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IES “BENEDICTO NIETO” – La Pola (Concejo de Lena) Módulo de “Conducción de grupos en bicicleta” DPTO. DE FAMILIA PROFESIONAL DE AA. FF. y DD. (UD1) 3.5 LOS CAMBIOS

Profesor: Raúl Afonso Losada 52

3.5 LOS CAMBIOS.

Los cambios son los mecanismos que permiten engranar las diferentes “marchas” de la bicicleta, combinando platos y piñones al desviar lateralmente la cadena tanto a la altura de unos como de otros. Incluyen los mecanismos del desviador delantero o de la cadena (para cambiar de plato) y del cambio trasero (para cambiar de piñón), además de los correspondientes mandos o palancas del cambio, que co‐locadas a ambos lados del manillar permiten el control de los mencionados mecanismos. Dichos mandos se unen por un cable de acero hasta el desviador correspondiente (el mando izquierdo al desviador de la cadena y el derecho al cambio trasero).

3.5.1 EL MECANISMO DEL DESVIADOR DELANTERO.

El desviador delantero es un componente sencillo, a pesar de que su misión y funcionamiento serían la pesadilla de un ingeniero: debe empujar lateralmente la cadena de un plato a otro. Opera sobre la parte superior de la cadena (el desviador trasero lo hace sobre la parte inferior), mediante una palanca o mando situado en el manillar y conectado por un cable de acero al propio desviador. Cuando se pulsa la palanca correspondiente o se gira el mando de puño, según el caso (ver el apartado “3.5.3 Palancas y mandos”), el cable se tensa o destensa y el desviador modifica su posición empujando la cadena lateralmente (o ce‐diendo a su empuje). Debemos estar pedaleando para cambiar de marcha, con lo que la acción de mover hacia un lado (acercándose o alejándose del cuadro) el desviador tiene el efecto de desplazar la cadena de su raíl —el plato— hacia el siguiente.

Ilustración 57. Mecanismodel desviador delantero.Nótense los dos tornillosde reglaje y que el tornillode blocaje del cable prove‐niente del mando es de tirosuperior, aunque otrosfabricantes hacen pasarpreviamente el cable pordebajo de todo el meca‐nismo a través de unasguías. No todas las “jau‐las” presentan el tornilloque permite liberar lacadena sin abrirla.

Debido a que opera sobre la parte superior de la cadena y a que debemos estar pedaleando para que nuestra pulsación en la palanca (o el giro del mando) tenga el efecto descrito sobre la cadena, se ge‐nera una enorme tensión sobre ésta en el momento del cambio de plato (sobre todo al “subir” a uno ma‐yor), por lo que es importante no pedalear con una fuerza excesiva (en casos extremos podríamos incluso llegar a romper la cadena, al intentar cambiar en cuestas con mucha pendiente) para que el cambio funcio‐ne correctamente. De hecho, los cambios de marcha deben ser siempre escalonados y no demasiado brus‐cos: hay que anticiparse y cambiar justo antes de que sea necesario.

Ilustración 58. Desviador delantero de distintos fabricantes. Nótese que las diferencias son menores (anchura, longitud y forma de la jaula, principalmente).



Aunque cada fabricante presenta ciertas variaciones menores, todos los mecanismos funcionan igual: el desviador tiene una abrazadera que lo sujeta firmemente al cuadro (normalmente al tubo del sillín), un perno para aprisionar el cable de acero que llega desde la palanca o el mando giratorio, un cuerpo central del que parten los correspondientes pivotes (cuyo “juego” es el que permite el desplaza‐miento lateral) y una zona denominada “jaula”. Dicha jaula está compuesta por dos placas laterales pla‐nas y alargadas, que se cierran completamente por delante y por detrás encerrando en su interior la ca‐dena, que siempre debe girar atravesando longitudinalmente la jaula. De hecho, el ajuste del desviador delantero (que veremos con detalle en la “UD3. Preparación, mantenimiento y reparación de la bicicleta” y cuyo esquema puede consultarse en la Ilustración 59) consiste básicamente en colocarlo de tal forma que la cadena no roce con las placas laterales ni con los cierres anterior o posterior de la jaula, al menos en las marchas más habituales.

Ilustración 59. Esquema en el que se muestra el sistema de ajuste del desviador delantero: des‐pués de fijarlo correctamente al cuadro (el siste‐ma de ajuste de los cambios se estudiará con detalle en la “UD3. Preparación, mantenimiento y reparación de la bicicleta”), (a) el tornillo marca‐do con “interior” afina la separación entre la cadena y la jaula del desviador cuando la primera está en el plato pequeño y el piñón más grande; (b) el tornillo marcado con “exterior” afina la separación entre la cadena y la jaula del desvia‐dor cuando la primera está en el plato grande y el piñón más pequeño; (c) el tensor del cable, situa‐do en el mando del manillar, permite afinar la separación entre la cadena y la jaula del desvia‐dor cuando la primera está en el plato mediano y el piñón más grande.

3.5.2 EL MECANISMO DEL CAMBIO TRASERO.

La función del desviador trasero o cambio trasero es, precisamente, desviar la cadena lateralmente empujándola de un piñón a otro. Al contrario que el desviador delantero, en este caso se actúa sobre el recorrido inferior de la cadena, bajo los piñones, donde la tensión de aquélla es mucho menor y, por ello, los cambios son normalmente más suaves (además de porque la secuenciación de dientes entre piñones es mucho menor —entre 1 y 4 dientes, normalmente); en realidad, la tensión de la cadena en ese punto es, sobre todo, la que se ejerce con el propio desviador al cambiar, puesto que va equipado con un muelle que elimina el exceso de holgura de la cadena: el mecanismo garantiza que la cadena se mantenga siem‐pre alrededor de los piñones cuando se cambia de uno a otro. En la Ilustración 64 puede observarse la disposición de la cadena en relación con los piñones y con las poleas del desviador trasero.

Ilustración 60. Despiece del mecanismo del cambio o desviador trasero. Nótese el complejo sistema de ajuste: tornillo B para el ángulo, tornillos de reglaje (interior y exterior) y regulador de la tensión del cable.



El cuerpo principal del desviador tiene forma de paralelogramo y va equipado con un muelle, para moverlo en una dirección, y un cable, que tira de él en sentido opuesto. El muelle ejerce una presión constante sobre el desviador, de tal modo que cuando no existe tensión en el cable la cadena es empuja‐da alrededor del piñón más pequeño. El cable de transmisión y la palanca de cambio deben ser capaces de oponer una resistencia al muelle suficiente como para desplazar la cadena hacia los piñones más gran‐des, de un modo similar a como ocurre con el desviador delantero.

Ilustración 61. Desviador trasero de distintos fabricantes (izquierda) y los desviadores con distinto tipo de balancín: corto y largo (derecha).

Existen dos sistemas para fijar el mecanismo del cambio al cuadro: mediante un soporte atornillado o con un soporte integrado, que forma parte del mismo cuadro. El soporte atornillado es el más económico y viene de fábrica con la mayor parte de las bicicletas con un precio inferior a los 250 euros; se fija con un pequeño tornillo de alineado al propio buje de la rueda trasera. El llamado soporte integrado se encuentra en casi todas las bicicletas de gama alta o media; en este caso, el mecanismo del desviador se sujeta a un soporte que es en realidad una extensión (patilla del cambio) de la puntera trasera derecha del cuadro. Este sistema se ha revelado más resistente que el anterior y, por ello, se prefiere para aumentar la preci‐sión del cambio, aunque hay que tener en cuenta que el soporte en cuestión suele ser una pieza en la que se encaja por un lado el propio desviador y por otro la puntera del cuadro, pudiendo variar en función del mismo, por lo que debe instalarse junto con el cuadro. Las punteras de algunos cuadros cuentan con ra‐nuras casi horizontales (en lugar de verticales) que permiten adelantar o retrasar la posición del eje de la rueda en las vainas (los mecanismos de cambio sincronizados tienden a aumentar su rendimiento si el eje se sitúa algo más adelantado que en las punteras con ranuras verticales, es decir, cerca del extremo abierto de la puntera), bien fijándolo directamente o mediante un tornillo de avance (ver Ilustración 63).

Ilustración 62. Esquema en el que se muestra el sistema de ajuste del cambio o desviador trasero: después de fijarlo correctamente al cuadro (el sistema de ajuste de los cambios se estudiará con detalle en la “UD3. Preparación, mantenimiento y reparación de la bicicleta”), (a) el tornillo marcado con “exterior” permite la alineación de las poleas con el piñón más pequeño cuando la cadena está engranada en éste; (b) el tornillo marcado con “interior” permite la alineación de las poleas con el piñón más grande cuando la cadena está engranada en éste; (c) el tensor delcable, situado tanto en el propio desviador como en el mando del manillar (sólo en algunos modelos), permite ajustar el sincronizado del cambio para que con cada clic de la palanca (o mando giratorio) del manillar la cadena se deslice de un piñón a otro. El llamado tornillo “B” o de ajuste de ángulo (sólo en algunos modelos) permite ajustar el ángulo del desviador para alejar el desviador lo suficiente como para que la polea guía no toque a los piñones con el giro de la cadena (lo que provocaría pequeños saltitos en el balancín y la polea tensora).



El ajuste del cambio o desviador trasero (que veremos con detalle en la “UD3. Preparación, mante‐nimiento y reparación de la bicicleta” y cuyo esquema puede consultarse en la Ilustración 62) consiste —una vez que se ha fijado convenientemente al cuadro y nos hemos asegurado de que la longitud de la cade‐na es la adecuada a la combinación de desviador, platos y conjunto de piñones que se vayan a emplear— en colocarlo de tal forma que la cadena no se salga más allá del piñón pequeño ni del piñón más grande, así como que la polea guía no esté encajada sobre el piñón (aunque sí muy cerca) en ninguna combinación y que el sincronizado (si se trata de un desviador sincronizado, como los del tipo Shimano y otros fabrican‐tes, muy habitual desde hace unos años) permita que con cada clic de la palanca de cambio (o del mando giratorio) situada en el manillar la cadena se deslice de un piñón al siguiente.

Ilustración 63. Antes de ajustar el desviador trasero, hay que cerciorarse de que la rueda está debidamente situada con respecto al cuadro. Existen cuadros cuyas punteras están dispuestas en posición horizontal o casi horizontal (en lugar de vertical), permitiendo variar el avance del eje de la rueda y mejorar así el rendimiento del cambio. Algunas bici‐cletas poseen incluso un tornillo de ajuste que permite fijar el eje cuando se halla en la posición correcta.

En realidad, el desviador trasero es el componente de la bicicleta de montaña que se utiliza con ma‐yor frecuencia (se estima que un ciclista profesional puede cambiar de marcha más de 100.000 veces en un mismo año): aunque conlleve cierto peligro, uno puede arreglárselas con unos frenos mal ajustados; si el des‐viador delantero cambia de marcha con dificultad, siempre se puede rodar con el plato pequeño; pero si no podemos emplear la gama de marchas que se ubican en la rueda trasera, probablemente tengamos que volver andando. Afortunadamente, la mayor parte de los desviadores que se montan desde hace unos años están más que preparados para cambiar con suavidad sobre un conjunto de siete a nueve piñones, y una vez que se han llevado a cabo los ajustes iniciales —cuando se cambia el sistema de piñones, el cable, el cuadro de la bicicleta o el propio desviador trasero—, normalmente sólo se requiere algún pequeño ajuste de sincroniza‐ción de vez en cuando (sobre todo si le hemos dado mucha “caña” a la bici sobre terrenos irregulares).

Ilustración 64. Esquema del mecanismo del cambio o desviador trasero, en el que se observa su relación con la posición de los piñones y el recorrido de la cadena.



Los desviadores para bicicletas de carretera se caracterizan sobre todo por la rapidez del mecanismo al cambiar. En el caso de las bicicletas de montaña se busca sobre todo que tengan capacidad para manejar una amplia gama de marchas, en particular las marchas cortas, de modo que nos permitan subir por las pendientes más empinadas con la velocidad deseada y el menor esfuerzo posible (aunque, lógicamente, el estado de forma del ciclista resulta determinante a la hora de superar ciertos desniveles). También es im‐portante tener en cuenta que muchos fabricantes diseñan sus componentes para que trabajen de un modo óptimo combinándolos entre sí, de manera que en ocasiones un desviador delantero y un cambio trasero de marcas o modelos diferentes pueden no ser completamente compatibles entre sí; en general, es mejor comprar y utilizar al mismo tiempo los componentes que han sido diseñados en conjunto.

3.5.3 LAS PALANCAS (O MANDOS GIRATORIOS) DEL CAMBIO.

Las palancas del cambio conectan con los desviadores mediante un cable de acero, permitiendo en‐granar las marchas. En las bicicletas de montaña se montan en los manillares, lo bastante cerca de los puños como para que se puedan cambiar las marchas con el pulgar sólo o en combinación con el dedo índice, sin retirar las manos del manillar en ningún momento.

Ilustración 65. A la izquierda pueden verse (arriba) un mando delpulgar con palanca única de la empresa especializada SUNTOUR, (enel medio) un mando de pulgar con palanca doble de la empresa espe‐cializada SHIMANO y distintos modelos de mandos giratorios de lasempresas especializadas (de arriba abajo) GRIP SHIFT, SACHS y CAM‐PAGNOLO. A la derecha pueden verse (arriba) un mando de pulgar depalanca doble moderno y (abajo) el mismo mando con el freno inte‐grado; ambos modelos son de gama media‐alta (SHIMANO Deore XT).

En realidad, existen dos sistemas: el cambio de pulgar con palanca simple o doble (tipo Shimano) y el cambio de puño (tipo Grip Shift), pero todos tienen un funcionamiento básicamente similar: cuando se mueve la palanca correspondiente (puede haber una sola que suba o baje de marcha o dos, una para subir y otra para bajar) o el mando giratorio (en uno u otro sentido), el cable que los une con el desviador co‐rrespondiente se tensa y provoca la correspondiente desviación lateral de la cadena sobre platos o piño‐nes, o bien se destensa y provoca que los desviadores pasen a la posición que requiere una tensión inme‐diatamente inferior en el cable, según un escalonamiento previamente establecido (el indexado de los cambios o sistema index, introducido en 1990 por la empresa especializada Shimano). El cable tiene un tope, que se encastra en el interior de la palanca o el mando giratorio y permite mantener la tensión en



todo momento, al estar aprisionado en el desviador correspondiente. Los mecanismos cuentan con piezas dentadas que se encajan en otras y permiten mantener la posición o marcha engranada hasta que se vuelve a tensar o destensar el cable.

3.5.4 LAS “MARCHAS” Y LOS “DESARROLLOS”.

La bicicleta es un vehículo hecho a la medida del cuerpo humano y se convierte en una extensión suya, de forma que su función principal (o al menos la original) es proporcionarnos una mayor flexibilidad de desplazamiento para llegar donde el cuerpo humano no llegaría, o al menos para hacerlo de un modo más económico (economizando energía corporal). Para ello se ideó el sistema de marchas, para adaptar nuestra pedalada al terreno o a las dificultades de forma que podamos llegar a nuestro destino más rápi‐do y con menor esfuerzo.

Ilustración 66. Combinaciones adecuadas de plato y piñón para un sistema con siete velocidades (=piñones). En los sistemas con ocho o con nueve piñones ocurriría lo mismo: la marcha más corta es aquella en la que la cadena une el piñón más peque‐ño con el plato más grande, mientras que la más larga es la que une el plato más grande con el piñón más pequeño. Nunca se deben emplear los extremos que crucen excesivamente la cadena: plato pequeño y el piñón o los dos piñones más pequeños; plato grande y el piñón o los dos piñones más grandes; plato mediano y los piñones más grande o más pequeño. De este modo, nuestro pedaleo será más eficiente y el sistema de marchas durará más.

En este sentido, las marchas bajas o cortas (=con cada pedalada recorremos una distancia más corta) permiten subir cuestas muy empinadas; las marchas altas o largas (=con cada pedalada recorremos una distancia más larga) permiten acelerar en superficies planas o incluso en las bajadas y circular a gran velo‐cidad. De hecho, cuantas más marchas tenga la bicicleta mayor es la variedad de terrenos por los que se puede circular con ellas y también aumenta el placer al permitir concentrarnos en conducir sin esfuerzos agotadores. Sin embargo y aunque el número de personas que circulan habitualmente en bicicleta es enor‐me, no todos saben sacar partido de las marchas de su vehículo para aumentar su disfrute y economizar esfuerzos, lo que suele provocar en gran medida que se pierda la afición por andar en bici.

Los primeros velocípedos, en los que los pedales se situaban sobre el eje de la rueda delantera, eran tanto más rápidos cuanto mayor era el diámetro de la rueda delantera (ya que con cada pedalada se daba siempre una vuelta completa), aunque también costaba más esfuerzo y, por ello, no resultaban prácticos para los terrenos que no fueran llanos. Aunque las bicicletas han evolucionado mucho desde entonces, co‐mo ya estudiamos en el apartado “1. Origen y evolución de la bicicleta”, con el término “desarrollo” hoy en día seguimos refiriéndonos en realidad a la distancia recorrida por la rueda con cada revolución completa del pedal; teniendo en cuenta las múltiples combinaciones de platos y piñones que pueden montarse en una bicicleta, dicha distancia es variable en función del tamaño de aquéllos —que se mide en dientes— y del diámetro de la propia rueda. El término “marcha” representa la combinación de plato y piñón engra‐nados en un momento dado y, aunque ambos términos están evidentemente relacionados, su significado no es el mismo: varias marchas ofrecen un mismo desarrollo.

Las bicicletas de montaña tienen tres platos y una combinación de siete, ocho o nueve piñones normalmente. Los platos suelen presentarse en combinaciones de —por ejemplo— 22‐32‐44 dientes, mientras que para los piñones se indica sólo el tamaño del más bajo y el del más alto: 11‐32 (para un sis‐tema de nueve piñones con 11‐12‐14‐16‐19‐22‐24‐28‐32, por ejemplo). El desarrollo que se lleva en cada momento se indica con los dos números de la marcha, como por ejemplo 32/16 (un piñón de 16 dientes en un plato de 32), pero la distancia recorrida por la rueda con cada pedalada completa dependerá, además, del diámetro de la propia rueda y de la constante pí (л=3,1416) según la fórmula siguiente:

DISTANCIA RECORRIDA = л x Diámetro de la rueda x nº de dientes del plato nº de dientes del piñón



No es conveniente emplear todas las combinaciones posibles, ya que en los extremos de plato y piñón la cadena que los une traza un ángulo demasiado elevado para un funcionamiento óptimo, tal y como puede observarse en la Ilustración 66. Tampoco es conveniente abusar de los extremos de piñón para el plato mediano, especialmente si se trata de los nuevos sistemas de 8 ó 9 velocidades (=piñones). Además, debe tenerse en cuenta que entre las 21, 24 ó 27 posibles combinaciones de plato y piñón (según si el sistema cuanta con 7, 8 ó 9 piñones), algunas se repiten, como puede comprobarse en la tabla de la Ilustración 67.

Ilustración 67. Tabla de desarrollos (en metros) para una bicicleta de 26 pulgadas (26x2,54 = 66 cm. ó 0,660 m.). Nótese quemuchas combinaciones se repiten (p.ej.: 27/13, 28/14, 30/15, 32/16, 37/17, etc.), por lo que siempre podremos encontrar una marcha que nos permita mantener el desarrollo adecuado y no fuerce la cadena en exceso).

En el ciclismo de montaña se emplean habitualmente las marchas cortas con preferencia sobre las largas (más aptas para circular por carretera o terrenos rápidos), salvo que la facilidad del terreno (en ba‐jadas, por ejemplo) nos permita engranarlas y mantener una cadencia de pedaleo óptima. La máxima es circular realizando un esfuerzo físico óptimo en todo momento, lo que resulta complicado a los princi‐piantes. Comentaremos con mayor detalle estos aspectos en el apartado “6. Principios de conducción: cómo se conduce la Mountain Bike”.

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