Guía completa para entender la geometría de una bicicleta de montaña
Mecánica

Guía completa para entender la geometría de una bicicleta de montaña

19
jul 2017

La geometría presente en los cuadros de las bicicletas es uno de los aspectos que más está evolucionando en el mundo del ciclismo de montaña. Ángulos y longitudes, y conceptos algo más específicos como Reach y Stack del cuadro y Offset de la horquilla, están sufriendo cambios significativos en los últimos años. ¿Cómo afecta el ángulo de dirección al comportamiento de la bicicleta? ¿Y el ángulo del tubo del sillín? ¿En qué se diferencia un Reach más largo de uno más corto? ¿Qué es el avance de la horquilla? A continuación, todo lo que hay que saber para entender la geometría de una bicicleta de montaña.

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El ángulo de dirección

El ángulo de dirección es la medida o inclinación, en grados, del tubo de dirección, y es la que configura la inclinación de la horquilla con respecto al eje horizontal de las ruedas. Un ángulo de dirección de 90º significa que el tubo de dirección es completamente recto de arriba abajo, por lo que la horquilla quedaría montada de forma completamente vertical. Cualquier ángulo inferior a 90º posiciona la horquilla hacia delante del tubo de dirección, dotando a la dirección de la bicicleta de características únicas dependiendo de dicha angulación.

El ángulo de dirección de una bicicleta se puede dividir en tres tipos diferentes dependiendo de la modalidad del modelo en cuestión. Los ángulos de dirección cerrados, de entre 70º y 72.5º, son los utilizados por las bicicletas orientadas a la competición XC. En el otro extremo encontramos los ángulos de dirección más abiertos o relajados, entorno a los 63º, presentes en las bicicletas de DH. Entre ambos extremos angulares encontramos las bicicletas de Trail y de Enduro; las primeras con ángulos de dirección más cerrados y las segundas, ligeramente más relajados.

¿Cómo afecta el ángulo de dirección a una bicicleta? Un ángulo de dirección cerrado posiciona la horquilla más cerca del centro de gravedad de la bicicleta, lo que unido a un ángulo de sillín también recto, hace que el ciclista se sitúe sobre el eje vertical de la bicicleta mejorando la posición de pedaleo para aprovechar la máxima potencia generada sobre los pedales. Este tipo de ángulo es habitual en las bicicletas de Rally, puesto que permite rodar rápido y mantiene la rueda delantera bien pegada al firme en los ascensos, dotando a la bicicleta de una geometría escaladora y veloz.

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Un ángulo de dirección abierto o relajado sitúa la parte inferior de la horquilla (y por ende, la rueda delantera) más alejada del eje vertical del tubo de dirección, posicionando al ciclista más retrasado con respecto al centro de la bicicleta. Las bicicletas de descenso, con ángulos de dirección en torno a los 63º, son especialmente eficientes cuesta abajo ya que la posición de pilotaje es más retrasada, la rueda delantera absorbe más fácilmente los obstáculos y la posibilidad de salir 'volando' por encima del manillar se torna inexistente. En la otra cara de la moneda, los ángulos de dirección extremadamente abiertos impiden que una bicicleta pueda ser eficiente en los ascensos, ya que la rueda delantera tiende a levantarse o perder la trayectoria debido a la falta de aplomo.

Entre las bicicletas de Rally y las bicicletas de DH encontramos los modelos orientados al Trail y al Enduro. Los ángulos de dirección de estos modelos han sido estudiados para permitir que la bicicleta se comporte bien tanto en los ascensos como en los descensos, obviamente sin llegar a los extremos de eficacia de las bicicletas de Rally o de DH. Los modelos de estos segmentos suelen presentar un ángulo de dirección de entre 66º y 68º, lo que combinado con ángulos más abiertos o cerrados para el tubo del sillín y recorridos más largos o cortos para las suspensiones, dotan a las bicicletas de un comportamiento más agresivo o más estable según sea la modalidad destinada.

Como último apunte acerca de los ángulos de dirección en las bicicletas vale la pena destacar que desde la temporada 2017 una de las tendencias más marcadas en la industria ciclista es la de dotar a los nuevos modelos de bicicletas de montaña de ángulos de dirección más 'relajados' de lo habitual, muy especialmente en el segmento del Rally, compensando el uso de ángulos más abiertos para la dirección con potencias más cortas y tubos superiores más largos para mantener una posición óptima de conducción.

El ángulo del tubo del sillín

El ángulo de dirección y el ángulo del tubo del sillín son, básicamente, las medidas encargadas de posicionar al ciclista sobre la bicicleta de una manera u otra. El ángulo del tubo del sillín es la medida o inclinación, en grados, del tubo del cuadro encargado de alojar la tija del sillín, y es la que configura la inclinación de la mencionada tija con respecto al centro del eje del pedalier. Un ángulo de sillín de 90º significa que la tija se sitúa completamente recta sobre el eje de la caja del pedalier. Cualquier ángulo inferior a 90º posiciona la tija del sillín más retrasada con respecto a la caja del pedalier, desplazando hacia atrás el centro de gravedad de la bicicleta y la postura del ciclista.

En la actualidad, el ángulo del tubo del sillín se sitúa en torno a los 72º-74º para la gran mayoría de modelos, independientemente de la modalidad destino de la bicicleta. El ángulo del tubo del sillín viene marcado por la posición del centro del eje del pedalier, pudiendo encontrar un mismo ángulo de sillín tanto en modelos de Rally como en modelos de Descenso y, sin embargo, tratarse de geometrías completamente diferentes. Aquí entran en juego otras medidas como el Reach o el Stack del cuadro.

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¿Cómo afecta el ángulo del tubo del sillín a una bicicleta? Básicamente, el ángulo del tubo del sillín desplaza la posición del centro de gravedad de la bicicleta y acota el movimiento de la rodilla del ciclista con respecto al plano horizontal de las bielas. Años atrás, los ángulos de sillín cerrados, por encima de 73º, eran sinónimo de bicicletas de Rally, mientras que los ángulos por debajo de esta medida estaban presentes en las bicicletas de modalidades más agresivas. Hoy en día el ángulo del tubo del sillín no varía demasiado entre las diferentes disciplinas del ciclismo de montaña, por lo que resulta más relevante conocer las diferencias entre un centro de gravedad más adelantado o más retrasado.

Un centro de gravedad más adelantado sitúa al ciclista más cerca del centro de la caja del pedalier y hace que la rueda delantera reciba un mayor peso, lo que se traduce básicamente en un geometría escaladora. Un centro de gravedad más retrasado actúa de forma contraria, proporcionando más tracción a la rueda trasera y liberando de carga a la delantera. Como es de suponer, un centro de gravedad retrasado favorece el control de una bicicleta en los descensos, aunque también limita su capacidad escaladora.

Cabe destacar que estrechamente relacionados con el ángulo del tubo del sillín encontramos tanto la configuración de la tija (recta, con retroceso) como la posición del sillín (adelantado, retrasado, inclinado). Jugando con estas dos variables, podemos modificar ligeramente el centro de gravedad de la bicicleta y la postura del ciclista en base a las necesidades propias de cada deportista.

La longitud de las vainas

La longitud de las vainas de un cuadro es uno de los aspectos más importantes relacionados con la reactividad y manejo de una bicicleta. Dicha longitud viene marcada por la distancia de las vainas desde el centro de la caja de pedalier hasta el centro del eje de la rueda trasera, siendo frecuente (años atrás) encontrar vainas más largas en los modelos de XC y vainas más cortas en los modelos de disciplinas más agresivas, aunque la tendencia actual pasa por acortar las vainas en bicicletas de cualquier modalidad en favor de medidas más optimizadas en otras partes del cuadro.

Como podemos suponer, la longitud de vainas afecta directamente al comportamiento de la rueda trasera y, por ende, al de la delantera. Como norma general, una longitud de vainas corta hace que la rueda trasera reciba una mayor carga de peso mejorando la tracción de la misma, además de permitir una mejor transmisión de la fuerza ejercida en el pedaleo. Unas vainas más largas favorecen una mayor comodidad, haciendo la bicicleta más estable a velocidades altas debido a una mayor distancia entre ejes de rueda.

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En la actualidad, la tendencia de la gran mayoría de modelos del mercado independientemente de la modalidad a la que van destinados es la de hacer uso de vainas lo más cortas posibles. ¿Por qué? Las vainas cortas mejoran tanto la tracción trasera como la transmisión de la fuerza ejercida en los pedales, además de presentar unos valores de rigidez y resistencia mucho mayores que las vainas de longitudes más largas. Otros aspectos del cuadro como el Reach y el Stack así como el ángulo de la dirección, son los encargados de dotar a la bicicleta de diferentes aptitudes, ya sean escaladoras, de descenso, o de una equilibrada combinación de ambas.

Vale la pena mencionar que años atrás la longitud de las vainas de un cuadro marcaban la longitud entre ejes de rueda o, lo que es lo mismo, la batalla de la bicicleta. Hoy en día, los fabricantes apuestan por ángulos de dirección más relajados y tubos superiores más largos para delimitar la longitud entre ejes de una bicicleta, siendo las vainas las encargadas de ofrecer una óptima transferencia de potencia entre bielas y rueda trasera para mejorar aspectos de una bicicleta como la aceleración o la rigidez y estabilidad del tren trasero.

El Reach

El Reach es la forma más efectiva de conocer el alcance de un cuadro de bicicleta y la longitud de su tubo superior. Esta longitud viene marcada por la distancia entre el centro de la pipa de dirección y el eje del pedalier, proporcionando una medida más precisa que las ofrecidas antiguamente por la mayoría de fabricantes en el tallaje de sus modelos (desde el centro de la pipa de dirección al centro del tubo del sillín).

¿Por qué la aparición del Reach? Básicamente, por la propia evolución de las bicicletas y su geometría. Años atrás, prácticamente todas las bicicletas mantenían una geometría común a la disciplina para la que estaban destinadas, con ángulos de dirección, de tubo de sillín y longitud entre ejes muy similares. Sin embargo, la aparición de los cuadros con slooping y la optimización de las distintas geometrías (XC, Enduro, DH, etc) ha sido necesaria la creación de una nueva medición para la longitud o alcance de los cuadros de bicicletas, independiente por sí misma de otros ángulos que puedan afectarla.

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En la actualidad, el Reach se ha convertido en la forma más precisa de conocer el alcance real de un cuadro de bicicleta y, por ende, su talla. La principal ventaja de esta medida es que, a diferencia de antaño, se tienen en cuenta las angulaciones del tubo superior del cuadro y se consigue una medida única y real, independientemente de la especificación de talla del cuadro utilizada por el fabricante (en pulgadas, en medidas S-M-L-XL, etc) y de la angulación del tubo del sillín.

Mención aparte merece explicar que el Reach juega un papel primordial en la posición del ciclista sobre la bicicleta, pero no en el comportamiento de la misma. A mayor Reach, mayor longitud del tubo superior, y viceversa. Conociendo el Reach de una bicicleta y jugando con el retraso de la tija o sillín y distintas longitudes de potencia, podemos conocer de antemano la posición que adoptaremos sobre la bicicleta según sean nuestras necesidades y preferencias.

El Stack

El Stack es la forma más efectiva de conocer la altura de un cuadro de bicicleta o, lo que es lo mismo, el punto más alto del mismo. Esta longitud viene marcada por la distancia vertical entre el centro de la pipa de dirección y el centro del eje del pedalier, proporcionando una medida más precisa que las ofrecidas antiguamente por la mayoría de fabricantes en el tallaje de sus modelos. No hace falta decir que el Stack es inseparable del Reach, determinando ambos altura y alcance del cuadro, respectivamente.

¿Por qué la aparición del Reach y el Stack? Básicamente, por la propia evolución de las bicicletas y su geometría. Años atrás, prácticamente todas las bicicletas mantenían una geometría común a la disciplina para la que estaban destinadas, con ángulos de dirección, de tubo de sillín y longitud entre ejes muy similares. Sin embargo, con la aparición de los cuadros con slooping y la optimización de las distintas geometrías (XC, Enduro, DH, etc) ha sido necesaria la creación de una nueva forma de medir la altura, longitud o alcance de los cuadros de bicicletas, independientes por sí mismas de otros ángulos que puedan afectarlas.

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En la actualidad, el Stack se ha convertido en la forma más precisa de conocer la altura real de un cuadro de bicicleta y, por ende, de calcular más fácilmente la posición del manillar. La principal ventaja de esta medida es que, a diferencia de antaño, se tienen en cuenta las angulaciones del tubo superior del cuadro y se consigue una medida única y real, independientemente de la especificación de talla del cuadro utilizada por el fabricante (en pulgadas, en medidas S-M-L-XL, en centímetros, etc) y de la longitud de la pipa de dirección.

Mención aparte merece explicar que el Stack determina la altura del cuadro de la bicicleta, pero no la altura final del manillar. Esta última puede ser ajustada de múltiples formas, ya sea mediante espaciadores, mediante una potencia de mayor o menor angulación o mediante un manillar plano o de doble altura. Sólo hay que tener en cuenta que, a mayor Stack, mayor altura del manillar, y viceversa.

El offset de la horquilla

El offset de la horquilla, también conocido como avance, es básicamente el desplazamiento del eje de la rueda delantera con respecto a la línea imaginaria proyectada desde el centro del tubo de dirección del cuadro hasta el suelo. También se puede definir como la distancia existente entre el eje de giro de la dirección y el eje de giro de la rueda. Explicado de forma práctica, si colocamos dos líneas imaginarias, la primera atravesando el centro del tubo de dirección del cuadro hasta el suelo manteniendo la angulación y la segunda atravesando el centro del eje de la rueda delantera, también manteniendo la angulación, la distancia horizontal que separa ambas líneas es el offset de la horquilla.

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El objetivo del offset es reducir o aumentar el trail de la horquilla, determinado por el ángulo de dirección del cuadro. En modelos en los que el ángulo de dirección necesita ser muy relajado (véase bicicletas de Enduro y DH), el mayor offset o avance de la horquilla ayuda a reducir un trail demasiado grande para conseguir un óptimo equilibrio entre maniobrabilidad y estabilidad de la bicicleta, mientras que en modelos con una dirección más vertical (véase bicicletas de XC), un menor offset aumenta el trail para lograr el mismo equilibrio. El offset de una horquilla, sobre todo en suspensiones de montaña, viene determinado tanto por la distancia entre la proyección del ángulo del tubo de dirección con la proyección de las barras de la horquilla, como por la vertical del eje de la rueda delantera, que puede estar también más adelantada que las barras. Sobra decir que a mayor offset, menor trail, y viceversa.

El trail de la horquilla

El trail de la horquilla es la medida que determina la distancia del eje de la rueda delantera con respecto a la proyección hasta el suelo del centro del tubo de dirección del cuadro. Explicado de forma práctica, si colocamos dos líneas imaginarias, la primera atravesando el centro del tubo de dirección del cuadro hasta el suelo manteniendo la angulación y la segunda atravesando verticalmente el centro del eje de la rueda delantera, la distancia horizontal que separa ambas líneas es el trail de la horquilla.

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El objetivo del trail es dar a la bicicleta una mayor estabilidad en línea recta y esto se consigue con un trail positivo. La medida viene determinada por el ángulo de dirección, por la distancia de las barras (o barra) de la horquilla con respecto a la línea marcada por el tubo de dirección y por la longitud de las punteras de la horquilla y su posición. En términos generales, un mayor trail es sinónimo de una mayor estabilidad de la bicicleta en velocidades altas y una mejor capacidad de autoalineación de la rueda, mientras que un trail menor mejora la manejabilidad y rapidez de respuesta de la dirección a velocidades relativamente bajas. Del sabio uso de estas dos medidas, offset y trail, los ingenieros de los distintos fabricantes consiguen plasmar en la dirección de una bicicleta el comportamiento más idóneo para su modalidad de destino.

La altura del eje de pedalier

La altura del centro del eje de la caja de pedalier o, lo que es lo mismo, la altura del centro de gravedad de una bicicleta es la distancia existente entre el centro del eje de pedalier y el suelo. La medida viene determinada por el tamaño de rueda y la propia geometría del cuadro, y sirve para deducir el nivel de estabilidad de una bicicleta puede ofrecer. Como norma general, un centro de gravedad bajo es sinónimo de mayor estabilidad mientras que uno posicionado a más altura es menos estable, aunque no carente de otras ventajas.

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¿Cómo afecta la altura del eje de pedalier al comportamiento de una bicicleta? Una posición más cerca del suelo ofrece una mayor estabilidad sobre la bicicleta, sacrificando con ello el espacio libre entre cuadro y obstáculos del suelo por lo que salvar piedras, raíces o escalones, entre otras cosas, se hace más complicado. Por el contrario, una bicicleta con un centro de gravedad más alto es menos estable y, sin embargo, más efectiva a la hora de superar las 'trampas' del camino. Las bicicletas de XC/Maratón suelen tener un centro de gravedad más bajo que las destinadas al Enduro y el DH, estás últimas debido a la necesidad de ofrecer un mayor espacio libre entre cuadro y suelo para prever la compresión de las suspensiones y poder superar grandes obstáculos.

La distancia entre ejes

La distancia entre ejes o batalla de una bicicleta es la distancia existente entre los centros de ambos ejes de rueda. La medida viene determinada por el tamaño de rueda, por la longitud de las vainas, por el Reach del cuadro, por el ángulo del tubo de dirección, por el recorrido de la suspensión delantera y, en último lugar, por el avance de la horquilla de suspensión. En determinados modelos de doble suspensión, el hundimiento del amortiguador trasero también es un factor capaz de modificar esta distancia.

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¿Cómo afecta la distancia entre ejes al comportamiento de una bicicleta? A grandes rasgos, una distancia entre ejes corta es sinónimo de una bicicleta más compacta y nerviosa, además de más rígida. Por el contrario, una bicicleta de batalla más larga ofrece una mayor flexión vertical y, por tanto, más estabilidad y comodidad. Las bicicletas XC de competición suelen presentar una distancia entre ejes más corta que los modelos de DH, con el objetivo de potenciar la reactividad de la bicicleta y la rigidez del cuadro. En los modelos de Descenso, la batalla es más larga para dar cabida a suspensiones de largo recorrido y para ofrecer una mayor estabilidad en tramos descendentes y técnicos.

El diámetro de rueda

Hasta la aparición de las primeros modelos de 29 pulgadas, las bicicletas de montaña compartían, en su mayoría, una única medida de rueda: 26 pulgadas. Este tamaño de rueda, extendido a lo largo y ancho del planeta y conocido por todos los ciclistas, ha sido actualmente desterrado en favor de otros tamaños más grandes, 27.5 y 29 pulgadas, para la mayoría de bicicletas MTB del mercado. Obviamente, las 26 pulgadas han permanecido en la memoria de los aficionados al ciclismo durante muchos años y, su desaparición progresiva, ha sido y es motivo de una constante crítica hacia la industria por parte del usuario.

Más allá de tratarse de una mera estrategia comercial asumida por los grandes fabricantes de bicicletas para sacar los cuartos al ciclista de turno, la aparición de las 29 pulgadas vino dada por las ventajas asociadas a un mayor tamaño de rueda a la hora de rodar: mayor agarre, mejora de la inercia, mayor seguridad a la hora de superar obstáculos, mayor velocidad, etc, etc. La sabiduría popular es la mejor explicación de estas supuestas ventajas, sin necesidad de estudios científicos que lo demuestren: la mayoría de ciclistas de montaña que han dado el salto a una bicicleta de 29 pulgadas, se han olvidado de las antiguas 26 pulgadas para siempre.

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Obviamente, un diámetro de rueda más grande implica cambios en la geometría de una bicicleta, siendo el mundo de la competición profesional, y más concretamente la Copa del Mundo XCO y DHI, un perfecto banco de pruebas en el que los distintos fabricantes han ido puliendo las formas y ángulos de los modelos que podemos encontrar hoy en día en cualquier tienda. Vale la pena añadir que, del mismo modo que la geometría de las bicicletas ha evolucionado hacia un diámetro de ruedas más grande, también lo han hecho los trazados de los circuitos de competición, adaptándose ambas partes de forma simbiótica.

Las temporadas 2017 y 2018 son un claro ejemplo de salto evolutivo en las bicicletas, marcado de forma importante por las tendencias geométricas que la mayoría de cuadros actuales presentan: un reach más largo, un stack más corto, ángulos de dirección más relajados para mejorar el comportamiento de las bicicletas en descensos pronunciados y vainas con la menor longitud posible para favorecer la tracción y reactividad de los modelos. ¿De dónde surgen estos cambios? Lo asumamos o no, de la evolución de las geometrías para sacar el máximo provecho de un mayor diámetro de rueda.

Si con el surgimiento de las 29 pulgadas miles de ciclistas del mundo entero pusieron el grito en el cielo ante tan desproporcionado diámetro de rueda con respecto a lo que estaban fielmente acostumbrados, las 27.5 pulgadas fueron recibidas con más amabilidad, sobre todo en los segmentos de Enduro y DH. La industria ya tenía el camino medio andado y, la mencionada evolución de las geometrías de bicicleta, hizo el resto. Para sorpresa de muchos, las 29 pulgadas han comenzado a estar presentes en modelos genuinos de DH, fruto de la mencionada evolución geométrica, convirtiéndose en el diámetro de rueda por excelencia para años venideros.

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¿Qué papel asumen entonces las 27.5 pulgadas en las bicicletas? Hacer de medida puente para los cuadros de talla más pequeña, donde es muy difícil conseguir una geometría eficiente manteniendo un diámetro de 29 pulgadas. Adaptar un diámetro de 29 pulgadas en un cuadro de talla S o XS supone adaptar medidas como el Stack (altura del cuadro desde el eje del pedalier a la parte superior del tubo de dirección) o el Reach (longitud del cuadro desde el eje de pedalier hasta el centro del tubo de dirección) por debajo de una cifra lógica, obligando a los fabricantes a acortar el recorrido de la suspensión en tallas pequeñas y a diseñar bicicletas de formas desproporcionadas que además ofrecen una posición de conducción incómoda de rendimiento más que discutible.

¿La solución? Hacer uso de ruedas de 27.5 pulgadas en las tallas pequeñas de bicicletas con geometría para 29 pulgadas, adaptando Reach, Stack y longitud de vainas de forma lógica al diámetro de rueda más pequeño para mantener las mismas características rodadoras que el resto de tallas de cuadro. En muchos fabricantes se da el caso de que en cierta talla de cuadro (normalmente la mediana o M), es posible elegir entre dos diámetros, 27.5 o 29 pulgadas. ¿Por qué? Porque la geometría del modelo en cuestión permite en esa talla ambos diámetros de rueda, siendo el usuario el encargado de decidir qué ventajas prefiere aprovechar: más velocidad, más inercia y más capacidad para superar obstáculos en 29 pulgadas; o más reactividad y agilidad en senderos revirados con 27.5 pulgadas.