La adherencia en moto

Siempre he pensado que la moto es el mejor ejemplo de Física aplicada que existe, un “laboratorio” barato y accesible lamentablemente desaprovechado como modelo experimental en las clases de ciencia de nuestras escuelas…

Me explico: Una de las leyes básicas de la Física (Tercera Ley de Newton) viene a decir que cuando aplicamos una fuerza a un cuerpo (fuerza de acción) éste responde siempre con otra fuerza igual y de sentido contrario (fuerza de reacción). Por ejemplo, el simple hecho de estar de pie en la calle supone que la fuerza de nuestro peso (hacia el centro de la Tierra) deba estar exactamente compensada por una fuerza igual y de sentido contrario (hacia arriba) ejercida por el suelo, que impide que nos desplomemos hacia abajo como si cayéramos al vacío.

¿Y qué tiene esto que ver con las motos? Pues mucho, porque todas las “órdenes” que le damos a la moto al conducir provocan unas fuerzas de reacción responsables de acelerar, frenar y hacer girar nuestro vehículo, fuerzas que, como veremos, son de rozamiento en realidad.

Cuando aceleramos, por ejemplo, el motor transmite una fuerza Ftc (azul) a través de la cadena y la corona hacia la rueda trasera, que “empuja” al asfalto hacia atrás a través del neumático con una fuerza de acción Fan (amarilla). Esta última fuerza  induce a que el asfalto “responda” con otra fuerza de reacción Fra (de rozamiento, en rojo) igual y de sentido contrario (hacia adelante, en el sentido de la marcha) aplicada también sobre el neumático, que es la única responsable de impulsar nuestra moto hacia delante.

Gráfico RT:

De la misma manera, cuando frenamos por ejemplo con la rueda delantera, sucede que la fuerza Fad que hacen los discos contra las pastillas y mordazas (hacia arriba, en amarillo) que lo presionan induce otra fuerza Frm de las mordazas contra los discos (hacia abajo, en rojo) que intenta reducir la velocidad de la rueda a través de la llanta a base de “empujar” el asfalto hacia adelante mediante el neumático con una fuerza de acción Fan. Como en el caso anterior el asfalto “responde” con una fuerza de reacción Fra (de rozamiento, en rojo) igual y de sentido contrario aplicada también sobre el neumático (hacia atrás, respecto al sentido de la marcha, en este caso), que es en realidad la responsable de frenar nuestra moto.

Gráfico RD:

Asimismo, cuando inclinamos para hacer girar la moto la fuerza centrífuga Fc “empuja” los neumáticos hacia el exterior de la curva con una fuerza de acción Fan, que a su vez induce una fuerza de reacción (de rozamiento) Frh del asfalto contra los neumáticos, en el fondo la responsable de que no salgamos disparados por la tangente hacia el maldito guardarraíl.

Pues bien, las fuerzas de rozamiento Fra (acelerar y frenar) y Frh (girar), que son en realidad las únicas que actúan sobre la moto por ser fuerzas exteriores a la misma (ejercidas por el asfalto sobre la moto, en el punto de contacto entre los neumáticos y el propio asfalto), sólo pueden alcanzar un valor determinado, un valor máximo que cuando se supera provoca pérdida de adherencia (la rueda trasera patina, la delantera se bloquea o las ruedas deslizan, respectivamente) porque se rompe el equilibrio entre las fuerzas de acción y reacción a las que hemos aludido. Obsérvese por ejemplo en el gráfico RT cómo al haber llegado la fuerza Fra (la de reacción que ejerce el asfalto sobre el neumático) a su límite no puede contrarrestar el valor de Fan (la de acción del neumático sobre el asfalto, que sigue aumentando porque continuamos acelerando) y la rueda empezará a girar más rápido de lo que correspondería a la velocidad de la moto, o sea, patinando.

¿Y todo esto qué tiene que ver con la adherencia? Mucho, porque la adherencia es precisamente el valor máximo que estas fuerzas de rozamiento (de reacción) son capaces de alcanzar, ya que no pueden aumentar ilimitadamente ante los requerimientos de aceleración, frenada o giro (fuerzas de acción) que les exigimos. Este valor máximo depende de:

• La calidad y el estado del asfalto.
• La calidad y el estado del neumático.
• La temperatura del neumático y del asfalto.
• El peso que soporta cada una de las ruedas (a más peso, más adherencia).

Pero ¿cómo se producen realmente esas fuerzas de rozamiento? ¿Por qué el hecho de que el neumático empuje el asfalto en uno u otro sentido(frenar, hacia adelante; acelerar, hacia atrás) se traduce en que el asfalto haga exactamente lo mismo en sentido contrario? La clave está en que en el área de contacto entre ambas superficies (el neumático y el asfalto) existen pequeñas irregularidades que “encajan” unas con otras, una especie de garfios a escala microscópica que provocan que cuando unos “tiran” de los otros los segundos se resistan a ello ejerciendo una fuerza igual y de sentido contrario hacia los primeros. Esa es precisamente la fuerza de rozamiento, una fuerza de reacción que depende directamente del tamaño, el número y sobretodo la forma de esas irregularidades. Por ello no debe extrañarnos que las superficies muy finas (hielo, cristal, metales pulidos) presenten una adherencia muy pequeña, y en cambio en el caso del papel de lija o la piedra pómez suceda justamente lo contrario. Ese es también el motivo por el cual un asfalto rugoso en general proporciona más adherencia que uno liso. Pero además de las irregularidades presentes en ambas superficies, en la adherencia también influyen otros aspectos, como la presencia de fluidos (agua, aceite, gasolina o gas-oil,…), tierra, elementos extraños, etc. Todos ellos disminuyen la adherencia en mayor o menor grado, porque se sitúan entre esas irregularidades impidiéndoles que “encajen” adecuadamente, el mismo efecto que tiene el lubricante para evitar el gripaje en las piezas de nuestro motor. Por último, la adherencia también depende de la temperatura de los neumáticos, porque éstos se han diseñado para ofrecer el máximo rendimiento en un rango determinado de temperaturas.

Para conducir una moto con seguridad nos interesa que la adherencia, o sea, la fuerza máxima de rozamiento que el asfalto es capaz de oponer contra los neumáticos, sea lo mayor posible, de forma que ninguna de las ruedas llegue a patinar (en aceleración), bloquearse (en frenada) o deslizar (en inclinación) al “romperse” el equilibrio entre las fuerzas de acción y de reacción antes aludidas. Para evitarlo debemos procurar:

1. Evitar acelerar, frenar o inclinar demasiado bruscamente, sobretodo en superficies deslizantes.
2. Mantener los neumáticos siempre en buen estado y con la presión adecuada. No olvides que las fuerzas de rozamiento que “pegan” a tu moto sobre el asfalto actúan sobre una superficie del neumático no superior a la de una tarjeta de crédito.
3. Temperatura: El aumento de la temperatura incrementa en general la adherencia de nuestros neumáticos. Esa es la razón para evitar maniobras bruscas durante los primeros kilómetros, y también para conducir con más cuidado cuando hace frío.
4. Procurar cargar más peso sobre la rueda que soporta mayor esfuerzo, algo que ya se encarga de hacer la propia naturaleza automáticamente (a Dios gracias) porque al acelerar se transmite más peso a la rueda trasera y al frenar a la delantera, precisamente la que más lo necesita en cada caso.

Quizás algunos os preguntaréis para qué sirve todo este despliegue teórico, si en realidad ya sabéis cómo evitar el deslizamiento o el bloqueo de las ruedas a base de técnica y de experiencia. Pues por una sencilla razón, y no es otra que CUANDO ENTIENDES ALGO AUTOMÁTICAMENTE LO APRENDES MÁS RÁPIDO Y CON MENOS ESFUERZO, PERO SOBRETODO SEA LO QUE SEA VAS A HACERLO MEJOR. Resumiendo, cuando comprendas el POR QUÉ seguro que vas a mejorar el CÓMO, tu verdadero objetivo.

© Agradecimientos y Créditos: Artículo escrito por los hermanos Joan y Carles Campsolinas (Seguro en moto).

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