¿Cómo elegir el cuadro de una bicicleta eléctrica de neumáticos anchos? Pros y contras que quizás te interese conocer

¿Qué material de cuadro debo elegir? Esta debería ser una de las decisiones clave que muchas personas toman al comprar una bicicleta eléctrica con neumáticos anchos .

A lo largo de los años, los cuadros de las bicicletas eléctricas se han fabricado con una variedad de materiales diferentes, en un principio dominados por el acero. Las principales opciones actuales son el aluminio y la fibra de carbono, aunque el acero y el titanio todavía tienen muchos usuarios en el mercado. Cada material del cuadro tiene sus pros y sus contras, dependiendo de las necesidades personales, como el peso, el presupuesto, la longevidad y las características de rendimiento que desee para su cuadro.

A continuación describiremos algunas propiedades clave de materiales como el aluminio, el acero, el titanio y la fibra de carbono a tener en cuenta antes de comprar una bicicleta.

Bicicleta eléctrica de neumáticos anchos Vtuvia

Aleación de aluminio

Es habitual que los cuadros de aluminio se denominen “aleaciones”. Esto se debe a que el aluminio puro es demasiado blando para moldearlo en forma de cuadros de bicicleta, por lo que se mezcla con otros elementos para cambiar sus propiedades físicas. De hecho, todos los cuadros de bicicleta de metal están hechos de aleación por la misma razón. El acero en sí es una aleación de hierro, mientras que el titanio es principalmente una aleación con aluminio y vanadio.

Números como 6061 y 7005 (las dos aleaciones de aluminio más utilizadas) son códigos para el aluminio mezclado con los aditivos que forma cada aleación (principalmente silicio y magnesio). Cada "receta" tendrá propiedades ligeramente diferentes. Los cuadros de aleación de aluminio también son el metal de elección para los cuadros de gama media y ofrecen una combinación inigualable de peso ligero, alta rigidez y economía.

¿Cómo hacer un marco de aleación de aluminio?

Todos los metales tienen relaciones resistencia-peso muy similares, y factores como el ancho y el espesor de las paredes de los tubos son más importantes que su resistencia. Es relativamente fácil manipular los tubos de aluminio para que tengan diferentes propiedades a lo largo de su longitud, y los tubos de aluminio suelen estar unidos de manera que se garantiza la rigidez donde se necesita y se ahorra peso donde no es necesario.

Marco de aleación de aluminio 6061 Vtuvia SN100

Soldadura de tuberías

Los tubos de los cuadros de aluminio suelen estar soldados. Esto significa que son más gruesos en los extremos, donde la tensión es mayor y se necesita más material para unir los demás tubos, y más finos en el medio para ahorrar peso. Los tubos de raíl recto son sistemáticamente más gruesos y proporcionan un rendimiento constante. Los tubos de conificado simple son más gruesos en un extremo (por ejemplo, en la conexión del pedalier), los tubos de conificado doble son más gruesos en ambos extremos y los tubos de conificado múltiple reducen aún más el grosor en el medio del tubo.

El acoplamiento es solo una parte de la producción; también escuchamos con frecuencia sobre el proceso de hidroformado. Es el proceso de ajustar la forma de un tubo mediante el uso de un fluido a alta presión para darle forma y adaptarlo a un molde.

Los cuadros de aluminio de alta gama son más avanzados que nunca y el proceso puede ayudar a formar formas complejas que afecten las características de partes específicas del cuadro, incluido el peso, la resistencia y la comodidad. Muchos de los cuadros de aluminio más recientes también cuentan con características de diseño aerodinámico.

Los tubos de aluminio suelen soldarse para formar el marco. Las soldaduras de serie pueden tener un aspecto muy irregular, pero esto suele lijarse después de la soldadura para darle un aspecto más plano y también ayuda a ahorrar un poco de peso. Después de soldar el marco de aluminio, a menudo se lo trata con calor para restaurar la aleación a su máxima resistencia. Debido a que se aplica una gran cantidad de calor a un área local al soldar, esto cambiará las propiedades del metal local, haciendo que la soldadura sea el área más débil. El templado después de la soldadura puede ayudar a aliviar esta situación.

Algunos de los primeros cuadros de aleación se fabricaban con tubos cortados a medida y pegados a las orejetas. La marca italiana Alan y la francesa Vitus fueron las primeras en adoptar este método de fabricación.

¿Cuáles son las características de los marcos de aleación de aluminio?

Si bien el aluminio es el material que se utiliza en la mayoría de los cuadros de bicicletas de nivel básico, aún existen algunas opciones de cuadros más costosas y enfocadas en el rendimiento, tanto en bicicletas de carretera como de montaña. Los cuadros de aleación de aluminio son resistentes y duraderos, cuestan aproximadamente una quinta parte del precio de la fibra de carbono, y el aluminio es mucho menos denso que el acero.

Los cuadros de aluminio no son precisamente conocidos por su comodidad debido a la relativa rigidez del material y la falta de absorción de impactos, pero las últimas técnicas de construcción de cuadros, junto con la tendencia hacia neumáticos más anchos en las bicicletas de carretera, significan que muchas bicicletas con cuadros de aluminio han mejorado la calidad de conducción. Si bien los cuadros de aluminio ofrecen un equilibrio de resistencia, rigidez y peso, a diferencia del acero y el titanio, las aleaciones de aluminio son propensas a la fatiga del metal.

Sin embargo, en comparación con los cuadros de carbono, los cuadros de aluminio tienen menos probabilidades de romperse en caso de impacto. Como resultado, el aluminio sigue siendo un material popular para cuadros de bicicletas de montaña y una opción de bicicleta de carretera de nivel básico con un presupuesto limitado.

Ventajas de los marcos de aluminio

• Buena relación rigidez-peso
• La capacidad de carga es excelente.
• Más duradero que el cuadro de fibra de carbono.
• Desventajas de los marcos de aluminio
• Comodidad media
• Producirá fatiga del metal.
• Difícil de reparar

Marco de acero

Durante aproximadamente 100 años, el acero fue el material principal para la construcción de cuadros hasta mediados de la década de 1990, cuando los cuadros de aluminio comenzaron a dominar. Sin embargo, todavía existe un mercado para las bicicletas de acero y es el material principal de elección de los entusiastas y los constructores personalizados.

Carcasa o soldadura

Existen dos métodos principales para fabricar estructuras de acero: con manguito y sin manguito. Las estructuras con manguito insertan tubos en las orejetas de acero fundido en las uniones y luego las sueldan. Las estructuras sin manguito son uniones de tubos soldadas entre sí o con soldadura de filete. La construcción con casquillos solía ser común, y las estructuras de acero clásicas solían tener orejetas muy finas, pero la soldadura tiende a hacer que la estructura sea más liviana y requiere menos limpieza que la soldadura fuerte, lo que a menudo da como resultado uniones con exceso de material que se debe eliminar más tarde.

Por otro lado, la soldadura fuerte requiere temperaturas más bajas que la soldadura, por lo que las propiedades del acero pueden cambiar menos, lo que da como resultado una unión más fuerte. Al igual que los tubos del marco de aleación de aluminio, el marco de acero suele estar a tope para reducir el peso. Las formas de los tubos del nuevo marco de acero son más diversas que la sección transversal circular del modelo anterior.

Amplia gama de materiales de acero.

La mayoría de las bicicletas de acero orientadas al rendimiento están hechas de acero cromado, y el acero de alta resistencia se encuentra en los cuadros más económicos y de gama baja. Los aceros de diferentes composiciones tienen diferentes propiedades. Reynolds 531 es una aleación clásica utilizada para los cuadros de las bicicletas, donde 531 se refiere a la proporción de manganeso, carbono y molibdeno en la aleación.

Sin embargo, ahora hay más opciones, con proveedores de tubos como Dedacciai y Columbus. Los tubos de acero vienen en una amplia variedad de composiciones y perfiles, a diferencia de otros materiales para tubos de cuadros. Esto significa que es posible crear un cuadro de turismo muy resistente o uno más ligero, según las necesidades del usuario.

Los aceros inoxidables también son una opción, pero son más débiles que los aceros al cromo, aunque la fabricación de bicicletas ha desarrollado aceros inoxidables especiales que son tan fuertes o más fuertes que los aceros al cromo.

Características del marco de acero

Las principales desventajas del acero son el peso y el costo. Es más pesado que el aluminio y más costoso de fabricar a gran escala, por lo que el aluminio sigue siendo la opción preferida para la mayoría de los cuadros de bicicleta de metal en la actualidad.

Si bien el acero es mucho más denso y pesado que el aluminio, también es más resistente y duradero. Esto significa que los fabricantes de cuadros pueden utilizar tubos de menor diámetro y paredes más delgadas y mantener el nivel de rigidez requerido, pero el peso sigue siendo un factor negativo. A diferencia del aluminio, se puede reparar con relativa facilidad si se daña. Asimismo, el acero tiene un límite de fatiga y puede soportar una cantidad infinita de tensiones por debajo del límite de fatiga sin provocar fallas, a diferencia del aluminio, que se desgasta con el tiempo.

Las propiedades naturales del acero también permiten una comodidad "elástica", por lo que el acero es una opción popular para bicicletas de diseño y personalizadas, así como para bicicletas de turismo, donde el peso es un problema menor. El acero ofrece un valor más alto que el titanio, la durabilidad y la longevidad son clave. Es decir, a menos que esté hecho de acero inoxidable, el cuadro de acero deberá pintarse para detener la corrosión en el exterior, y los tubos también pueden pintarse en el interior para evitar la oxidación.

Ventajas del marco de acero

• Robusto y duradero sin fatiga.
• Fácil de reparar
• La comodidad es relativamente alta
• Más asequible que el titanio
• Desventajas de los marcos de acero
• Más pesado
• Más caro que el aluminio
• La forma del tubo no es tan avanzada como la del aluminio.
• Se corroerá si no se manipula adecuadamente.

Aleación de titanio

El titanio suele considerarse una opción de alta gama, en parte debido a su calidad de conducción y su costo, así como al hecho de que las bicicletas de titanio a menudo se promocionan como "bicicletas para toda la vida".

La mayoría de los metales tienen una cantidad determinada de ciclos de carga antes de que puedan fallar. El titanio es mucho más resistente a la tensión y la deformación repetidas, lo que significa que los constructores de cuadros expertos pueden crear cuadros más livianos y flexibles sin riesgo de fallas.

Al igual que el aluminio y el acero, el titanio es una aleación y los fabricantes de cuadros tienen diferentes grados para elegir. El AL3 2.5V (que contiene un 3 % de aluminio y un 2,5 % de vanadio) es el grado más utilizado para los cuadros de titanio. Los tubos 6AL 4V son significativamente más resistentes y, por lo tanto, más difíciles de explotar, y a veces se utilizan en cuadros de alto rendimiento o en áreas individuales donde la rigidez es fundamental, como el tubo de dirección y el pedalier.

El titanio también es muy resistente a la fatiga, lo que significa que absorbe mejor los impactos y no se deforma. Por ejemplo, Moots utiliza la flexibilidad del titanio para crear sistemas de absorción de impactos en los tirantes de los cuadros Mountaineer y Routt YBB.

Características del marco de aleación de titanio

En comparación con otros metales, el titanio presenta claras ventajas en lo que respecta a los cuadros de bicicleta. Es menos denso que el acero, por lo que el cuadro puede ser más ligero y, al mismo tiempo, tener tubos de paredes más gruesas. Los tubos de titanio pesan la mitad que los tubos de acero con la misma resistencia a la tracción. Los conjuntos de tubos de titanio de Enigma suelen tener un grosor de 0,9 mm en su punto más fino, mientras que los conjuntos de tubos de acero tienen un grosor de 0,5 mm.

Esto hace que el cuadro de titanio sea más difícil de abollar y, como el titanio no se corroe, no es necesario pintarlo. Sin embargo, el titanio es más difícil de procesar que el acero y se debe prestar atención a la limpieza y al control del proceso de soldadura, y se requiere protección con gas argón para evitar la oxidación.

En el pasado, había muy pocos juegos de tubos de titanio disponibles y no estaban diseñados específicamente para bicicletas. Esto ya no es un problema, ya que hay más opciones de tubos específicos para bicicletas y características de diseño como tubos de dirección cónicos y estándares de pedalier más amplios significan que los cuadros de titanio se pueden diseñar para que sean tan resistentes como lo exija la aplicación.

Ventajas del marco de titanio

• Robusto y duradero sin fatiga.
• más ligero que el acero
• Buena calidad de conducción
• No requiere pintura especial
• Desventajas del marco de titanio
• Difícil de procesar
• No tan ligero como el carbono
• relativamente caro

Fibra de carbono

Desde que Lance Armstrong ganó el Tour de Francia de 1999 con la Trek 5500 OCLV, la fibra de carbono ha sido el material elegido para los cuadros de bicicletas de alto rendimiento.

Hay una buena razón para ello. La fibra de carbono es un material muy adaptable que se puede moldear y ajustar según los requisitos precisos, equilibrando la rigidez, la comodidad y la aerodinámica. Sin embargo, el carbono no está exento de inconvenientes. Los cuadros de carbono son caros (se venden por cinco cifras en el extremo superior del mercado) y son más susceptibles a sufrir daños por impacto que otros materiales.

¿Cómo se fabrica un cuadro de fibra de carbono?

Los cuadros de fibra de carbono están formados por capas de fibra de carbono (trenza de fibra) embebidas en una matriz de resina epoxi. La fibra de carbono le confiere resistencia y la resina lo mantiene unido.

El carbono tiene la relación resistencia-peso más alta por capa, pero solo en una dirección, por lo que se coloca en el cuadro de la bicicleta en múltiples ángulos. Esto significa que su relación resistencia-peso es ligeramente inferior, pero aún mayor que la de otros materiales.

La fibra de carbono también es frágil, por lo que es muy fácil que se dañe en zonas como el gancho de la cola. Por eso, las bicicletas de fibra de carbono suelen venir con vástagos de eje pasante de metal para montar los ejes pasantes o tienen bloques protectores de metal incorporados en estas zonas.

Un impacto también puede causar daños en el interior del cuadro, que pueden no ser visibles desde el exterior y que pueden provocar que el cuadro se rompa inesperadamente. Si un cuadro de fibra de carbono ha sido golpeado o dañado gravemente, debe inspeccionarse antes de volver a montar. Se pueden utilizar ecografías o radiografías para comprobar si hay daños en el interior del cuadro.

Si un cuadro de fibra de carbono se daña, las opciones de reciclaje son muy limitadas, mientras que los cuadros de metal se reciclan fácilmente. El valor del titanio en particular significa que es menos probable que termine en un vertedero.

Ventajas del cuadro de carbono

• Excelente relación rigidez-peso
• Fuerte plasticidad
• Desventajas del cuadro de carbono
• caro
• Se daña fácilmente después de una colisión.