo ultraalto
Módulo de 600+ Gpa
Resistencia a la tracción de 2500 Mpa o superior
Incluso el más rígido de los tipos de carbono, también es frágil y muy caro. Se usa selectivamente en bicicletas de primera línea, a menudo con carbono de módulo intermedio más fuerte; incluso entonces, contiene solo alrededor del 15 por ciento de la sustancia.
Usado en: Zonas de bajo impacto, como el centro del tubo superior.
Módulo: Rigidez, o qué tan bien un material resiste el estiramiento.
GPA: Gigapascales. El módulo se cuantifica en Gpa.
Resistencia a la tracción: una representación de cuánta fuerza podría tomar una fibra antes de fallar.
MPA: Megapascales. La resistencia a la tracción se mide en Mpa.
*Todos estos criterios de la Asociación de Fabricantes de Fibra de Carbono de Japón son recomendaciones, solo los fabricantes de bicicletas y otros fabricantes de productos de carbono pueden etiquetar sus productos de la forma que elijan.
Venganza especializada (cortesía)
Piezas del rompecabezas
Para los ingenieros, construir una estructura de carbono es similar a armar un intrincado rompecabezas en 3D. Las bicicletas pueden tener innumerables piezas, construidas en 40 o más capas. Para hacerlo bien, los diseñadores confían en las aplicaciones informáticas llamadas Análisis de elementos finitos (FEA), que les ayuda a determinar dónde deben usar cada nivel de carbono y también cuál es la mejor manera de orientar las piezas para lograr la combinación perfecta de fuerza, resistencia y flexibilidad. Sin moverse de sus escritorios, los ingenieros pueden experimentar cientos de variaciones por hora hasta lograr el equilibrio ideal. Una bicicleta de alto rendimiento como la Venge de Specialized, reveló, necesita alrededor de 400 piezas individuales de carbono. Cada color representa un grosor diferente de los tubos de carbono.
