La multiplicación y el eje de centro

La multiplicación es la parte fundamental que prácticamente convierte a la bicicleta en lo que es, sin los pedales estaríamos hablando de la draisina. La multiplicación consiste en las bielas, los pedales, el plato o platos, que son engranes de cadena que junto con el eje y los rodamientos o tazas, transmite la fuerza del pedaleo del ciclista a la rueda trasera mediante la cadena.

La multiplicación ha tenido un desarrollo delirante en el siglo XXI y sus nuevos diseños han incorporado y afectado el eje de centro, al grado que seguimos llamando eje de centro a los rodamientos en aquellas multiplicaciones que tienen el eje soldado a ellas. Como en las multiplicaciones modernas de gama alta el eje se integra al conjunto del lado de la tracción, decidí incluir ambos temas en una sola publicación.

Historia

Al principio, las bielas de los pedales se fijaban al eje de la rueda delantera. Luego vino el invento de la transmisión de cadena en el S. XIX. La primera versión de un pedalier de aluminio para bicicletas de carrera, nació en 1933 y era de un sólo plato. Este diseño contaba con un eje de centro que no formaba parte del pedalier. La razón es que el eje (abajo a la izq. en la imagen siguiente) se mantuvo de acero para resistir los esfuerzos de torsión y flexión a los que es sometido por el esfuerzo del pedaleo y que las aleaciones de aluminio de entonces no resistían. Si se pone atención a la siguiente imagen puede verse que la conexión entre el eje y la biela es un cubo cuadrado. Este diseño básico habría de mantenerse durante medio siglo.

Pues bien, mi primera bicicleta de carreras, tenía este mismo sistema de eje en los años 70. Hay que decir que las tazas se atornillaban al cuadro con una herramienta especial y que había dos estándares dominantes, la rosca italiana y la rosca inglesa, en México se llama cuerda a la rosca. No sólo variaban en las especificaciones del roscado y el largo del eje, la italiana tendía a destornillarse pues el lado sin tracción la rosca era inversa, para ello, se ponía una contrarrosca. El sistema vigente hasta hoy es el inglés que es compatible con la especificación ISO. Ver: Sheldown Brown (en Inglés).

Este arreglo llegaría como diseño estándar hasta los 1990 y se sigue usando en bicis de bajo precio, es decir, cumple 80 años de vigencia.

Luego el asunto evolucionó hacia el eje de cartucho cerrado. Que seguía teniendo una interfaz cuadrada y que se sigue usando en los grupos de menor nivel de los fabricantes de bicicletas, como Shimano Sora, hasta hace poco y ahora Tourney. El eje sellado representó una comodidad inimaginable, pues nos quitó de mancharnos las manos con grasa de coche y perder los balines al darle mantenimiento al viejo sistema. Este arreglo nació a principios de los 90. Helo aquí:

A finales de los 1990, Shimano saldría con el sistema Octalink™, versiones 1 y 2, fue el primer paso serio y exitoso para superar el eje cuadrado. Esta vez se trata de una interfaz con 8 ranuras, que perdura hasta nuestros días. Hay otro estándar el ISIS que también se basa en ranuras pero hoy muy pocas marcas lo utilizan.

El sistema Octalink™ tiene una ventaja importante: permite un eje de mayor diámetro, e inclusive que éste sea hueco. Pues los ingenieros llegaron a la conclusión de que una forma tubular, permitía aligerar peso y era muy resistente a los esfuerzos, tanto o más que en un eje sólido.

El gran salto al siglo XXI

Todas las versiones anteriores, tienen algo en común, los rodamientos van dentro de la caja de centro o caja del pedalier, que en el estándar Inglés e ISO tiene un largo de 68mm. La otra característica común consiste en que los ejes seguían siendo de acero. Si ya se tenía la conexión estriada del Octalink y se comenzaban a reemplazar los ejes sólidos por los tubulares, sólo faltaba poner un eje de aleación de aluminio, Shimano dio el siguiente gran paso, el sistema Hollowtech y su sucesor el Hollowtech™ II de 2003-2004, que se lanzó con el grupo  Dura-Ace 7800 de diez velocidades. La enorme ventaja de este concepto es que por primera vez en la historia se pudieron usar ejes de aleación de aluminio, al ser huecos pesan muchísimo menos que los de acero y al ser tubulares con un diámetro de 24mm, soportan la tensión y la torsión del pedaleo.

Como se observa en la imagen anterior, se sacaron los rodamientos de la caja de centro, el eje se integró o se soldó a la estrella de la multiplicación para quedar de una sola pieza y se alargó en función de que las tazas eran ahora exteriores. El conjunto de rodamientos se sigue llamando eje de centro, pero en realidad el eje está unido a la multiplicación.

En la siguiente imagen aparece el centro, que ya no contiene el eje del pedalier, éste se inserta en los orificios de este centro, donde van los rodamientos externos, que aparecen en rojo para este modelo.

BB30, Sencillez de diseño

Faltaba un paso, y esta vez lo dio Cannondale™, ya se tenía el concepto de ejes tubulares, pero faltaba algo, el eje de 24mm según los ingenieros de Cannondale. Al sistema Hollowtech II le faltaba rigidez, debido a su diámetro y longitud, así que trajeron a las multiplicaciones la tendencia del oversize que habían adoptado 10 años antes para sus bicicletas de aluminio y ensancharon el diámetro del eje a 30mm,  acortando su longitud. También regresaron los rodamientos al interior de la caja de centro, con un arreglo novedoso: insertándolos a presión.

Más allá del efecto placebo, aparentemente teníamos un diseño que aportaría rigidez a la transmisión y menor pérdida de potencia al pedalear, en el año 2000 Cannondale™ presentó su sistema SI y luego tomaron una decisión histórica, desarrollaron el BB30 en 2006 y poco después lo hicieron público, lo liberaron con una licencia tipo Open Source e invitaron a todos los fabricantes a utilizarlo. Shimano no aceptó la invitación y siguen diciendo que el mejor sistema es el de 24mm, Campagnolo™ tampoco fue a la fiesta. Pero Sram el fabricante estadounidense de componentes sí acudió al llamado del nuevo estándar. También lo hizo así Full Speed Ahead (FSA), otra estadounidense con un centro de diseño y operaciones en Italia.

Así que muchos fabricantes de bicicleta que producen cuadros BB30 utilizan multiplicaciones FSA, maquiladas por FSA o Sram con etiquetas de los fabricantes o que éstos mismos construyen, sobre todo con bielas de fibra de carbono, es el caso de Cannondale o Specialized, y por eso vemos muchas bicicletas con grupo Shimano 105 o Ultegra que tienen una multiplicación de otra marca. Para más información sobre BB30, acuda a este link: www.bb30standard.com

BB30 elimina muchos componentes y con ello, peso. Eso representa una ventaja poderosa, en esencia debería ser un sistema muy simple, pero en realidad no lo es, debido a lo complejo de la fabricación de las bicis por las especificaciones técnicas que tienen un margen de error muy estrecho y por las herramientas necesarias para el montaje y desmontaje de los rodamientos que van a presión y que no son caseras. Se requiere pericia para instalar los rodamientos a presión y que queden bien derechos.

Aquí no acaba la historia

No. Hay fabricantes de bicicletas que se apegan al estándar Hollowtech II de 24mm. Luego de la aparición de BB30, ocurrió una explosión de estándares impensable hasta entonces, que aunque los fabricantes así los llaman, el concepto de un verdadero estándar desapareció. Esta parte de la historia es confusa y resulta muy complicado encontrar la secuencia histórica de los diseños, además con tantas variantes, de por sí es confuso el mercado. Si Cannondale quería unir a la industria a través de la adopción de BB30, fallaron. La razón es que BB30 tiene sus detalles, hay veces que los rodamientos rechinan al deslizarse sobre su asiento en el centro del cuadro (no hay rosca, ni un retenedor), puede ocurrir desgaste del centro del cuadro o éste se puede dañar con el uso, una instalación o remoción descuidada o por accidente. En los cuadros de fibra de carbono se suele poner un revestimiento metálico en interior de el eje de centro para recibir los rodamientos y la fabricación demanda especificaciones de precisión que son muy costosas para fabricantes grandes y más para los chicos.

Press Fit 30 (PF30)

Así que Sram tomó la bandera y desarrolló el PF30, una versión de BB30 que en lugar de instalar los rodamientos directamente sobre el cuadro, se instalan unas tazas prensadas a este último, como se muestra en la imagen:

El PF30 acepta multiplicaciones BB30 y rodamientos de este estándar. La diferencia está del lado del fabricante, que ahora no tiene que maquinar con extrema precisión el cuadro ya que las tazas se maquinan aparte y son insertadas a presión en el cuadro.

PF90 al igual que BB30 tienen un defecto, el largo de la caja de centro es de 68mm, es muy estrecho para las cantidades masivas de material que quieren los fabricantes de bicis para reforzar sus cuadros de fibra de carbono y hacerlos más rígidos.

Mayor ancho

Hay algo que queda claro, los fabricantes quieren cajas de centro más largas para contar con cuadros de fibra de carbono más anchos y lograr mayor resistencia y rigidez, así que están abandonando la caja de centro de 68mm y reclamando el espacio de los rodamientos externos del Hollowtech de Shimano para ensanchar sus bicis.

Trek se decidió por el eje Hollowtech II de 24mm de diámetro y creó su propio arreglo de rodamientos internos.

BB90 y BB95 de Trek™

En 2007 Trek decidió ir por su propio diseño desde su modelo Madone, el stardard BB90 para ruta y BB95 para montaña. Por necesidades de fabricación del cuadro de fibra de carbono, porque se decidieron por una caja de centro más ancha para tener mayor rigidez en esa zona del cuadro, por que tienen poder y por que son el principal socio tecnológico mundial de Shimano. Esta vez, la caja de centro es más larga por lo que el cuadro resulta más ancho, las tazas pasan al interior del cuadro y se insertan a presión como en el sistema BB30, pero utiliza ejes de 24mm, se llama BB90 o 95 ya que los 68mm de largo de los ejes de centro originales se cambian por unos de 90 o 95mm según el caso. En las Trek Madone es muy notorio este ancho, sobre todo en el tubo diagonal ensanchado del cuadro.

La ventaja de BB90 de Trek, es que al usar un eje de 24mm de diámetro es compatible con Hollowtech II de Shimano.

PF86/92

Scott™ y Giant™ usan PF86/92, que es muy parecido al BB90 de Trek, se diferencia en el largo de la caja de centro y en el diseño y prensado de los rodamientos. Es compatible con ejes de 24mm, como el Hollowtech de Shimano, Campagnolo o el Megaexo de FSA.

Specialized™ OSBB

Specialized salió con su Specialized OSBB, que es su propia versión de BB30, es más estricta en sus tolerancias de fabricación y requiere prensas especiales que son diferentes a las de BB30. Es compatible con multiplicaciones BB30 y se puede adaptar a otros estándares como el de 24mm poniendo adaptadores externos a la caja de centro.

BBright® de Cérvelo™

Este no es un estándar, sólo una adaptación de la marca Cérvelo a BB30 y PF30, al menos en diámetro, pues alargaron el eje con una medida exclusiva, así que las multiplicaciones para BBright son especiales. Aquí tenemos un sistema que encaja ejes de 24mm estándar con un adaptador y que requiere ejes de 30mm de diámetro especiales para BBright. Es posible conseguir multiplicaciones FSA y Rotor para este sistema. Sólo Rotor se distribuye en México, con el representante de Cérvelo y si se tiene suerte.

FSA aparentemente abandonó la fabricación de BBright, y se está enfocando en BB386EVO para sus multiplicaciones de gama alta, dejando BB30 y Megaexo sólo en los modelos de gama media, como Energy, pues aparentemente para 2015, hasta Gosamer será exclusivamente BB386EVO.

¿Seguiré con el capricho de comprar una Cérvelo R3 sabiendo esto?

BB386EVO

Desarrollado en conjunto entre la marca española BH™ y FSA. Éste es el más reciente estándar, desconozco el grado de adopción entre los fabricantes, pero FSA ha puesto todas las cartas en él. Esta vez se trata de un eje de 30mm como el de BB30, pero con la longitud de eje de Hollowtech II de Shimano o BB90 de Trek.

Se supone que esta es la solución definitiva, pues quienes la plantearon alegan que combina la mayor rigidez y solidez de los ejes de 30mm de diámetro, con el largo de los de 24mm, así que es lo mejor de ambos mundos.

Provee el ancho de cuadro que quieren los fabricantes y aporta el eje de mayor diámetro. Se supone que es compatible con muchos estándares en los rodamientos: BSA, BB30, PF30, BB86 algunos usando adaptadores, Es compatible con multiplicaciones con eje BB386EVO y las de 24mm de diámetro, pero paradójicamente no con las BB30.

Campagnolo Ultra-Torque™

El sistema Ultra-Torque™ exclusivo de Campagnolo, tiene un enfoque de diseño completamente diferente a lo que hemos visto hasta ahora. Esta compañía se decidió un eje tubular de 24mm y y lo dividieron en dos piezas unidas, a la biela de tracción y  la otra a la biela izquierda, que se unen en el centro mediante un engrane.

El Ulta-Torque tiene un diseño entre conservador e innovador, utiliza tazas de rosca que se atornillan a una caja de centro tradicional de 68mm dejando los rodamientos en el exterior. Es decir se arraiga en el diseño tradicional de cuadro. Pero esta vez los rodamientos van montados en el eje como se ve en la foto de arriba.

La multiplicación se fija mediante un cincho o anillo retenedor de alambre de acero en la muesca que se ve a la derecha.

¿Donde queda el ciclista?

He utilizado la palabra estándar y a veces arreglo, es que un estándar es una especificación generalmente aceptada y respaldada por una organización de estándares internacional como ISO, y hemos visto soluciones que se llaman estándar pero que son desarrolladas por una marca o fabricante exclusivo como el caso de BBright de Cérvelo.

A mi como cliente y propietario, me preocupa que en el futuro ya no pueda conseguir fácilmente refacciones para el estándar de mi bici actual o de aquella por la que me decida en el futuro. El estancamiento en la cuerda Inglesa, permitió pequeñas mejoras como el eje sellado sin cambiar la compatibilidad, también hubo refacciones durante muchos años, las multiplicaciones y rodamientos Hollowtech son compatibles con las bicis de cuerda inglesa, pero hoy, con tantos estándares y pseudo-estándares como BBright, estamos ante la coyuntura de tomar una mala decisión fuera de nuestro control debido a los constantes cambios en el mercado.

Los rodamientos y las multiplicaciones son elementos que sufren desgaste y que deben ser reemplazados eventualmente, la falta de refacciones en México, y qué se yo, otros países para ciertas marcas y estándares puede convertir la bici de alta gama que compramos hoy en un artículo desechable, o bien si queremos cambiar de cuadro, dependiendo de la compatibilidad y los adaptadores disponibles, tal vez tengamos que comprar cuadro y multiplicación juntos.

Para una referencia completa véase:

• Problem Solvers (En Inglés)
• Bike Radar (En Inglés)

Continúa en la 2a parte.