La velocidad que puede alcanzar la bicicleta está determinada sobre todo por la rueda delantera. Mientras más grande más rápido andaba la bicicleta. Pero esto limitaba las bicicletas solo a personas altas. El aumento proporcional de la velocidad con el tamaño de la rueda se debe a que las ruedas giran a la misma velocidad angular pero como las partículas de la rueda giran más rápido a medida que están mas afuera de su centro (pues deben recorren una mayor distancia en el mismo tiempo, 2*Pi*r).
Cabe destacar que para que las mediciones y acotaciones siguientes sean óptimas en la práctica, no basta solamente con hacer las mejoras a la bicicleta, sino que se deben hacer en conjunto con el ciclista, verificando que sean a su medida. En este proyecto estaremos restringidos al aparato propiamente tal y no podremos hacer las mediciones con un corredor fijo. Para esto trataremos de hacer la mejor combinación posible de todos los factores que influyen aerodinámicamente en la bicicleta. Estos son básicamente;
Posición: Cuerpo doblado, tobillos en punta hacia abajo y brazos derechos sosteniendo el manubrio en el centro, etc. (ver figura ). Se ha demostrado que el hacer la posición correcta puede reducir el roce en un 31% en vez de ir con el cuerpo recto.
Manubrio: Ayudan más que nada a generar la posición optima y a un pedaleo más eficiente, pero no influye directamente.
Casco: Reduce el roce en aproximadamente un 2%(un buen casco). Incluso en la gente sin pelo (ya que se podría considerar como un casco). Además protege al corredor de accidentes.
Marco: Es de forma tubular para que pase el flujo más fácil. Además se incluyen piezas en otras partes como el asiento que tienen la misma forma tubular( que cubren la palanca para subir el asiento por ejemplo).
Ruedas: Lo normal es que tengan entre 32 y 36 rayos cilíndricos, que reducen el roce hasta en un 5%. Pero las más eficientes son las ruedas con 3 grandes rayos o simplemente con una especie de disco que cubre toda el área interior de la rueda. Estos tipos de rueda reducen también la presión sobre la rueda (producida por la fuerza roce) al mover la bicicleta, y que se ve aplicada en los rayos (por eso no tiene o tiene menos).
Otros Componentes: Como los frenos, cables, cambios, etc. La mejora optima que se puede hacer aquí (ya que no hay una gran superficie de contacto), es mantener limpios y lo más lisos posibles (sin óxido ni manchas) sus superficies. También se pueden juntar y aprovechar las formas tubulares ya existentes, por ejemplo; pegar los cables de los cambios y frenos al marco tubular para disminuir el roce. También la forma de los pedales. En general se trata de evitar cualquier forma no tubular o puntiaguda.
Figura
Investigamos que existen carreras (formulas f40 se llama) de bicicletas en que estas son cubiertas de una especie de tela para dejar la bicicleta parecida a un barco que navega por el aire, impulsado obviamente por el pedaleo (ver figura ).
Figura
Basado en todas estas mejoras que han estudiado por más de 100 años los expertos en las bicicletas debemos tratar de minimizar el roce con el aire con nuestro paralelepípedo de plumavit de la siguiente forma;
Tratar de reemplazar con nuestro paralelepípedo la mayor cantidad de los factores mencionados anteriormente. No podremos hacerlos todos por las restricciones del proyecto, pero sí podremos hacer una combinación óptima de ellos.
La mayor superficie de contacto que se obtiene en una bicicleta amateur como es la nuestra, es el propio cuerpo del ciclista. Lo más lógico entonces sería crear una especie de cabina para el ciclista.
El aire al pasar por la cabina empieza a pasar por el resto de la bicicleta, incluido el cuerpo del ciclista. Es decir, no se crea un vacío entre el término de la cabina y la rueda trasera, el aire también se opone al movimiento aunque no haga contacto frontal con el ciclista. Es por esto que puede ser una buena idea cubrir los lados de la bicicleta con una tela posiblemente de nylon, que iría desde el termino de la cabina delantera hasta el asiento, creando así una especie de automóvil, en que la fuerza roce sería máxima en el contacto frontal de la cabina.
Para esto necesitaríamos básicamente 3 materiales; el paralelepípedo de plumavit, la tela y un plástico o mica para hacer una ventana, para que el ciclista pueda ver. Esto este dentro de las restricciones presupuestarias del proyecto.
En la figura vemos algo parecido a lo que podría quedar.
La parte delantera seria de plumavit con la misma ventana para cubrir el viento. Tendría esa tela cubriendo la parte lateral de la bicicleta hasta la parte trasera, cuidándonos de no sobrepasar las restricciones presupuestarias
Figura
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