martes, 5 de julio de 2016

¿Cómo se mantiene de pie una bicicleta? Sorprendentemente, es una cuestión mental

http://elpais.com/elpais/2016/06/22/ciencia/1466583082_159349.html 

Las bicis no se mantienen gracias al “efecto giroscópico”, como suele decirse. Hay que aprender a montar igual que hay que aprender a andar 


El diseño de bicicletas ha tenido algunas ideas verdaderamente ingeniosas para hacer que montar en bici sea más fácil. KAOS
“Es tan fácil como montar en bici”; o eso se dice. Pero, ¿cómo conseguimos sostenernos de pie en una bicicleta? Si alguien se aventura a dar una respuesta, lo más frecuente es que diga que se debe al “efecto giroscópico”. Sin embargo, no es verdad.
En pocas palabras, el efecto giroscópico se produce porque una rueda que gira tiende a seguir girando alrededor de su eje, igual que una peonza o el propio planeta Tierra permanecen alineados con su eje de giro. Mientras que los motoristas sí puede que noten ese efecto gracias a sus ruedas grandes y pesadas que giran velozmente, un modesto ciclista diario no lo notará porque las ruedas son muchos más ligeras y porque, cuando vamos a una velocidad pausada, no giran lo suficientemente deprisa.
Si una bicicleta corriente se mantuviese de pie debido al efecto giroscópico, a cualquiera que fuese a montar en bici por primera vez la bastaría con dar un empujón para que el vehículo –y el efecto– hiciesen el resto. La pura verdad es que hay que aprender a montar igual que hay que aprender a andar. Montar en bicicleta es una cuestión mental.
Imagínese que tuviese que conducir una bicicleta a lo largo de una línea perfectamente recta por un camino perfectamente llano. Fácil, ¿verdad? Pues no. Es prácticamente imposible llevar una bicicleta siguiendo una banda recta estrecha, igual que es de lo más difícil caminar con precisión absoluta siguiendo una línea recta… aunque estemos sobrios. Y si no, inténtelo.
Es prácticamente imposible llevar una bicicleta siguiendo una banda recta estrecha, igual que es de lo más difícil caminar con precisión absoluta siguiendo una línea recta… aunque estemos sobrios. Y si no, inténtelo
Ahora pruebe con este sencillo experimento: póngase de puntillas sobre un pie utilizando los brazos para equilibrarse. Cuesta bastante. Luego inténtelo saltando de un pie al otro. Es mucho más fácil mantener el equilibrio. Es lo que se llama “correr”. Su cerebro ha aprendido a hacer una pequeña corrección cada vez que usted se eleva, de manera que si, pongamos por caso, usted se está inclinando hacia la derecha, en el siguiente paso saltará ligeramente hacia la izquierda.
Lo mismo sucede al pedalear. Cuando va en bicicleta, está haciendo constantemente pequeñísimas correcciones. Si se está inclinando hacia la derecha, inconscientemente gira un poco el manillar hacia ese lado, de manera que las ruedas avancen debajo de usted. A continuación, sin pensarlo, vuelve a rectificar para seguir su trayectoria.
Este “tambaleo” es perfectamente normal. Resulta más evidente en los principiantes (en su mayoría niños), que se desequilibran bastante, pero puede ser casi imperceptible en un ciclista experto. Aun así, estas ligeras oscilaciones son parte del proceso y explican por qué andar –o conducir una bicicleta– por una línea totalmente recta es tan difícil, ya que entonces no podemos hacer esas pequeñas correcciones fundamentales a uno y otro lado.

Grandes diseños

El diseño de bicicletas también ha tenido algunas ideas verdaderamente ingeniosas para hacer que montar en bici sea más fácil. Lo más importante es que la inclinación del tubo de dirección (del head tube) permita que la rueda delantera tome contacto con la superficie de avance en un punto situado por detrás de la intersección del eje de dirección con el suelo. La distancia entre estos dos puntos es lo que se denomina “avance de la rueda”.
El avance de la rueda contribuye a estabilizar la bicicleta cuando montamos sin manos, porque si nos inclinamos, por ejemplo, a la derecha, la fuerza en el punto de contacto con el pavimento hace que la rueda delantera gire a la derecha. Esto ayuda a mantener la dirección sin esfuerzo y permite conducir sin manos inclinándose ligeramente a la izquierda o a la derecha.
Cuando va en bicicleta, está haciendo constantemente pequeñísimas correcciones. Si se está inclinando hacia la derecha, inconscientemente gira un poco el manillar hacia ese lado, de manera que las ruedas avancen debajo de usted
Pero también se han construido bicicletas con telescopios verticales y se puede montar perfectamente en ellas. De hecho, es muy difícil hacer una bici imposible de montar, y eso que muchos lo han intentado.
La razón es que hacer que una bicicleta se sostenga de pie tiene mucho que ver con nosotros y con nuestro cerebro. Demostrarlo es sencillo. Intente cambiar de lado las manos, por ejemplo. Ni siquiera podrá arrancar, y si lo hace mientras está en marcha, tenga cuidado porque se caerá inmediatamente. Esto no sucedería si el efecto giroscópico fuese lo que nos mantuviese en vertical.
Los payasos y los artistas callejeros conducen bicicletas con la dirección invertida. Se necesitan meses de práctica para aprender a montar en una de ellas, y hacerlo requiere desaprender a montar en una bici normal. Es asombroso cómo funciona el cerebro.

El efecto giroscópico

Pero, ¿qué hay del efecto giroscópico al que nos hemos referido antes? ¿Seguro que no ayuda ni un poquito? La verdad es que no… a no ser que vayamos deprisa de verdad. Un conocido experimento parece mostrar que el efecto giroscópico sí afecta a la rueda de una bicicleta, pero, si hacemos cálculos, podemos demostrar que el efecto no tiene ni mucho menos fuerza suficiente como para sostenernos cuando vamos en bicicleta.
Cuando veo a los niños que aprenden a montar con ruedecillas traseras lo paso mal, porque cada vez que uno de los estabilizadores toca el suelo, la experiencia borra lo aprendido
Con el fin de probar que el efecto giroscópico es irrelevante, construí una bicicleta con una segunda rueda delantera que giraba al revés. No he sido el primero; David Jones construyó una en 1970. Los dos tuvimos la misma idea. Básicamente, la rueda que gira hacia atrás anula el efecto giroscópico de la rueda delantera, lo cual demuestra que el efecto no es importante, y que lo único que nos aguanta en vertical es nuestro cerebro. Además, es un experimento muy divertido que cualquiera puede hacer.
¿Cuál es, entonces, la mejor manera de aprender a montar en bicicleta? Cuando veo a los niños que aprenden a montar con ruedecillas traseras lo paso mal, porque cada vez que uno de los estabilizadores toca el suelo, la experiencia borra lo aprendido. Para ir en bicicleta, el cerebro tiene que aprender el tambaleo, así que fuera ruedecillas. Cuanto más nos tambaleemos, mas deprisa aprenderemos. Montar en bicicleta, efectivamente, es una cuestión mental.
Hugh Hunt es profesor adjunto de dinámica y vibración aplicadas a la ingeniería en la Universidad de Cambridge.
Cláusula de divulgación. Hugh Hunt no es empleado, ni asesor, ni accionista ni receptor de fondos de ninguna empresa u organización que pudiera verse beneficiada por este artículo, y no ha divulgado ninguna afiliación relevante aparte del cargo académico mencionado más arriba.
Este artículo fue publicado originalmente en inglés en la web The Conversation

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