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La bicicleta es una máquina ingeniosa y eficiente. Nos permite desplazarnos largas distancias a gran velocidad usando únicamente nuestros músculos. Además, es un invento divertido, respetuoso con el medio ambiente, requiere poco mantenimiento y su uso habitual representa un ejercicio saludable.
Una historia con 2 ruedas
 La primera ilustración conocida de locomoción sobre dos ruedas se encuentra en una vidriera de la iglesia de Stoke Poges, en Buckinghamshire, Inglaterra. La vidriera, que data de 1642, muestra una persona sobre una primitiva bicicleta dándose impulso con sus pies contra el suelo. No se ha encontrado ningún rastro de esta primitiva máquina, y hasta la década de 1790 no aparecen en el mercado las primeras bicicletas.
El modelo de más éxito en los inicios de la bicicleta, construido en 1791 por el conde de Sivrac, fue el Vélocifère, denominado “el caballo de madera”. Consistía en una máquina de este material, en la que el ciclista tenía que impulsarse con los pies en el suelo y pararse para dar la vuelta, dado que no contaba con ningún mecanismo de dirección. No fue hasta el 1817 que apareció la primera bicicleta con rueda delantera dirigible. Su inventor fue el varón alemán von Drais, que denominó su bicicleta Draisienne. Tenía un cuadro de madera y dos grandes ruedas con radios de madera y cubiertas de hierro. Este diseño llegó a ser muy popular en muchos países.
En 1838 se realizó un importante avance cuando el herrero escocés Kirkpatrick McMillan inventó la bicicleta con pedales. Después no tuvieron lugar muchos más progresos hasta la década de 1860, cuando se introdujeron los radio metálicos y las cubiertas de goma; como cada vez se lograban mayores velocidades, se empezaron a instalar frenos.
Hacia el 1870, la bicicleta había evolucionado hacia un diseño denominado biciclo, en el cual la rueda delantera era mucho más grande que la de atrás. Los pedales estaban conectados directamente a la rueda delantera.
Las bicicletas modernas se basan en la bicicleta “de seguridad”, desarrollada después de 1870. Las ruedas eran de la misma medida, y tenían radios metálicos y cubiertas de goma. La rueda trasera era accionada mediante una cadena. Otros modelos se basan en la bicicleta de Moulton, de ruedas pequeñas, aparecida en 1962. Las ruedas de estas bicicletas tienen diámetros de entre 35 y 50 cm, mientras que las de las bicicletas convencionales hacen entre 60 y 70 cm de diámetro.
| John Dunlop, un veterinario escocés, inventó los neumáticos en 1888. Al observar las dificultades de su hijo para montar en bicicleta sobre terrenos irregulares, se le acudió añadir a las ruedas un par de mangueras de goma llenas de aire. Dunlop es hoy una de las empresas más importantes de fabricación de neumáticos. |
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Física sobre ruedas
Platos y piñones
 El desplazamiento de la bicicleta depende de la rueda de atrás, donde se encuentra el piñón. Este desplazamiento será más rápido cuanto más rápido gire esta rueda. El piñón gira porque va enganchado a la cadena. Si el piñón es grande, hace falta un buen trozo de cadena para que dé toda una vuelta. Al contrario, si el piñón es pequeño, hará falta un menor desplazamiento lineal de la cadena. Esto quiere decir que con un piñón pequeño se consigue más velocidad con pocas pedaleadas. ¿Y qué pasa con el plato? El plato es quien genera los desplazamientos de la cadena. Si el plato es pequeño, hace falta dar muchas vueltas a los pedales para que la cadena haga un desplazamiento pequeño. Por otro lado, un plato grande permite desplazar un buen trozo de cadena con media pedaleada. Combinando la capacidad de producir grandes desplazamientos de la cadena (plato grande) con la necesidad de un mínimo desplazamiento de la cadena para dar muchas vueltas (piñón pequeño) se obtiene la máxima aceleración. Para adquirir esta aceleración debemos hacer más fuerza, y por esto nos cansamos más.
Por cierto, si la bicicleta se moviera en el vacío, sólo sería necesario hacer fuerza una vez para llegar a la velocidad deseada; pero en realidad se mueve frotando el suelo, el cual “se opone” y le hace perder velocidad constantemente, así que hemos de aplicar fuerza más de una vez para evitar pararnos. De hecho, si no hubiera rozamiento de las ruedas con el suelo, la bicicleta no podría adelantar.
Mantener el equilibrio
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Ilustración: Jesús Hernán
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Mantener el equilibrio sobre la bicicleta cuando está parada es casi imposible, mientras que cuando se mueve es muy fácil. ¿Por qué? El motivo es el mismo por el cual una peonza se mantiene vertical mientras está en rotación, aunque sólo se apoye sobre una punta muy aguda. El hecho es que cuando un cuerpo está en rotación tiende a oponerse a cualquier intento de modificar la dirección de su eje de rotación (el eje de la peonza es vertical y el de la bicicleta es horizontal.) Técnicamente, este fenómeno es conocido por “conservación del momento angular”. Esta es la misma razón por la cual, para girar a la derecha o a la izquierda con la bicicleta, es suficiente desplazar nuestro peso en la dirección deseada. Por la conservación del momento angular la bicicleta se desviará hacia allí. |
Dibujo: Oriol Massana
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