Cadena de bicicleta

La cadena de bicicleta es una cadena de rodillos que transfiere la potencia de los pedales a la rueda motriz , impulsándola así. La mayoría de las cadenas de bicicleta están hechas de acero al carbono o aleado , pero algunas están niqueladas para evitar la oxidación o simplemente por motivos estéticos.

Entre los diseños de cadena obsoletos utilizados anteriormente en bicicletas se encontraban la cadena de bloques , la cadena de eslabones salteados y la cadena de palanca Simpson . Las primeras cadenas tenían un diseño simple, sin bujes. Estas presentaban problemas de fiabilidad inherentes y algo más de fricción (y pérdidas de eficiencia mecánica) que las cadenas modernas. Teniendo en cuenta estas limitaciones, los hermanos Nevoigt, de la empresa alemana Diamant Bicycle Company , diseñaron la cadena de rodillos en 1898, ^{[ 1 ]} que utiliza bujes. Más recientemente, el diseño de "cadena de rodillos sin bujes" ha sustituido a la cadena con bujes. Este diseño incorpora la superficie de apoyo del buje en la placa lateral interior, y cada placa crea la mitad del buje. Esto reduce el número de piezas necesarias para ensamblar la cadena y reduce el coste. La cadena también es más flexible lateralmente, lo cual es necesario para los engranajes de desviador modernos, ya que la línea de cadena no siempre es recta en todas las selecciones de marcha. ^{[ 2 ]}

La primera patente de rodillo de bujes sólidos fue presentada por la empresa Renold Chain en 1880.

Entre los primeros ejemplos de bicicletas con transmisión por cadena se incluyen la Guillemot y Meyer de 1869, ^{[ 3 ]} la Lawson de 1879 , la McCammon de 1884, ^{[ 4 ]} la Starley Rover de 1884 y la Diamant de 1895. ^{[ 1 ]}

Antes de la bicicleta de seguridad , las bicicletas no tenían cadena y los pedales solían estar conectados directamente a la rueda motriz, lo que limitaba la velocidad máxima por el diámetro de la rueda y daba como resultado diseños con ruedas delanteras lo más grandes posible. Se inventaron varios mecanismos de articulación para aumentar la relación de transmisión efectiva, pero con un éxito limitado. El uso de la transmisión por cadena permitió que la ventaja mecánica entre los piñones motriz y conducido determinara la velocidad máxima, lo que permitió a los fabricantes reducir el tamaño de la rueda motriz para mayor seguridad. También permitió el desarrollo de la transmisión variable , lo que permite a los ciclistas ajustar su relación de transmisión sobre la marcha, según el terreno o la inclinación de la carretera y su fuerza, obteniendo una cadencia eficiente y manejable a diferentes velocidades.

Una cadena de bicicleta puede ser muy eficiente energéticamente: un estudio reportó eficiencias de hasta el 98,6 %. ^{[ 5 ]} El estudio, realizado en un entorno de laboratorio limpio, encontró que la eficiencia no se veía afectada significativamente por el estado de lubricación. ^{[ 5 ]} Un piñón más grande proporciona una transmisión más eficiente porque desplaza el punto de presión más lejos del eje, lo que reduce la tensión en los cojinetes y, por lo tanto, la fricción en la rueda interior. Se encontró que una mayor tensión de la cadena era más eficiente: "Esto no es en realidad en la dirección que uno esperaría, basándose simplemente en la fricción". ^{[ 5 ]}

Las cadenas deben limpiarse y lubricarse regularmente, y deben limpiarse antes de lubricarlas. La regla fundamental para una larga vida útil de la cadena es nunca lubricar una cadena sucia, ya que esto arrastra partículas abrasivas hacia los rodillos. ^{[ 6 ]}

Una alternativa es cambiar la cadena (relativamente barata) con mucha frecuencia; así, el mantenimiento adecuado es menos importante. Algunas bicicletas utilitarias tienen protectores de cadena que los cubren por completo , lo que prácticamente elimina el desgaste y el mantenimiento de la cadena. En las bicicletas reclinadas, la cadena suele ir protegida por tubos para evitar que se ensucie y para mantener la pierna del ciclista libre de aceite y suciedad.

Lubricación

La mejor manera de lubricar la cadena de una bicicleta es una cuestión frecuentemente debatida entre los ciclistas. ^{[ 7 ]}

Lubricante húmedo

Los lubricantes líquidos, como el aceite, penetran en el interior de los eslabones y no se desplazan fácilmente, pero atraen rápidamente la suciedad. Para evitar que se acumule suciedad, se debe secar la parte exterior de la cadena una vez que el lubricante haya penetrado lo suficiente en los eslabones.

Lubricante seco

Los lubricantes "secos", que a menudo contienen cera o teflón , se transportan mediante un disolvente que se evapora y se mantienen más limpios durante su uso, pero son menos duraderos y requieren mantenimiento frecuente. ^{[ 8 ]}

lubricación con cera

Desde alrededor de 2020, ha habido una tendencia renovada entre los ciclistas a usar lubricación con cera sólida (como por ejemplo cera de parafina al 100% o formulaciones patentadas ^{[ 9 ]} ) en lugar de lubricación a base de aceite. La cera de inmersión se mantiene más limpia durante el uso y es razonablemente duradera, pero requiere un desengrasado inicial completo (por ejemplo, usando aguarrás seguido de isopropanol ) antes de la primera inmersión en cera, y algún equipo básico para derretir la cera y volver a encerar cuando sea necesario. ^{[ 8 ]} El reencerado puede ser necesario cada 200-400 kilómetros dependiendo de las condiciones de conducción (las condiciones polvorientas, húmedas o fangosas pueden requerir un reencerado más frecuente). Un método popular es colocar la cadena limpia en un recipiente y derretir la cera en un baño de agua como medida de seguridad en lugar de derretirla directamente en una sartén, para minimizar los vapores y evitar el sobrecalentamiento de la cera, que puede ser un riesgo de incendio. Alternativamente, se puede comprar equipo para derretir cera de cadena que cumple el mismo propósito. ^{[ 10 ]} Dado que el encerado requiere una pequeña preparación cada vez, muchos ciclistas enceran dos o tres cadenas a la vez y las van alternando a medida que la cera se desgasta. Los cicloturistas de larga distancia incluso pueden llevar una cadena de repuesto encerada. La cera de goteo también puede ser una alternativa para la lubricación en ruta a medida que la cera se desgasta.

Desmontaje de la cadena

En la mayoría de las bicicletas convencionales , la cadena pasa por el triángulo trasero derecho formado por la vaina derecha y el tubo del sillín. Por lo tanto, es necesario separar la cadena (o romperla), a menos que el triángulo se pueda dividir (generalmente por la vaina). La cadena se puede romper utilizando una herramienta especial , que extrae un remache para separar el eslabón, o abriendo un eslabón maestro.

Un eslabón maestro (también llamado eslabón de conexión o eslabón rápido) permite instalar o quitar la cadena sin herramientas especializadas. La mayoría de los eslabones maestros se pueden instalar a mano y se bloquean aplicando tensión a la cadena o torsión al pedalear. Los alicates para eslabones rápidos facilitan considerablemente la extracción, especialmente cuando la cadena está muy tensa o es difícil de soltar. ^{[ 7 ] [ 11 ]}

Algunos diseños de cadena más recientes, como las cadenas Shimano y Campagnolo de 10 velocidades, requieren el uso de un pasador de repuesto especial para instalar o reinstalar una cadena separada. Una alternativa a este proceso es instalar un eslabón maestro, como un SRAM Power Link o un Wippermann Connex. ^{[ 12 ]}

El desgaste de la cadena, a menudo llamado erróneamente estiramiento de la cadena , se convierte en un problema con el ciclismo intensivo. El desgaste es la eliminación de material de los casquillos y pasadores (o semicasquillos, en el diseño Sedis, también llamado "sin casquillo", donde el casquillo es parte de la placa interior) en lugar de la elongación de las placas laterales. ^{[ 13 ]} La tensión creada por el pedaleo es insuficiente para causar esto último. Debido a que el espacio entre eslabones en una cadena desgastada es mayor que la especificación de 1/2 pulgada (12,7 mm ) , esos eslabones no encajarán con precisión en los espacios entre los dientes de los piñones. Esto puede resultar en un mayor desgaste en los piñones y posiblemente "salto de cadena" en transmisiones de cambio, en el que la tensión del pedaleo hace que la cadena se deslice por encima de los dientes del piñón y se mueva ("salte") a la siguiente alineación, reduciendo la transferencia de potencia y haciendo que el pedaleo sea incómodo. 

Dado que el desgaste de la cadena se agrava considerablemente por la suciedad que se introduce en los eslabones, la vida útil de una cadena depende principalmente de su limpieza y lubricación, y no de la carga mecánica. ^{[ 6 ]} Dependiendo del uso y la limpieza, una cadena puede durar solo 1000 kilómetros (600 millas) (por ejemplo, en uso todoterreno o en cualquier condición climática), de 3000 a 5000 km (2000 a 3000 millas) para cadenas de cambio bien mantenidas, o más de 6000 kilómetros (4000 millas) para cadenas de alta calidad perfectamente cuidadas, cadenas de una sola marcha o cadenas de buje con un protector de cadena de cobertura total . ^{[ 14 ] [ 15 ]}   

La cadena niquelada también confiere cierto grado de autolubricación a sus partes móviles, ya que el níquel es un metal que no produce fricción excesiva.

El desgaste de la cadena es muy variable. Una forma de medirlo es con una regla o una regla de maquinista. ^{[ 16 ]} Otra es con una herramienta de desgaste de cadena, que normalmente tiene un diente del tamaño aproximado al de una rueda dentada. Se coloca sobre la cadena con poca carga y, si el diente se hunde por completo, se debe reemplazar la cadena.

Veinte medios eslabones en una cadena nueva miden 10 pulgadas (254 mm) , y se recomienda reemplazarla antes de que la cadena vieja mida 10 + 1/16 pulgadas (256 mm ) (0,7 % de desgaste). ^{[ 7 ]} Un límite más conservador es cuando 24 medios eslabones en la cadena vieja miden 12 + 1/16 pulgadas (306 mm) (0,5 % de desgaste). Si la cadena se ha desgastado más allá de este límite, es probable que los piñones traseros también se desgasten, y en casos extremos , seguidos por los platos delanteros. En este caso, el "salto" mencionado anteriormente puede continuar incluso después de reemplazar la cadena, ya que los dientes de los piñones se habrán desgastado de manera desigual (en casos extremos, en forma de gancho). Reemplazar los cassettes de piñones y platos desgastados después de que se haya pasado el período de reemplazo de la cadena es mucho más caro que simplemente reemplazar una cadena desgastada.   

Para reducir el peso, se han fabricado cadenas con pasadores huecos y con recortes en los eslabones. ^{[ 25 ]} También se han fabricado cadenas de acero inoxidable para resistencia a la corrosión ^{[ 26 ]} y de titanio para reducir el peso, pero son caras. ^{[ 27 ]} Una tendencia reciente son las cadenas de varios colores, y al menos un fabricante ofrece un modelo de cadena específicamente para bicicletas eléctricas . ^{[ 28 ]}

Entre los fabricantes de cadenas para bicicletas más destacados se encuentran:

• Renold
• Campagnolo
• Rohloff AG
• Cadena KMC
• Shimano
• SRAM
• Wippermann

• Engranajes de bicicleta
• Bicicletas sin cadena

• Wikibooks Mantenimiento y reparación de bicicletas – ver la sección sobre cadenas
• Animación del sistema de engranajes Shimano