Tots hem lluitat per pujar pendents del 20%, el 25% i fins i tot el 30%. Però, fins a quin punt hauria de ser una carretera abans que no es pugui escalar amb bicicleta?
És una cosa estranya: la nostra recerca de la pendent. És habitual escoltar genets que presumeixen d'haver conquerit els colls alpins que condueixen sense parar cap al cel amb desnivells del 20% durant diversos quilòmetres, o puntes de fins a un 40% al centre de la forquilla.
Però recordant que un desnivell del 100% només suposa un desnivell de 45° (un metre vertical per un metre horitzontal), segurament un desnivell proper al 100% no seria impossible de rodar. Ho faria?
Vam decidir buscar experts per esbrinar-los.
Primer primer. Quan diem el "desnivell més pronunciat" no estem parlant d'aquelles puntes estranyes en el pendent de la carretera ni de la plataforma vertical d'un halfpipe.
Només podem considerar una inclinació persistent que un ciclista de carretera pot intentar circular durant un període de temps raonable.
Curiosament, la potència no és un factor limitant per afrontar les pujades més pronunciades, diu Rhett Allain, professor de física a la Southeastern Louisiana University i blogger de llarga data de la revista Wired.
«Si no t'importa la velocitat, pots pujar qualsevol desnivell amb molt poca potència sempre que hi hagi prou fricció», diu.
‘Per exemple, pots aconseguir petits motors per aixecar una càrrega molt pesada si fas servir prou politges.’
Si podeu crear la relació de transmissió adequada a la vostra bicicleta, fins i tot amb una potència minúscula podríeu pujar qualsevol desnivell, en teoria.
La realitat és diferent. Una relació d'engranatges que us permetés pujar pendents increïblement pronunciats requeriria que feu girar les cames com un boig mentre només us arrossegueu cap endavant. Aviat et tombaries.
Allain posa la velocitat mínima a la qual voldríeu fer una escalada com a velocitat de marxa, o al voltant de dos metres per segon. Segons els seus càlculs (que són una mica massa complicats per parlar aquí), situa la inclinació màxima per a una potència de 422 watts a una velocitat de 2 m/s (4,5 mph) com a 40%.
Així que el 40% podria ser on el poder humà troba el seu partit en una inclinació, més enllà d'això, també podríeu caminar. Però per a aquells que ens interessen menys els aspectes pràctics i estem més interessats a demostrar que el desnivell no ens pot superar, ha de ser possible pujar un desnivell superior al 40% si estem preparats per anar prou lent.
El que volem saber és en quin angle les lleis de la física ens impediran poder pujar independentment de la nostra potència o relació de transmissió.
Equilibri de prioritats
Si haguéssim de pujar per un turó que es feia cada cop més costerut, hauria d'arribar un punt en què simplement bolcaríem cap enrere.
'Si prens una bicicleta com a tres punts, el centre de massa i els dos punts de contacte [les rodes], aleshores si l'eix vertical del centre de massa va més enllà de qualsevol d'aquests dos punts de contacte, la bicicleta s'inclinarà ", diu Allain.
Keith Bontrager, un pioner en el paper del centre de gravetat [CG] en l'ajustament de la bicicleta, explica: "No és fàcil trobar el CG del pilot per mitjans mecànics".
Però sí que posa el CG d'un genet escalador en una línia "2-3 cm darrere de l'eix del pedal a la posició del pedal de les nou".
Segons els nostres propis càlculs (bastant poc científics), calculem que el motorista mitjà, assegut normalment, tindria un CG aproximadament 58 cm per davant i 120 cm per sobre del punt on la roda del darrere toca la carretera.
Ara, per calcular el punt en què el genet cauria cap enrere, hem de fer una mica de trigonometria. (Si us interessa: angle d'inclinació=90 – (Tan-1 (alçada de CG ÷ roda posterior a CG horitzontal).)
A partir d'això, obtenim la resposta d'un punt d'inflexió de 25,8°, o 48%. Així doncs, el desnivell més pronunciat absolut és d'un 48%. O és?
Quan l'angle es fa pronunciat, és poc probable que us sentiu "normalment". Bontrager argumenta: "Un genet evita la bolcada inclinant-se cap endavant en pujades molt pronunciades". Això és comú per als ciclistes de BTT.’
Així que vam tornar a calcular en funció d'un ciclista que s'estenia per sobre de les barres el màxim possible i vam trobar una nova inclinació màxima de 41°, o un 86,9%.
Per descomptat, inclinar-se tan endavant en una inclinació eliminarà una mica de tracció del pneumàtic posterior, possiblement provocant que la bicicleta llisqui alarmantment pel vessant del turó. El que ens porta a la principal restricció de la nostra recerca de la pendent: la tracció.
Relliscar-se
Per moure's amb una bicicleta, necessites fricció per oposar-te al moviment del pneumàtic. A mesura que augmenta la inclinació, la fricció es redueix a mesura que les dues superfícies s'ajunten amb menys intensitat per la gravetat. C
hristian Wurmbäck, director de producte de Continental, diu: "Diria que l'adherència del pneumàtic serà el primer que fallarà en un desnivell molt pronunciat".
Però trobar el punt d'inflexió exacte és complicat. Per començar, hem de conèixer el coeficient de fricció d'un pneumàtic, bàsicament com d'enganxós és.
Això no és fàcil de determinar, com explica Wurmbäck: Realment no es pot dir. Depèn de la superfície, si està humida o seca. La idea que hi ha un número que dóna una presa teòrica per a totes les condicions, realment no existeix.’
Per tant, tot i que la realitat pot ser més complexa, les estimacions del coeficient de fricció del cautxú pur sobre asf alt varien des de 0,3 en formigó humit fins a 0,9.
El càlcul del professor Allain, basat en un coeficient de fricció estimat de 0,8 (que descriu com a "optimista"), situa l'angle màxim que toleraria la tracció dels pneumàtics en 38,7°, o al voltant del 80%.
Perdre l'adherència
A un 80%, això ja fa que la tracció dels pneumàtics sigui el primer punt de fallada, però això encara pot ser una sobreestimació del possible pendent. El coeficient de 0,8 es basa en la idea d'un pneumàtic totalment de goma, cosa rara.
Wurmbäck diu: "Volem que el pneumàtic sigui més rígid i més durador que el cautxú pur". Si tens un pneumàtic molt rígid, tampoc s'enganxa a la carretera.’
A més, les inclinacions de més del 30% sovint requereixen pavimentació de formigó en lloc de asf alt, per la qual cosa les estimacions d'un coeficient de fricció amb el cautxú són més properes a 0,6 quan està en moviment.
Tornant a posar aquesta xifra a l'equació d'Allain, la tracció pot fallar al 60%. Això sense entrar en les complexitats de la distribució del pes entre les rodes donada la posició radical d'escalada que ha d'adoptar un ciclista.
Wurmbäck diu: "Hi ha maneres d'augmentar dràsticament la fricció, com ara posar cola a la superfície". Però en termes més pràctics, vols un pneumàtic càlid i una superfície càlida, en un dia calorós, amb menys inflació dels pneumàtics amb un pneumàtic ample.’
A més del coeficient, també cal tenir en compte la superfície creada pel perfil del pneumàtic. Però probablement necessitaríem un parell de pàgines més fins i tot per ratllar la superfície d'aquesta.
Així que múltiples factors fluctuants juguen un paper a l'hora de limitar el desnivell de la pujada en cicle més vertiginosa. Però si el vostre engranatge, la vostra potència i la vostra posició d'escalada radical us permeten anar al nord d'un desnivell del 60%, probablement podeu esperar que la vostra tracció us defraudi en qualsevol segon.
A menys que tinguis un pot de cola a mà.
