junio 05, 2015 6 Comentarios
Esta es una publicación solo para constructores de ruedas. Algunos temas es mejor compartirlos con quienes entienden (no necesariamente están de acuerdo) lo que digo. Si no eres constructor, continúa bajo tu propio riesgo. Si el contenido te resulta perturbador, ten en cuenta que se basa en la perspectiva de un constructor. Si no la tienes, no nos culpes.
Estoy harto de los constructores que se presentan por la rotura de radios. Eso era cierto en mi juventud, una época de mucha mayor ignorancia sobre la construcción de ruedas. Esa preocupación afectó mi carrera inicial y la de mis compañeros. Es probable que algunos aspirantes a constructores abandonaran el oficio en lugar de afrontar la culpa constante por la rotura de radios.
Hoy podemos tener mucha más confianza en la dinámica de las ruedas y en los fallos de los componentes. Para quienes se inician en el sector, intentaré convencerles de que la rotura de radios es una preocupación que compartimos con los ciclistas, pero rara vez se debe a nuestro taller. Esto es vital para que usted y su cliente construyan una confianza duradera.
La escena de hoy es diferente
Los radios nunca han estado mejor. Al mismo tiempo, las expectativas de longevidad de las ruedas nunca han sido tan cortas (moda, peso). En consecuencia, los ciclistas no sufren roturas de radios con tanta frecuencia como antes. Sin embargo, a pesar de su rareza, la rotura de radios hoy en día se está convirtiendo en un evento más preocupante. Irónico, ¿verdad? Percepción típica: cuanto más raro se vuelve un evento no deseado, más extraño parece.
El mundo de los radios también es más complejo. Hubo una época en que solo se usaban DT, Sapim y Wheelsmith para ruedas de carreras. Hoy en día, muchas marcas utilizan radios patentados (Mavic, Campagnolo, Shimano) y nuevos radios premium como Max (TW), Pillar (TW), Mach1 (FR) y otras.
Estoy aquí para decirte
Muy pocos tienen la oportunidad de realizar pruebas exhaustivas de radios y ruedas y de compatibilizarlas con cientos de miles de ruedas en el campo; desde giras recreativas hasta campeonatos del mundo, desde expediciones hasta exposiciones.
Aún menos de ellos pueden compartir sin reservas. No fabrico ruedas, bujes, radios ni llantas, mientras que la mayoría de mis colegas no pueden revelar muchos datos importantes debido a su trabajo. No es una conspiración y haríamos lo mismo. Un pequeño precio por perseguir sueños.
Las pruebas de radios tienen el reto de replicar las condiciones del mundo real. Se rompen raramente y se usan por miles de millones de veces de maneras muy diferentes. El mayor problema es la validez estadística. Se pueden probar 12 radios hasta su fallo durante varios días en instalaciones específicas. Es costoso, pero se aprenderá mucho sobre estos 12. Dado que los buenos radios fallan con menos frecuencia que 1:12, realmente se necesita probar 1000 durante meses. Impráctico, por supuesto.
Las pruebas de laboratorio permiten un control y una precisión vitales para el análisis. Sin embargo, en mi experiencia, nada supera a un equipo patrocinado con mecánicos 100% confiables. De esta manera, se puede obtener información fiable sobre un gran kilometraje, con múltiples pilotos de diferentes estilos, todo en una misma temporada. Tratar directamente con los pilotos es mucho menos productivo, ya que cada uno es único y les cuesta recordar los detalles. Los buenos mecánicos (a menudo, los mismos constructores) pueden compartir la información. Los equipos son excelentes para la evaluación del equipo (especialmente de los radios).
Lo que debes saber sobre la rotura de radios
Si bien muchas variables influyen en la rotura de radios, la principal causa (con un 98 % de probabilidad) de roturas inesperadas de radios está en el alambre. Se puede hacer todo bien en el diseño y la fabricación de ruedas y que se rompa un radio a los 80 o 800 kilómetros; ambos casos son prematuros.
Nota: Me refiero a roturas inesperadas. No incluye: ruedas muy usadas con 80.000 km; radios rotos por pedales, cables o madera que invaden la pista; ruedas fabricadas a propósito (para eventos de un día) pero usadas para otros fines; accidentes; etc.
Los radios se rompen por fatiga y ciclos repetidos de carga y descarga. Esto requiere tres factores:
(1) Uso - los radios en reposo no se fatigan.
(2) Elevadores de tensión: los radios se rompen primero donde las tensiones son mayores.
(3) Una aberración en la microestructura del metal, sin la cual (y son inevitables) la fatiga no puede iniciar una grieta en el acero.
Nota: Los ciclos de carga que analizamos se encuentran dentro del límite elástico del material. En las bicicletas, todas las cargas de conducción se encuentran dentro del límite elástico. Es posible superar el límite elástico en pruebas de laboratorio, pero esto no ocurre durante la conducción normal.
Como constructores, hacemos todo lo posible para minimizar los riesgos de fatiga de las ruedas como:
(1) Coloque los codos en la brida del cubo para maximizar el soporte.
(2) Utilizar patrones que no provoquen torceduras pronunciadas en el pezón.
(3) Colocar los radios en su trayectoria de modo que su forma sea estable durante la conducción.
(4) Evitar tensiones excesivas, cuyo roce podría dañar los hilos por torsión.
(5) Alivio de tensión en la estructura para que esté en un estado más relajado durante el uso.
(6) Liberar a los radios de exigencias innecesarias (número adecuado, calibre, etc.).
Incluso tomando todas estas (y otras) precauciones, los radios pueden romperse inesperadamente. Al mismo tiempo, se pueden ignorar casi todas las reglas anteriores y aun así tener una rueda duradera. El material de los radios (en particular el acero inoxidable) puede soportar un uso intensivo si está en perfecto estado. Esto se ha observado muchas veces en estudios de laboratorio y de campo.
Qué hacer
Diseña y construye ruedas como si la rotura de radios estuviera bajo tu control. Todas estas técnicas tienen una pequeña probabilidad de minimizar la rotura, y el karma es evidente.
Cuando se le rompe un radio, es fundamental que:
(1) Créanme, las roturas son casi aleatorias. Créanme. Hay más con radios malos y menos con mejores. Pero, en cualquier caso, las roturas son difíciles de predecir.
(2) Expresar compasión y tristeza por los afectados. Un competidor que podría haber ganado un sprint necesita compasión. Puede que esté con ánimo de culpar, pero no por mucho tiempo. La compasión genuina es una buena política; no se ponga a la defensiva. Por un momento, póngase en el lugar del fabricante de portavoces: pida disculpas por la industria y la ciencia de los materiales.
(3) No te muestres sorprendido ni decepcionado, claro, pero mantén la calma. Si hablas en voz alta y agitada, el conductor perderá la confianza en tus ruedas y, en general, en la fiabilidad mecánica.
(4) Examina la rueda y la situación en busca de lecciones. Sin embargo, recuerda que es poco probable que sea algo que puedas ver en la evidencia.
El análisis microscópico de las fallas de radios siempre muestra lo mismo. Sabemos por qué y dónde fallan los radios, pero no podemos responder al "cuándo". La medida de la ciencia no es la capacidad de explicación retrospectiva, sino el poder predictivo. Según este criterio, la ciencia de las fallas de radios es tan deficiente como la mayoría de los estudios macroeconómicos.
Si la rotura se debe al material del alambre, la consistencia con la resistencia adecuada es primordial. ¡Claro que sí! La consistencia del alambre es una obsesión para los fabricantes de radios, y tienen tan poco control como usted una vez que aceptan el alambre. Hay demasiadas variables en demasiados kilómetros de alambre. Estas variables incluyen el estado de recocido, el acabado superficial, la variabilidad de la microdureza, las oclusiones y contaminantes, la uniformidad de la estructura cristalina, etc.
Fabricar alambre resistente (alta resistencia a la tracción) es sencillo. Lograr una consistencia excepcional es muy difícil. El alambre de acero inoxidable para radios de alta gama es tan excepcional y único en este aspecto que no tiene otro uso industrial. Nadie pagaría tanto por la consistencia fuera del ámbito médico, y el alambre de 14 g no tiene muchos usos médicos.
Sea profesional
Proyecta tranquilidad y confianza a quienes te rodean. No dejes que la rotura de un radio se convierta en un llanto colectivo. Conoce la ciencia subyacente y recuerda que, a veces, los radios se rompen incluso cuando has hecho todo bien.
Dado que la rotura de radios ocurre de forma bastante aleatoria, no es motivo para cuestionarlo todo. He encontrado útil apretar los pares de radios paralelos con la mayor fuerza posible para comprender su integridad.
Si ningún radio se rompe durante la ronda de apriete, es casi seguro que ninguno se romperá por fatiga en los próximos cientos de kilómetros. Si dispone de tiempo, también puede inspeccionar el interior de cada codo de radio (lo visible) con una lupa. Las grietas inocultables empiezan mucho antes de la rotura. He detectado grietas infantiles de esta manera y me he sentido como Sherlock Holmes.
Así que, elige tus radios con cuidado, no reacciones exageradamente ante eventos puntuales y recuerda que el 98 % de las roturas de radios (aunque ocurran donde se espera) probablemente no estén relacionadas con tu edificio. Es una pesadilla para quienes fabrican radios, no para ti.
Para más información sobre el tema, consulta aquí y aquí . ¡No dudes en comentar, sobre todo si te gusta construir ruedas!
noviembre 02, 2021
What is not well recorded in the bike business is what I call “the great bicycle stainless steel spoke scandal, and cover-up”.
Sometime around 2008-2009 a faulty batch of stainless spokes infected the whole worldwide bike supply. One reference I DID find was at https://www.youtube.com/watch?v=z5-AIWjA6sI.
I have seen it myself many times, the spokes look like they’ve got measles, random spots along the length, and they fail in a brittle fracture fashion. I’m not a metallurgist but I am a mechanical engineer, and it appears to me to be chloride stress corrosion cracking (SCC). My opinion is that the batch(es) of steel used to make the spoke wire was not compliant with specification. When you bend one of these spokes in your fingers it fails sharply at on of the rusty stains. I have not had any samples analysed at a metallurgical lab as would be required to confirm my hypothesis.
The bike suppliers and retailers managed the problem for a few years around 2010 or so merely by replacing wheels that failed that they had sold.
BUT the industry, world wide, AFAIK avoided any mandatory product recall which is what should have happened with a faulty product issue like this. So after all the fuss died down, well people have forgotten about it and tough luck on a customer who has such faulty product after this time.
I had a man come in the shop today enquiring about rebuilding two wheels on a simple bike that have failed while the bike was in storage, in a location not very far from the ocean. I told him about the “measles” appearance and he confirmed that is the case.
All I could do was wish him the best of luck with the original seller after over 10 years! If the seller doesn’t care about his reputation or customers, I can replace or rebuild this guys wheels but it’s a cost that rightfully should be borne by the bike /wheel manufacturer due to their lack of robust QC processes.
IMHO it’s a scandal that was covered up, at least there should be a historical record of the relevant facts.
noviembre 02, 2021
Ric – I still have two sets of Wheelsmith wheels from 1990 and 1992 that are on my bikes right now – they have thousands of miles on them. I’ve only broken a spoke once and that was while sprinting Tim Murphy at the top of Old La Honda. A week later it was the same sprint and Tim’s Merlin broke at the chain stay / BB weld. I’ve had nipples fail twice though. Again, nice writing. Tom
noviembre 02, 2021
recently snapped a spoke dead in the middle on a radial laced front wheel. i expected this to eventually occur since i used 16 spokes on a 32h hub/rim.
years ago i had some time on my hands, and found myself attempting really odd/random spoke combinations, for amusement and originality (at least in my mind). the pinnacle in these experiments of boredom was a trued and concentric 36h B52 laced to a 36h hub using 12 spokes. i used tangential lacing while grouping the spokes in fours (essentially functioning as 3 big spokes).
thus, i thought it would be really cool if you could conduct a similar experiment in a quest of minimum spokes needed to ride a front wheel home safely.
great articles btw, i’ve lurked for quite some time.
noviembre 02, 2021
I appreciate the tips 1-4. Extremely valuable advice for any area of bicycle mechanics, I think. Juggling that with not insinuating fault of the user, the hopefully avoidable W word (warranty) and a can do attitude we can hopefully keep our batting averages up as the front line of the bicycle industry. and hopefully improve conditions in general for cycling. Thanks again!
noviembre 02, 2021
Nice one Ric. I like this paragraph the best -
“Making strong wire (high tensile strength) is straight forward. Making it über consistent is very hard. Stainless wire for high end spokes is so extreme and unique in this parameter that it sees no other industrial use. No one would pay so much for consistency outside of medicine and there aren’t many medical uses for 14g wire.”
I wrote something a while ago that fits your spoke breakage post -
“One (insert occurrence of your choice here) is a fluke.
Two is a coincidence.
Three is a trend.”
Los comentarios se aprobarán antes de mostrarse.
Michael Wilson
noviembre 02, 2021
Just FYI I do have a production wheelset on the Bianchi Pista where the spokes break while the bike is just hanging on the rack. The front wheel does this; I do not know about the rear because I gave that to a friend. That wheel also breaks spokes, but maybe not while just sitting. I forget if it is the middle of the spoke or the bend.