La bicicleta (a menudo abreviada como bici ) es un vehículo propulsado por la fuerza muscular humana de los miembros inferiores , que consta de un cuadro al que se constriñen dos ruedas alineadas y dotado de un sistema mecánico para transmitir la potencia física generada a la rueda motriz . Desde un punto de vista técnico y reglamentario , en Italia la bicicleta entra en la categoría más amplia de bicicletas . [1]
El origen de la primera bicicleta realmente utilizada debe atribuirse al Barón Karl Drais , un empleado estatal del Gran Ducado de Baden en Alemania . Karl Drais inventó su " Laufmachine " (coche de carreras) en 1817, que fue llamado por la prensa Draisine (en Italia: draisina); anteriormente existía el velocípedo que constaba de dos ruedas y un trozo de madera. La principal mejora de la Draisine fue la adición de dirección. Se dice que el interés de Drais por encontrar una alternativa a la equitación se debió al hambre y las frecuentes muertes de caballos provocadas por la mala cosecha de 1816 (el llamado " año sin verano ").
Durante el siglo XX se decía que la bicicleta nació en Francia en 1791, año en el que Mède de Sivrac diseñó y construyó su “ celerifero ”. [2] Es cierto, sin embargo, que el celerifer nunca existió y tampoco el conde de Sivrac. El primer testimonio sobre el celerifer se remonta a más de un siglo después de su supuesta creación: en la última década del siglo XIX, el divulgador francés Louis Baudry de Saunier empezó a hablar de él frente a la draisina, para demostrar la superioridad de la franceses sobre los alemanes. . [3] El único rastro encontrado para el celerífero es una patente de 1817 de un tal Jean-Henri Siévrac para la construcción de "medios llamados celeriferi", que sin embargo eran tirados por caballos. [4]
En 1861 Ernest Michaux montó los primeros pedales en una dresina, fijándolos al bulón de la rueda delantera. [5] El término bicicleta se originó en Francia a fines de la década de 1860 y reemplazó al término velocípedo a partir del modelo "High Bicycle" en adelante. La bicicleta [6] fue muy popular hasta la década de 1880. El sistema de transmisión del movimiento generado por los pedales fue objeto de grandes estudios hasta que, antes de finalizar el siglo, se resolvió el problema de la transmisión del movimiento conectando los pedales a una rueda dentada unida a una cadena; esta solución técnica permitió reducir el tamaño de la rueda delantera. [5] En 1884 John K. Starley construyó la primera Safety Bicycle (" bicicleta de seguridad ") en Coventry , llamada "Rover" y destinada a alcanzar un enorme éxito comercial: precursora de las bicicletas modernas, tenía ruedas de igual tamaño y cadena en las rueda trasera. [7] Posteriormente hubo otros avances tecnológicos. En 1888 , Dunlop montó el primer neumático con cámara en un triciclo. [5] A principios del siglo XX se produjeron las primeras competiciones deportivas, como el Tour de Francia (1903) y en 1909 el primer Giro de Italia . [5]
Evolución de la bicicleta
Draisina
Bicicleta
Bicicleta de finales del siglo XIX.
Bicicleta para señora de finales del siglo XIX.
Bicicleta moderna de principios del siglo XX.
A lo largo de su larga historia ha habido muchos intentos de introducir variaciones en la estructura de la bicicleta, tanto para mejorar su eficiencia a la luz de los avances científicos, biomecánicos en particular, como para experimentos de diseño, pero a pesar de ello la estructura general de la bicicleta puede ahora se considera cristalizado y se encuentra sustancialmente sin cambios en todos sus muchos tipos.
Bicicleta con eje de transmisión en lugar de cadena
Componentes de un sistema de transmisión de bicicleta RohloffSpeedhub 500/14.
freno de disco para bicicletas
cambio trasero
Juego de piñones SRAM
La bicicleta es una máquina que transforma la energía muscular en energía cinética : durante el movimiento de pedaleo se aplican un par de fuerzas a los pedales que se transfieren y amplifican, por medio de las bielas que actúan como palanca , al pedalier . Al hacerlo, se genera una rotación del eje del pedalier: este, una vez en movimiento, con restricciones mecánicas transfiere el momento resultante a la corona delantera que lo transfiere a la cadena. La cadena aplica un par de fuerzas a los engranajes traseros, lo que hace que giren. Los engranajes, al estar constreñidos a la rueda trasera, producen el movimiento de rodadura o avance sobre el suelo de apoyo. La energía finalmente se transfiere a todo el cuadro y a la rueda delantera a través de restricciones mecánicas, como la horquilla delantera.
La bicicleta tiene un rendimiento superior al de la carrera a pie porque, a nivel lógico-mecánico, es intrínsecamente una palanca constituida por el movimiento del brazo de manivela (el brazo de palanca ), al que se une el pedal, alrededor del pivote del llamado movimiento central de pedaleo. A diferencia de correr, donde parte de la energía mecánica se gasta en vencer la gravedad , gran parte del movimiento en la bicicleta se transmite hacia adelante de manera mucho más eficiente. Sin embargo, estas ventajas, para materializarse en una superioridad de la bicicleta sobre la carrera, requieren de un "camino", es decir, un terreno con ciertas características de suavidad y "sinuosidad". [8]
"Las personas son como las bicicletas: solo pueden mantener el equilibrio si se mantienen en movimiento" |
( Alberto Einstein ) |
La bicicleta (auto) se estabiliza, contrarrestando la componente de gravedad , gracias al ángulo de inclinación de la coacción de la rueda respecto a la perpendicular (respecto al suelo) (la proyección de la dirección sobre el suelo ( trail ) debe estar más adelantada que el centro de la rueda), a la distribución del peso de las partes delanteras que se sitúan más adelantadas con respecto al eje de dirección y a la precesión del efecto giroscópico de la rueda delantera que tiende a hacerla virar a un mayor grado, haciendo que intervengan los dos factores anteriores ( reparto de la estela y del peso de las partes delanteras); para que este último efecto sea suficiente para establecer el régimen de (auto)equilibrio de la bicicleta, se debe generar un momento angular adecuado , es decir, que la velocidad de rotación de la rueda delantera sea superior a un valor mínimo. [9] La investigación ha demostrado que los ciclistas aficionados y experimentados mantienen el equilibrio de manera diferente cuando están en sus bicicletas. [10]
La energía necesaria para hacer avanzar la bicicleta (hasta 10-20 km/h), en camino llano y en ausencia de viento , es principalmente la necesaria para vencer los roces mecánicos , a considerar que el rozamiento de rodadura de los neumáticos es muy variable en función del tipo de vehículo y por tanto de los neumáticos, ya que para las bicicletas de montaña existe un valor del coeficiente de rozamiento por rodadura de aproximadamente 0,13, que desciende a 0,0034 para las bicicletas de carrera. A una velocidad de unos 18-20 km/h, la resistencia aerodinámica , que aumenta con el cuadrado de la velocidad, ya no es despreciable y el coeficiente de resistencia multiplicado por la sección delantera se vuelve predominante a medida que aumenta la velocidad . En principio, existe un coeficiente aerodinámico por área frontal igual a 0,276 para bicicletas de montaña que desciende a 0,193 para bicicletas de carreras [11] . Para influir en la velocidad existen diversos factores como el estado de la calzada, la sección de los neumáticos, la resistencia aerodinámica, etc. En general, a medida que disminuye la sección de las cubiertas, disminuye la resistencia y, con la misma potencia, aumenta la velocidad.
La presión de los neumáticos es de gran importancia: normalmente los neumáticos muestran la presión de inflado recomendada, por debajo de la cual el rendimiento decae y el neumático se daña. El viento favorable o desfavorable, por débil que sea, afecta en gran medida al rendimiento. Del mismo modo, es importante la superficie frontal del ciclista, que es la causante del arrastre aerodinámico debido al rozamiento con el aire. La posición que ocupa quien anda en bicicleta influye mucho en la resistencia aerodinámica, así como la presencia de cables para los frenos y más. [12] De hecho, los ciclistas buscan en la medida de lo posible la postura correcta, así como la estela de los que van delante para mantener la velocidad deseada con el mínimo esfuerzo.
La postura del ciclista a velocidades superiores a 20-25 km/h empieza a ser muy importante. La postura menos eficiente es la postura erguida que se asume en las "bicicletas holandesas"; en las bicicletas de carrera, con las manos en el grip bajo, se ofrece menos superficie a la resistencia del aire, y menos aún en las bicicletas reclinadas o reclinadas , pero recientemente en la segunda década del tercer milenio también han aparecido las bicicletas con postura prona [13] .
El ancho de los neumáticos es un factor importante según el tipo de terreno y la velocidad . Cuando se utilizan en carreteras pavimentadas ya altas velocidades (superiores a 20-25 km/h), los neumáticos estrechos típicos de las bicicletas de carreras ofrecen menos fricción de rodadura, por lo que rinden mejor. Los neumáticos más anchos, típicos de las bicicletas urbanas, son preferibles sobre asfalto deteriorado porque garantizan una mejor amortiguación de las asperezas del asfalto. En terrenos terrosos e irregulares, se utilizan neumáticos anchos con tacos (tacos) más o menos pronunciados, para evitar que la goma resbale. Para recorridos mixtos, caminos asfaltados y caminos todoterreno, se utilizan neumáticos anchos, con el dentado dispuesto sólo lateralmente, para tener menor resistencia en ciudad y garantizar el agarre en apoyo en suelos de tierra, arcillosos, etc.
La tendencia que maximiza la distancia, con la misma cantidad de energía gastada, es cuando la velocidad es constante. Las velocidades típicas , indicativas y subjetivas, son de 15 a 25 km/h en llano. Las velocidades superiores a 30 km/h comienzan a ser un desafío si se mantienen durante más de unos pocos minutos. Las velocidades de 35 a 50 km/h son propias de grupos de incluso ciclistas aficionados cuando van en grupo y se alternan a la cabeza del grupo, con picos de 65 km/h. Las velocidades por encima de los 50 km/h son propias de los profesionales, sobre todo si no corres en grupo. En carreteras planas, los profesionales pueden alcanzar velocidades de alrededor de 60 a 65 km / h hasta 75 km / h corriendo . En descenso, se pueden superar los 100 km/h. [14] Ir por debajo de cierta velocidad mínima es difícil porque el equilibrio y la estabilidad de la marcha se vuelven precarios. [9]
A modo indicativo, la siguiente tabla ilustra la relación entre la velocidad y la energía y potencia mecánica necesaria para el avance de una bicicleta de carreras . Los parámetros utilizados son: peso del ciclista 75 kg, peso de la bicicleta 10 kg, neumáticos de carrera. [15] [16]
Velocidad v (km/h) | Potencia P1 (vatios) | Energía E1 (kJ/km) | Potencia P2 (vatios) | Energía E2 (kJ/km) |
---|---|---|---|---|
Manos en el manillar | Manos en las empuñaduras inferiores | |||
5 | 5 | 3.6 | 5 | 3.6 |
10 | 15 | 5.4 | 14 | 5 |
15 | 32 | 7.7 | 29 | 7 |
20 | 60 | 10.8 | 55 | 9.9 |
25 | 103 | 14.8 | 94 | 13.5 |
30 | 166 | 19.9 | 149 | 17.9 |
35 | 251 | 25.8 | 224 | 23 |
40 | 363 | 32.7 | 323 | 29 |
45 | 504 | 40.3 | 448 | 35.8 |
50 | 680 | 49.0 | 602 | 43.3 |
55 | 894 | 58.5 | 790 | 51.7 |
60 | 1150 | 69.0 | 1015 | 60,9 |
sesenta y cinco | 1450 | 80.3 | 1279 | 70.8 |
70 | 1800 | 92.6 | 1587 | 81.6 |
Las bicicletas reclinadas , generalmente combinadas con el uso de un carenado aerodinámico ( velomóviles ), son los vehículos de tracción humana más rápidos (HPV, Human Powered Vehicle ) y ostentan esencialmente todos los récords de velocidad en esta categoría: 133,78 km/h ( Sebastiaan Bowier [17] , 2013) [18] y 85,991 km/h en el récord de horas ( Fred Markham , 2006) [19] .
Algunas bicicletas están equipadas con elementos estructurales adicionales para mejorar su usabilidad, estos pueden ser integrados (soldados) o aplicados si el cuadro está preparado o lo permite, tales como:
En el mercado existen otros accesorios menores como el sillín de suspensión, los apéndices en el manillar, las luces , los catadióptricos , el ciclocomputador , la bomba de bicicleta , etc.
Este tipo de bicicleta está equipada con una batería recargable , colocada en un estuche especial que permite su uso y extracción para su recarga de la red eléctrica doméstica. La legislación establece que el motor se activa al pedalear y se apaga cuando se suspende el pedaleo, se activa el freno o se alcanza la velocidad máxima de 25 km/h. El motor eléctrico auxiliar no debe tener una potencia superior a 0,25 kW. Estas bicicletas están exentas de homologación (directiva europea 2002/24/CE, art. 1, punto h [20] ) y, a diferencia de los ciclomotores, no requieren el pago de impuesto de circulación, ni seguro, ni el uso obligatorio de casco. El motor puede estar directamente acoplado a una rueda (a menudo la delantera) mediante ruedas de goma que hacen fricción sobre la llanta , o conectado a la cadena , o bien estar integrado en el buje de la propia rueda. Estas ayudas se pueden utilizar más o menos ocasionalmente para superar pendientes o aumentar la velocidad.
La bicicleta fotovoltaica es un subtipo particular que utiliza energía solar para recargar la batería del motor eléctrico, mejorando la autonomía de viaje. El principal problema es el bajo rendimiento, generalmente reducido a la mitad debido a la rara exposición perpendicular a la luz solar. Además, el panel debe disponerse de forma que no cree problemas aerodinámicos que pongan en peligro la seguridad del ciclista. Similar a esto es la bicicleta de hidrógeno [21] : el pedaleo es asistido por un motor eléctrico, cargado por una pila de combustible que se activa gracias a la combinación de hidrógeno, en forma "sólida" de hidruros metálicos, con aire. Un sensor especial ajusta la potencia a entregar a los pedales según la necesidad detectada. El primer prototipo de trabajo en el mundo fue construido por el instituto de tecnologías avanzadas del CNR de Messina. [22]
La city bike (llamada city bike en inglés) está pensada para los desplazamientos urbanos. Pueden tener montura "diamante" o en U, esta última diseñada para facilitar su uso con vestidos largos o faldas; en ambos casos el asiento es vertical, facilitando así una posición más cómoda del respaldo. Hay modelos con o sin caja de cambios. Este tipo de bicicleta a menudo cuenta con protectores alrededor de la cadena y guardabarros para proteger las piezas mecánicas y la ropa del agua. Los pedales no tienen fijaciones fijas y no requieren zapatos especiales como en las bicicletas de carreras.
Los neumáticos no son anchos ni nudosos como los de las bicicletas de montaña ni delgados, lisos y rígidos como los de carrera, pero tienen una banda de rodadura intermedia. El sillín es ancho y blando, para uso corto y sin la ropa ciclista reforzada. La bicicleta urbana puede equiparse con portaequipajes o cestas delanteras o traseras. A veces, incluso asientos infantiles para niños pequeños.
El European Cycling Challenge , una competición entre ciudades europeas . Durante todo el mes de mayo, las ciudades participantes en el reto compiten gracias a sus ciudadanos. Al descargar la aplicación Cycling365 , realiza un seguimiento de sus viajes en bicicleta en el área urbana, dentro de límites bien establecidos, los kilómetros recorridos en la silla de montar se registran y cuentan para la ciudad de pertenencia. [23]
En algunas ciudades se promueven políticas de incentivo al uso de la bicicleta, como la posibilidad de “compartir” bicicletas, haciéndolas utilizables a través de una red de estaciones de almacenamiento/retirada, a diferencia del simple alquiler . El uso compartido de bicicletas (que se puede traducir como "compartir bicicletas" ) también puede representar una forma de aumentar el uso del transporte público (autobuses, tranvías y metros), integrándolos ( transporte intermodal ).
Como vehículo de trabajo, la bicicleta puede disponer de diferentes equipamientos y accesorios para realizar pequeños transportes y entregas. Las modificaciones o personalizaciones más profundas (incluido el uso de triciclos o bicicletas de transporte) están representadas por la clásica bicicleta de helados, la bicicleta de molinillo o la bicicleta de bombero. [24]
bicicleta de bombero
bicicleta zapatero
Bicicleta de un vendedor ambulante en Indonesia
Un taxi en bicicleta en Amsterdam
La bicicleta es una herramienta para la actividad física, el transporte o el simple ocio o afición . El uso de la bicicleta se caracteriza por una contaminación ambiental casi nula , costos modestos, efectos positivos en la salud y dimensiones totales reducidas del vehículo en el tráfico de la ciudad. [25]
En relación a otros medios de transporte, la bicicleta es el vehículo con menor gasto de energía calculado como la relación energía gastada/personas transportadas. [26] [27]
El mantenimiento de la bicicleta está al alcance de cualquiera por la dificultad técnica y el equipamiento requerido, acentuando el aspecto de vehículo popular e indiferente a las clases sociales , y fomentando la auto-reparación de las propias herramientas.
Hasta hace unas décadas, la bicicleta era solo un medio de transporte fundamental , muchas veces el único al alcance de las clases menos acomodadas. El desarrollo económico ha llevado entonces a una importante difusión del automóvil , que ha suplantado en gran medida el uso de la bicicleta como medio de transporte. Con el aumento del tráfico urbano, el uso de la bicicleta como medio de transporte ha vuelto a ser competitivo. En rutas urbanas congestionadas, la bicicleta a menudo demuestra ser la forma más rápida, especialmente en rutas de menos de 10 km. [25] La ventaja aumenta considerablemente si se incluyen los tiempos y/o costes de aparcamiento, y se hace insalvable si se cuentan además las horas de trabajo necesarias para el mantenimiento de un coche. A favor de la bicicleta, como medio de transporte urbano, hay que sumar la extrema economía frente a otros medios y el nulo impacto ambiental.
Este término describe una forma de turismo en la que se viaja en bicicleta. En Europa existen rutas dedicadas a los viajeros en bicicleta, como las del sistema EuroVelo .
Los mensajeros en bicicleta (también conocidos como " bicycle couriers " o mensajeros en bicicleta ) son personas que realizan entregas en sus bicicletas [28] . Pueden trabajar para empresas de mensajería o por su cuenta. Los mensajeros en bicicleta tienen la ventaja de poder afrontar mejor el tráfico imprevisto, las zonas de tráfico limitado y las plazas de aparcamiento en comparación con las furgonetas clásicas. Los repartidores llevan una variedad de artículos, incluidos documentos que no se pueden enviar por correo electrónico . A veces, estos mensajeros usan radios portátiles para coordinarse entre sí. Algunos repartidores pueden usar carros especiales o bicicletas de carga. La figura del repartidor en bicicleta se retoma en la película Premium Rush de 2012 , donde un mensajero en bicicleta es perseguido por un policía corrupto que quiere hacerse con un mensaje que el repartidor tiene que entregar. También en la película Quicksilver - Money Without Fatigue, el protagonista es un antiguo intermediario que ahora trabaja como mensajero en bicicleta.
Las bicicletas a menudo son robadas a sus legítimos dueños. Se ha estimado que en Italia se roban ilegalmente unas 320.000 bicicletas cada año, con un perjuicio económico de 150 millones de euros . [29] El marcado de bicicletas se puede utilizar como medida disuasoria para desalentar el robo de la bicicleta.
Según la legislación italiana, quien compre una bicicleta robada puede incurrir en el delito de recepción de bienes robados (artículo 648 del Código Penal ) o de compra de cosas de origen sospechoso (artículo 712 del Código Penal italiano), según corresponda. [30]
Este tipo de robo representa el tema central de la película Ladrones de bicicletas (1948), una de las mayores obras maestras del neorrealismo italiano .
El uso de la bicicleta en los distintos países europeos es muy diferente. El uso de la bicicleta está muy extendido en los Países Bajos, con un 31,2% de personas que indican la bicicleta como su principal medio de transporte, frente a un 48,5% que prefiere el coche y un 11% el transporte público . [31] [32] En la ciudad de Münster , Alemania , hay más bicicletas que habitantes. [33] Incluso en la capital alemana, Berlín , las bicicletas son muy populares, tanto por tener carriles para bicicletas a lo largo de la mayoría de las aceras.
El mercado mundial de bicicletas se estimó en 38.500 millones de euros para el año 2012, con 132,3 millones de bicicletas vendidas anualmente. [34] Hasta 1965, la producción mundial de automóviles y bicicletas era esencialmente la misma (20 millones cada uno), a partir de ahí la producción de bicicletas alcanzó los 100 millones de unidades por año, frente a los 42 millones de automóviles fabricados en el mismo período. [35]
En Italia en 2014 se vendieron casi 1,65 millones de bicicletas en un año. [36] En 2013, se vendieron en Italia 51 405 bicicletas de pedaleo asistido. [37]
El uso de la bicicleta como medio de transporte puede presentar problemas. El cumplimiento del Código de Circulación por parte de ciclistas y automovilistas es fundamental para evitar accidentes. Las estimaciones referentes al año 2014 muestran que en Europa el 8 % de todas las muertes en carretera son ciclistas (7 % en Italia), con un 57 % de muertes en áreas urbanas; las lesiones más comunes entre los ciclistas involucraron la cabeza y el cuello . [38]
En la ciudad, las bicicletas pueden ser propensas a sufrir accidentes en la rotonda , especialmente cuando un automovilista está a punto de salir de la rotonda. Un posible accidente para los ciclistas urbanos es el provocado por la apertura descuidada de las puertas de los coches aparcados al lado. Al adelantar a un ciclista es importante mantener una distancia lateral adecuada. En los vehículos pesados, los ángulos muertos pueden ser peligrosos para los ciclistas, ya que no permiten al conductor una correcta visión de determinadas zonas de la calzada. [39]
Como parte de la circulación urbana de vehículos a motor y bicicletas, algunas ciudades grandes y medianas del mundo han sido testigos de la organización de eventos conocidos como la Masa Crítica .
El carril bici (o carril bici o carril bici) es un camino protegido o en todo caso reservado a la bicicleta, donde se excluye el tráfico motorizado, diseñado para mejorar la seguridad vial y regular el tráfico.
Entre los dispositivos de seguridad asociados a la bicicleta, en ocasiones obligatorios en algunas legislaciones, se encuentran dispositivos de señalización acústica como el timbre, o visuales, como luces y placas reflectantes en las ruedas y pedales, o prendas de vestir como chaqueta y casco.
Las distancias recorridas en bicicleta van desde unos pocos cientos de metros hasta 1000 y más kilómetros de randonnées como el París-Brest-París o viajes turísticos más exigentes. Durante el transcurso del año, los ciclistas pueden recorrer en total, dependiendo de la intensidad y constancia de su compromiso, desde unos pocos cientos hasta varios miles de kilómetros.
En los últimos años ha habido muchos intentos de ciclistas aficionados y no ciclistas de dar la vuelta al mundo en bicicleta. El récord lo hizo el ingeniero británico Mike Hall con el tiempo de casi 92 días durante los cuales tocó 20 países y 4 continentes para un total de 29 000 km, o un promedio de 315 kilómetros por día sin apoyo de carretera. [40]
En diciembre de 2012, Juliana Buhring , de nacionalidad alemana y residente en Italia desde hace varios años, fue la primera mujer en lograr la misma hazaña, pedaleando sola 29.000 km sin apoyo en carretera durante 144 días (152 de viaje incluidos) y entrando en el Guinness World. Registro. [41] [42]
En 2013, Robin Zobel recorrió 120 metros en una bicicleta de 6,3 metros de altura. [43]
El ciclismo es el deporte en el que se utiliza la bicicleta. Está controlado por la Unión Ciclista Internacional (UCI); históricamente existen tres especialidades principales: el ciclismo de pista , el ciclismo de ruta y el ciclocross , además del ciclismo todoterreno, el ciclismo de montaña . También hay competiciones de BMX , trial , ciclismo indoor y paraciclismo . Estas ocho disciplinas son las reconocidas por la UCI. La bicicleta también se utiliza en el Triatlón (deporte multidisciplinar en el que se alternan la natación , el ciclismo y la carrera a pie) y en el Duatlón (ciclismo y carrera a pie).
El ciclismo en los Juegos Olímpicos se viene realizando desde la primera edición, la de Atenas 1896 . El programa actualizado de la edición de Londres 2012 incluía 18 carreras, 9 masculinas y 9 femeninas, repartidas en cuatro especialidades: ciclismo de ruta , ciclismo de pista , ciclismo de montaña y BMX .
Para el ciclismo de ruta, las tres principales carreras por etapas de la temporada profesional son el Giro de Italia , el Tour de Francia y la Vuelta a España .