Informe: el Efecto Shimmy, vibraciones de infarto

Terminas la subida, te estimula el descenso que ves de frente, dejas caer la bicicleta, pedaleas con fuerza, el ciclómetro pasa de 60 km/h y, de repente, te sorprende una terrible vibración en la rueda delantera que se transmite al manillar.
Informe: el Efecto Shimmy, vibraciones de infarto
Informe: el Efecto Shimmy, vibraciones de infarto
Pablo Bueno
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Este desgraciado fenómeno físico afecta, de manera irregular a diferentes tipos de bicicleta. En algunos casos se trata de una sencilla vibración pero, en muchos otros, se convierte en un movimiento de baja frecuencia y gran amplitud de onda que nos puede hacer perder la trayectoria, suponiendo incluso un peligro para mantener el equilibrio.

Efecto Shimmy, es en realidad un término que define un desequilibrio dinámico. Vamos a ir por partes: entendemos por “desequilibrio dinámico” el fenómeno surgido al rodar en condiciones reales, y que se manifiesta como una falta de estabilización entre algunos de los componentes implicados en el avance de la bicicleta a través del asfalto. No se puede detectar en un banco de pruebas (entonces sería un desequilibrio estático) ya que, en esa simulación, no se llegan a reproducir fielmente los vectores de cargas y fuerzas que soporta la estructura de una bicicleta cuando circula por la carretera, por lo que se hace necesario analizar de forma meticulosa cada uno de las causas por las que se puede producir el Shimmy para encauzar la solución.

Resonancia

El caso más usual de Shimmy se produce cuando una pequeña vibración surgida en la horquilla o el cuadro es amplificada por la propia estructura de la bicicleta, ese es el fenómeno de la resonancia y es el responsable de que lleguemos a percibir una fuerte vibración en el manillar, procedente de la rueda, la horquilla o desde el propio cuadro.

El nivel de resonancia va asociado al módulo de elasticidad del material con el que está construido un cuadro u horquilla; a menor módulo, menos posibilidades hay de transmisión de vibraciones, ya que quedan absorbidas por el material en cuestión. De ahí que la fibra de carbono (con mayor módulo de elasticidad) sea el material menos proclive a sufrir Shimmy.

Agravantes del Shimmy

Este efecto no ha cobrado relevancia hasta que no se ha comenzado a mezclar materiales de diferente naturaleza, principalmente la fibra de carbono (la de mayor módulo de elasticidad) con el aluminio aeronáutico (el de menor módulo de elasticidad). Aunque este fenómeno aparecía con cierta asiduidad en el pasado, al utilizar cuadros de este aluminio, montados con horquilla de carbono, también sucede con cuadros de carbono, especialmente en modelos que equipaban horquillas con cuello de aluminio. Cuando la diferencia de módulo de elasticidad/rigidez entre el cuadro y la horquilla es elevada, surge una cierta incompatibilidad en la capacidad de apaciguar la resonancia.

Pero hay causas determinantes de que aparezca la vibración inicial que da lugar al Shimmy, y esas son las que nos deben preocupar, ante la certeza que la mixtura de materiales cada vez es menor: la práctica totalidad de bicicletas de carretera de media y alta gama son ahora de fibras sintéticas.

Casos prácticos

Hemos investigado en todas las direcciones posibles y no hemos podido obtener ninguna respuesta radical que nos permita afirmar cuál es el responsable final de la aparición del efecto Shimmy aunque, acotando la búsqueda, nos hemos encontrado con casos repetidos en los que el origen de la vibración partía de puntos en común. Vamos a intentar repasar todos los posibles causantes del Shimmy.

Ángulos incompatibles

Se puede producir una fuerte resonancia en la estructura de una bicicleta, cuando se monta una horquilla con poca flecha (menos de 4,5 cm) en un cuadro con ángulo de dirección muy vertical (superior a 74 grados). De manera especial, al frenar, la horquilla tiende a buscar una posición más vertical y produce “micro-rebotes” que, amplificados convenientemente por la velocidad de un descenso prolongado, se convierten en Shimmy. Si ese fuera tu caso lo podrías solucionar cambiando la horquilla por otro modelo con mayor avance en la flecha. En la actualidad hay pocos modelos con incompatibilidad de ángulos, debido a que la mayoría de los cuadros tienen la geometría compensada con las medidas de la horquilla.

Horquilla recta

Aunque el avance y flecha de una horquilla recta y curva pueden ser idénticos, las de vainas rectas funcionan como un sismógrafo, transmitiendo las vibraciones con mayor facilidad. En algunos casos cambiándola por un modelo curvo se termina con el problema.

Alineación de las ruedas

Cuando circules por una zona llana, con buen asfalto, dile a algún compañero que se ponga a unos 5 metros por detrás de ti y observe si tus dos ruedas pisan alineadas sobre el mismo plano vertical. Bien por un error de aparaguado de la trasera o después de sufrir una caída, puede suceder que estén desalieadas y se produzcan vibraciones en el cuadro al rodar a velocidades altas. Otro vestigio que te puede llegar a hacer sospechar que tienes las ruedas desalineadas es que, al rodar sin las manos puestas en el manillar y con la espalda totalmente vertical, la bicicleta siempre se desvía hacia el mismo lado de la carretera. Si es un problema de aparaguado tiene fácil solución, pero si se ha torcido el cuadro (punteras, vainas, horquilla…) hay que cambiarlo.

Rueda delantera radial

En casos muy críticos, se ha presentado Shimmy en bicicletas equipadas con ruedas de pocos radios montados con estructura radial (rectos). Al utilizar pocos radios es necesario que el par de apriete sea mayor y, como consecuencia, la estructura de la rueda es más rígida, por lo que genera y transmite más vibraciones. Si quieres verificar este punto sólo tienes que cambiar tu rueda delantera por la de un compañero y probar a ver si desaparece el Shimmy.

Rueda trasera desgastada

Aunque pueda resultar difícil de entender, una rueda trasera muy desgastada, con la banda de rodadura plana (ojo a las ruedas que utilizamos para el rodillo), puede dar origen a que haya vibraciones en la dirección. Al llevar la mayor parte del peso en la trasera de la bicicleta, las vibraciones se producen en la dirección, al ser la porción articulada de la bicicleta y en la que menos peso recae. También puede presentarse Shimmy si rodamos con la presión de la rueda trasera excepcionalmente baja. La solución es fácil: poner cubierta nueva o dar la presión adecuada.

 Holgura juego dirección

El que se presente Shimmy por llevar la dirección floja es más habitual en las horquillas antiguas de 1 pulgada de diámetro de cuello, en las de 1-1/8” o 1-1/5" es menos frecuente, pero también se puede presentar en los juegos de dirección oversize. Como puedes imaginar la vibración va acompañada por un fuerte traqueteo, el propio de cualquier rodamiento que ha perdido el ajuste. Eliminando la holgura del juego de dirección se termina con el problema.

Turbulencias

En muchas ocasiones ha sucedido que, al descender a gran velocidad dentro de un pelotón, tras salirse de la disciplina del grupo, la bicicleta entra en una zona de turbulencias y la dirección transmite una fuerte vibración al ciclista. Esta reacción, que puede degenerar en Shimmy, está debida a la pérdida de sustentación sobre el asfalto que sufre nuestra montura: el aire que “rompemos” con nuestro avance nos hace iniciar una secuencia de despegue del suelo y la dirección es la primera en sufrir las consecuencias. Algunas veces este fenómeno también se ha presentado al salirnos del rebufo de un camión.

Si te has fijado en los ciclistas profesionales, cuando realizan descensos a gran velocidad, adoptan una postura específica para evitar entrar en turbulencia, cargando el peso del cuerpo en la parte delantera de la bicicleta y cerrando las rodillas para favorecer la penetración aerodinámica.

Desequilibrado

En algunos casos, el gran tamaño (y peso) del imán del ciclómetro supone un desequilibrio dinámico en la estructura de la rueda al girar a gran velocidad. Para evitar este efecto hay que intentar instalarlo siempre en el lado opuesto al de la válvula de la rueda, de manera que el peso del racord de entrada de aire estabilice la descompensación creada por el imán. También puedes adquirir un imán más pequeño y reemplazarlo.

¿Qué hacer?

Si nos vemos sorprendidos por una secuencia de Shimmy, ademas de cogernos fuertemente al manillar, juntaremos las rodillas apretando el tubo horizontal del cuadro, así desaparece de manera casi instantánea.

¿Qué modifico en mi bicicleta para eliminar el Shimmy?

Este efecto no se produce por una sola causa aislada: suele ser la conjunción de varias y, en ocasiones, cambiando algunos parámetros de la regulación de la bicicleta (altura del manillar, avance del sillín, presión de las ruedas...) logramos eliminar el Shimmy. Con la utilización de las nuevas cubiertas de 25 mm de sección mejoramos la eliminación de vibraciones y la absorción de vectores de fuerzas parásitas (viento lateral, rebufos en grupeta...), con lo que podríamos evitar que se presente este fenómeno.

En los vídeos que te ponemos a continuación puedes ver dos ejemplos muy claros de Shimmy: uno por resonancia acústica (generado por una fuerte palmada que convierte la horquilla en un diapasón) y otro por la velocidad.

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