Frame and Form

Desde que Karl Drais inventara el velocípedo en 1817 la bicicleta se ha extendido por el mundo en mil y una variantes. Os presentamos este bello modelo del diseñador berlinés Arndt Menke-Zumbragel: the woodway bicycle.

Todo empezó como un proyecto universitario para desarrollar la madera como material de construcción, y acabó con la producción de esta extraordinaria estructura de madera sobre ruedas.

woodway bike: Detalle manillar

Este es un ejemplo de como la ingeniería y el diseño pueden converger consiguiendo resultados sobresalientes. El cuidado por los detalles y el uso combinado de los materiales otorgan a esta bicicleta armonía formal y estructural.

woodway bicycle. detalle vainas

El resultado final es una bici completamente funcional con un cuadro muy ligero (2,3 kg). Arndt cuida el trabajo de la madera así como el diseño de las piezas metálicas de refuerzo de manera única, destacando el detalle de las vainas superiores!  Más abajo puedes disfrutar de imágenes y detalles de los materiales y la fabricación de las piezas.

¿Si te estabas preguntando por la estructura sobre ruedas oculta en toda bicicleta? Ahora un poco de análisis estructural de una bicicleta con cuadro de diamante:

esquema celosía

Si observamos el cuadro de una bicicleta como un conjunto de barras que trabajan predominantemente en tracción o compresión para transmitir el peso del ciclista a las ruedas, podemos admitir un esquema primario como el ilustrado sobre estas líneas. Aquí se simplifica el peso en la teórica posición de los pedales y se obtiene una estructura clásica de celosía Warren. Nótese que no fue hasta que se obtuvo el dominio técnico de las celosías planas (1848) que se produjo la invención de este tipo de bicicleta (1890).

celosía sobre ruedas

Si sustituimos los apoyos fijos por ruedas el esquema estático de la estructura no cambia, aunque quizás deberíamos notar que esta óptima disposición de celosía no permite el giro de la rueda delantera con lo que se pierde maniobrabilidad.

bicicleta

Con el fin permitir el giro de la rueda delantera, se debe sacrificar la óptima resistencia de los tres triángulos liberando el delantero. Como consecuencia inmediata se debe materializar un ‘empotramiento’ o unión rígida entre la horquilla y el tubo superior del cuadro para asegurar el equilibrio del sistema plano. Tras seguir este análisis recordé una bicicleta que la marca deportiva Puma diseñó hace un par de años, esta bicicleta deportiva plegable tiene una particularidad, posee un cable como substitución del tubo inferior diagonal lo que ejemplifica a la perfección el trabajo a tracción de este elemento a la vez que sirve de dispositivo anti-robo al poderse desmontar fácilmente y usar como cadena para atar la bici en un entorno urbano.

bici puma

No olvidemos la rueda de rádios, que como Juan me recordó, es una de las estructuras más resistentes y eficientes del mundo. El concepto estructural detrás del diseño de la rueda con radios puede ser ampliamente utilizado en estructuras como norias, cubiertas, torres, etc. El sistema de radios pretensados de las ruedas de una bicicleta se merece un artículo propio, por lo que remitimos a los lectores a este futuro cercano.

A continuación las imágenes prometidas del ‘making off’ de la bicicleta woodway:

woodway bicycle. detalle perfil compuesto

woodway bicycle. perfiles madera

woodway bicycle. materiales

woodway bicycle. bielas

woodway bicycle. fabricación bileas

Si todavía tienes hambre de conocimiento sobre el mundo de la física en torno a la bici, realmente hay mucho más!

No te pierdas la Meta-Información:

¿Como influye la geometría de la bici en su equilibrio? Esa curva en la horquilla delantera es la clave! [Eng]

¿Sabías que la ciencia todavía no ha descubierto los fundamentos físicos del equilibrio dinámico de la bici o la moto?
Aquí un artículo de Physics Today sobre un experimento para descubrir la verdad mediante el ingenio de diferentes unridable bikes (bicis ‘inconducibles’) [Eng]

Foto-crédito:

woodway bicycle: Arndt Menke-Zumbragel

esquema estructural bicicleta: Open Learn UK

bicicleta Puma: Puma Urban Mobility