El último post se divide en dos y es la culminación de una trilogía dedicada a la fabricación de cuadros y los materiales más significativos empleados. La parte I hace una introducción a los materiales empleados y el panorama actual, mientras que la parte II describe las propiedades de estos desde un punto de vista más técnico. Por último os indicamos algunas de las aleaciones más comunes empleadas para cada material y algunas de las propiedades de estas. Por un lado el acero y el aluminio, y para no hacerlo muy extenso, en otro irá el titanio y la fibra de carbono.

Sin entrar en grandes detalles sobre metalurgia sólo buscamos que reconozcáis estas y comprender brevemente sus propiedades y características. Así que ahí va, ¿de qué están hechas las bicicletas?… pues de esto:

ACERO

El acero es una aleación de hierro/carbono que, con la adición de varios elementos tales como cromo, níquel, manganeso, molibdeno, vanadio, etc., se mejoran las características específicas tales como tenacidad o resistencia.

Aceros hay muchos en el mercado, y existe una gran variedad de ellos que son empleados en la fabricación de cuadros. Los de mayor calidad están hechos con aceros de alta resistencia, siendo el más común el acero 4130 o también conocido como “Chromoly,por pertenecer a la familia de aceros con cromo (Cr) y molibdeno (Mo) como aleantes principales.

Los mayores fabricantes de tubos de acero para bicicletas son Reynolds y Columbus. Y aquí os presentaremos algunos de los más significativos, actuales y de mejor calidad que estos dos fabricantes comercializan.

  

El legendario Reynolds 531, aleación de acero manganeso-molibdeno, ha dado paso a otras aleaciones mejoradas, con mejora en propiedades como la densidad, la resistencia o su conformado, que permiten tubos de espesores más delgados y que pueden dar lugar a cuadros tan ligeros como uno de titanio de similares proporciones. Algunas de estas son:

  • Reynolds 953: Una de las últimas innovaciones de la compañía británica es un acero inoxidable martensítico o maraging (denominados así por la estructura metalográfica fruto del tratamiento térmico recibido). Posee un ratio resistencia-peso inigualable y gran resistencia a impacto y a fatiga.
  • Reynolds 931: Acero inoxidable de grandes propiedades que puede combinarse con el anterior para reducir costes y optimizar diseños.
  • Reynolds 853: Acero CrMo que con el tratamiento térmico tras la soldadura crea cuadros de gran resistencia. La versión 853 DZB (Double Zone Butted) está especialmente recomendada para cuadros 29er y reducir los refuerzos necesarios para las exigentes pruebas de fatiga.

Otros aceros de la compañía Reynolds se pueden ver en la gráfica, que compara sus propiedades de resistencia y rigidez entre ellas y las aleaciones de aluminio 6061 y titanio 3Al-2,5V.

Aceros Reynolds

Comparación de las propiedades de resistencia (Strength) y rigidez (Stiffness) de algunas aleaciones Reynolds, incluyendo las aleaciones Al 6061 y Ti 3Al-2,5V

De entre los aceros de la casa Columbus se pueden citar los dos siguientes:

  • Columbus XCr: Acero inoxidable martensítico con alto contenido de cromo, molibdeno y níquel que aumentan sus características mecánicas. Las grandes propiedades de soldabilidad, unido a su alta resistencia a la fatiga y su estabilidad geométrica a altas temperaturas, hacen de este material idóneo para estructuras soldadas como cuadros de bicicleta. Es al mismo tiempo, el tubo de acero más caro en el mercado pues su conformado es por extrusión, mientras que el Reynolds 953, por compararlo, está formado por una lámina soldada para formar un tubo.
  • Columbus SPIRIT: Este es un acero con manganeso, cromo, níquel, molibdeno y niobio de composición química especial de Columbus. El niobio resulta más eficaz que el vanadio como agente de aleación de fortalecimiento. Es un acero diseñado para proporcionar características mecánicas superiores y una mayor resistencia a los efectos ambientales que los aceros al carbono convencionales. Una opción seria para cuadros de competición o de primera línea, donde ligereza y la fiabilidad son esenciales.

La variedad es grande, y la elección a gusto del fabricante. El resultado final pueden ser cuadros muy resistentes y de grandes propiedades mecánicas que nada deben desmerecer frente a aquellos realizados en aluminio u otros materiales.

 

ALUMINIO

La evolución en el uso de aleaciones de aluminio ha sido espectacular en las últimas décadas. En la actualidad, las aleaciones más populares en la fabricación de cuadros de aluminio son Al 6061 y Al 7005. La primera cifra indica la familia que corresponde al aleante mayoritario. Así, la 6061 pertenece a la familia Aluminio-Magnesio-Silicio y la 7005 a la familia Aluminio-Zinc como elementos principales de estas. Estas aleaciones, sobre todo la Al 6061, suelen recibir tratamientos térmicos que mejoran notablemente sus propiedades respecto a la aleación sin tratar. Estos se hacen siempre después de soldar y alinear el cuadro, por lo que también sirven para eliminar las tensiones creadas durante la fabricación. Aunque el tipo de tratamiento térmico sea el mismo, los tiempos, temperaturas, etc. de tratamiento varían según cada aleación, y están optimizados para lograr en cada caso las mejores características. El habitual viene denominado por T6, pero no vamos a entrar en descripciones sobre ello.

Comparando propiedad por propiedad (véase el link) la aleación Al 7005 tiene mayor densidad, mayor resistencia pero también es más rígida, que decíamos influía en el confort (véase parte I). Su resistencia a fatiga es mayor, pero con todo esto no se puede decir que sea la mejor. La aleación Al 6061, por el contrario, es más maleable y fácil de soldar.

Lo más importante es que la calidad de un cuadro de aluminio no está determinada por la familia o el tratamiento térmico. Influyen aspectos como el diseño y fabricación: espesores, biconificados (2 espesores diferentes en un mismo tubo), hidroformado (se colocan los tubos en un molde con la forma deseada y se les da forma mediante la inyección de agua/aceite a muy alta presión), calidad de la soldadura, etc. Y en la elección del fabricante por una u otra influyen otros factores que pueden ser no técnicos, como precios, stock, etc. Pero en cualquier caso, definirá más las propiedades del cuadro lo bien diseñado y fabricado que esté que el uso de una u otra aleación.

 

Héctor Puente Rubio (7 Posts)

Héctor es el ingeniero aeronáutico de NBICI.es y debido a su formación técnica en este blog nos hablará de fabricación de cuadros, materiales, aleaciones... Y quien sabe quien más. Además de biker en sus ratos libres también le gusta ser un runner.


¿Te ha gustado este post?
Apúntate y recibe en tu correo más post como este