Miércoles de Mecánica :: #30 Diseños de Suspensiones Explicados

Rubén Nass | el 08/07/15 a las 4:16 pm. | 27

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Llegamos a la edición #30 de esta columna, y ha pasado casi exactamente un año del debut de Miércoles de Mecánica. Quiero empezar por agradecerles la sintonía, y la buena onda con la que han recibido la mayoría de los lectores estos artículos. No ha sido un trabajo menor, pero ha valido la pena el esfuerzo, y me siento entusiasmado para seguir buscando y desarrollando temas para convertir esta sección en un clásico de Montenbaik y Biciusados.

Para celebrar esta ocasión, les propongo un tema ambicioso para esta semana. De hecho, lo venía pensando desde que empecé con estas columnas, hace un año. Hoy les voy a tratar de explicar los diferentes tipos de diseño de suspensiones que existen. Me refiero al diseño de las suspensiones traseras, y cómo influyen en el comportamiento de las bicicletas en la práctica.

Como ustedes ya sabrán a estas alturas, existen varios diseños de suspensiones en el mercado. Entender cuáles son las diferencias en el comportamiento entre ellas es relevante, pero en ningún caso es el motivo único para elegir una bicicleta. Tal como le he expresado en temas anteriores, vuelvo a insistir en que la elección de una bicicleta debería ser después de probarla como corresponde, y nunca en base a lo que está de moda, o lo que se dice en redes sociales.

Para empezar, voy a definir algunos conceptos que creo que son fundamentales para entender el resto del artículo (hay algunos conceptos que no puedo traducir con exactitud al español, así que los pondré en inglés):

• Shock: es el amortiguador trasero, que básicamente se encarga de absorber impactos.
• Damping: es la transformación de energía cinética a calor. El damper de un shock es el que se encarga de absorber impactos, que producen energía cinética, y a través del flujo de aceite por puertos o lainas, regula la velocidad en que se mueve la suspensión, tanto en compresión como en extensión. En el MM#1 hay una explicación más detallada de los ciclos de compresión y rebote.
  
• Stroke: es cuánto puede comprimirse un shock.

• Leverage Ratio (o relación de palanca): es cuántas unidades de distancia que se comprime un cuadro, por cada unidad que se comprime el shock.
• Recorrido: es cuánto puede comprimirse la suspensión de un cuadro (Stroke x Leverage Ratio = Recorrido).

• Pivote: es un punto de la suspensión en el cual una parte del cuadro rota sobre un rodamiento o un buje, y de esta forma permite que la suspensión se comprima y extienda.

• Articulaciones: son las partes del cuadro que unen dos o más pivotes.
• Pedal-bob: la pérdida de energía, o aceleración, que se produce por la interferencia que genera el pedaleo sobre el movimiento de la suspensión.
• Brake Jack: cuando el frenado limita el movimiento de la suspensión.
• Chain Growth (o crecimiento de cadena): cuando la cadena se estira por la compresión de la suspensión.
• Velocidad de Compresión Progresiva: este concepto está de moda, pero a veces es mal interpretado. Es cuando la velocidad con la que se comprime una suspensión disminuye en la medida que la suspensión se comprime. Es decir, al principio del recorrido, se comprime rápidamente (se siente blanda), y al final del recorrido se comprime más lentamente (se siente más dura).
• Velocidad de Compresión Lineal: es cuando la velocidad con la que se comprime una suspensión se mantiene constante durante su recorrido.
• Velocidad de Compresión Regresiva: es cuando la velocidad con la que se comprime una suspensión aumenta durante su recorrido.
• Wheel Path: es el trazado imaginario que hace el centro del eje trasero durante el recorrido de la suspensión.

• Rigidez Lateral: es la resistencia de un cuadro a producir flexión lateral al pedalear o doblar sobre la bicicleta. Es importante en el diseño de suspension, porque ayuda a reducir la pérdida de energía producto de la flexibilidad lateral, y permite aprovechar esa energía para acelerar hacia adelante.

Con estos conceptos en mente, creo que es importante pensar para qué sirve la suspensión trasera. Para esto, me remonto al primer MM que publiqué:

En mi opinión, hay tres roles clave que cumple la suspensión (tanto delantera como trasera) en una bicicleta:

– Optimizar la tracción: Mantener las ruedas en contacto con el terreno, en la forma más constante y pareja posible.

– Control y estabilidad: Se logra a través de la distribución y transferencia de peso sobre la bici, mantener un centro de gravedad bajo y central. La estabilidad en alta velocidad es un rol clave para la suspensión.

– Comodidad: Va muy de la mano con el control. La reducción de vibración y golpes (dampening), ayuda tanto a la comodidad como al control sobre la bici.

Ahora, vamos con las desventajas de las bicicletas con doble suspensión. A pesar de que estoy absolutamente convencido de que este tipo de bicicletas son ampliamente superiores en todo sentido frente a las rígidas (siempre que se usen en montaña, y no en la calle), siempre hay sacrificios que hay que estar dispuesto a asumir, al escoger una doble sobre una rígida:

• Peso: es simplemente inevitable sumar peso por ser doble suspensión. El shock, los pivotes, rodamientos, bujes, etc. Todo suma peso.
• Mantenciones: se agrega la necesidad de mantener y/o reemplazar piezas expuestas a desgaste. Rodamientos, bujes y shock, principalmente.
• Pedal-bob: por muy sofisticada que sea la suspensión y/o el shock, siempre habrá algo de contaminación en el pedaleo, producto del pedal-bob, que expliqué en los conceptos al principio del artículo

¿Cuál es la importancia de mencionar estas desventajas? Básicamente, porque la idea de los diseños sofisticados de suspensión, es reducir estas desventajas, para poder disfrutar de las ventajas de la suspensión trasera. Acá es donde empieza lo entretenido, y es ver qué nos ofrecen los distintos diseñadores para disminuir las contras y realzar las ventajas de la suspensión trasera.

A muy grandes rasgos, se puede englobar los diversos diseños de suspensión en estas categorías:

• Mono-pivote: es básicamente cuando la distancia desde el eje trasero hasta el pivote principal se mantiene constante, y la rueda sube en un arco con forma de “C”, acercándose al triángulo delantero del cuadro.

• Horst Link / Four-bar Linkage / FSR: se desacopla el eje trasero de los brazos inferiores de la culata (o vainas), y por lo tanto, el wheel-path ya no es un simple arco, sino que va cambiando (se aleja del arco de una mono-pivote) en la medida que se comprime más la suspensión. El resultado es que la rueda se mueve en forma más vertical, y se acerca menos al triángulo delantero al comprimirse la suspensión.

• Pivote Virtual (VPP, DW Link, KS Link, Maestro, etc.): la culata se une al triángulo delantero mediante dos articulaciones, que se mueven independientemente, y proyectan el punto de pivote hacia un punto “virtual”, que se va desplazando mientras la suspensión se comprime. En estos diseños, la rueda incluso puede alejarse del triángulo delantero en algunos rangos dentro del recorrido de la suspensión.

Dentro de cada uno, existen tantas variantes como marcas en el mercado. Hay algunos diseños más extravagantes que en estricto rigor se escapan de estas categorías, pero considero que en este artículo no vale la pena profundizar en esos sistemas.

Lo que sí vale la pena destacar, es que dentro de cada tipo de suspensión, hay variantes que modifican las propiedades de cada sistema.

Por ejemplo:

• “Shock flotante”: algunos fabricantes, como Trek y Commencal, han desarrollado variantes en sus diseños, que les permiten anclar el shock a basculantes de la culata, en lugar del triángulo delantero. Esto hace que el shock se comprima desde ambas direcciones, en lugar de una sola. La idea de esto es que se reduce la interferencia del pedaleo sobre la suspensión, y se puede utilizar sistemas monopivote, pero con bastante más eficiencia en el pedaleo.

•  ABP (Active Breaking Pivot) o Split Pivot: ambos sistemas posicionan un pivote en el eje trasero. Esto permite disfrutar de la suavidad de un sistema monopivote, pero aislando la interferencia del frenado sobre la suspensión  (reduce el brake jack). Marcas conocidas que utilizan este sistema son Trek y Devinci.

• Switch: Yeti desarrolló un sistema de suspensión que mezcla un monopivote, con un diseño de pivote virtual. Mediante un pivote montado sobre un sistema desarrollado en conjunto con Fox, que cambia la posición del pivote, mientras se comprime la suspensión. Los invito a ver el video abajo; es más fácil mostrar el video que explicarlo.

SWITCH INFINITY from Yeti Cycles on Vimeo.

• GT AOS: GT tiene este sistema en sus modelos Force y Sensor. La caja motor se incorpora a un basculante, al cual también va anclado el shock. De esta forma, mientras se comprime la suspensión, también se mueve el volante, y reduce el crecimiento de la cadena, que es uno de los principales causantes de la interferencia del pedaleo sobre la suspensión.

• Freno Flotante: esto es muy utilizado en diseños monopivote, porque sufren mucha contaminación en la compresión de la suspensión producto de las fuerzas de frenado. En pocas palabras, cuando uno frena, el sistema monopivote bloquea la suspensión. Al utilizar un diseño de freno flotante, el caliper trasero se independiza de la suspensión, y reduce el brake jack.

Con toda esta información… ¿Qué sistema es mejor?

Esta es la gran pregunta, y es imposible responderla objetivamente. Se puede hablar de ventajas y desventajas generales de cada sistema, pero es difícil aisarlas para poder compararlas, sin tomar en cuenta la influencia de otros factores dentro de cada diseño.

En términos muy generales, las ventajas y desventajas de cada diseño son:

 1. Monopivote:

– Ventajas:

• Muy buena absorción de impactos suaves y duros. Es una suspensión muy sensible.
• Bajo costo. Permite armar bicicletas a precios muy competitivos, al no haber patentes involucradas.

– Desventajas:

• Muy propenso a sufrir de brake jack. El frenado prácticamente bloquea la suspensión.
• Muy propenso a sufrir de pedal-bob. La fuerza producida por el pedaleo se transmite en gran parte a la suspensión.
• Depende de un shock con muy buen sistema de aumento de compresión o bloqueo, para poder pedalear sin problemas.

2. Horst Link / Four-bar Linkage / FSR:

– Ventajas:

• Activo al frenar. No sufre brake jack.
• Suspensión muy suave y sensible, tanto con impactos pequeños y grandes.

– Desventajas:

• Sufren de interferencia en la suspensión producto del pedaleo. Por esto, necesitan shocks y/o sistemas sofisticados para reducir el pedal-bob y poder ofrecer un pedaleo agradable.

3. Pivote Virtual (VPP, DW Link, KS Link, Maestro, etc.):

– Ventajas:

• Activo al frenar.
• Muy eficiente para pedalear, porque aísla las fuerzas del pedaleo de la suspensión.

– Desventajas:

• En general, los sistemas de pivote virtual más rústicos necesitan de shocks con velocidad de compresión progresiva, para contrarrestar las características regresivas de sus diseños, que hacen que la suspensión pierda soporte en la mitad del recorrido. Esto no ocurre con diseños sofisticados, pero aumenta el costo del sistema, y se traduce en bicicletas caras.
• Pierden sensibilidad al principio del recorrido, en comparación a los diseños anteriores.

Por último, quiero cerrar el artículo con algunas opiniones de representantes de algunas marcas que accedieron a colaborar con este reportaje:

– Felipe Vásquez, representante de Transition Bikes en Chile, nos habla sobre el sistema de suspensión de la nueva Patrol:

Aquí no hay nada nuevo bajo el sol, gracias a la liberación de patente del FSR de Specialized los ingenieros de Transition bikes se pusieron a jugar con el diseño y lograron dar en el clavo con las proporciones perfectas (medidas del linkage) las cuales hacen que la bicicleta se comporte de manera impresionante, logrando un pedaleo excelente, incluso con el shock desbloqueado, por supuesto sin perder las propiedades de copiado, sensibilidad y absorción de megaimpactos a la hora de bajar el cerro! (gracias a su curva de progresividad perfecta).

Gracias a todo esto y ademas su geometría agresiva (65 grados de HT) se hizo acreedora al premio de la bicicleta del año en la Revista Decline (USA).

– Teo Nass, de Santa Cruz Bicycles Chile, nos habla sobre el VPP:

El sistema VPP consiste de un basculante trasero de una sola pieza unido al triángulo delantero mediante dos bieletas, una superior y otra inferior, que giran en sentidos opuestos. Con ello se consigue que al pedalear se genere una fuerza de expansión que neutraliza la tendencia a hundirse con el pedaleo. Su nombre de pivote virtual o flotante se debe a que el movimiento de ambas bieletas hace que el punto de giro del basculante varíe en función de la compresión, es decir, no hay un punto de giro bien definido como en los sistemas clásicos.

Es importante la buena puesta a punto del sistema para que funcione de forma óptima. Bien puesto a punto conseguiremos poder llevar el amortiguador blando sin verse afectado el pedaleo. La suspensión será muy efectiva bajando, y se endurecerá cuando pedaleemos con fuerza.

– Martín Flaño, de Giant Chile, comenta su experiencia sobre el sistema Maestro:

Grande Maestro. Giant lleva desarrollando su sistema propio de suspensión ya desde 2005,  por algo no ha cambiado su rumbo y sigue en su desarrollo. Desde sus inicios el sistema Maestro lo he utilizado en diversas bicicletas y diversos usos, Tanto en DH con Glory y Faith, en Enduro, con Reigns en sus distintas versiones y las Trance, por último en XC con la Anthem. Su gran punto a favor es la eficiencia al pedalear, la cual noto superior a la mayoría de las bicicletas que he podido probar a lo largo de estos años, sumándole la rigidez que le entrega al marco, más un sistema de amortiguado muy eficiente. Otro gran punto a favor que cabe resaltar es que va siempre activo incluso al momento del frenado.

– Emilio “Bati” Jofré, nos manda una cátedra acerca del sistema DW Link:

El DW-link es uno de los sistemas de suspensión más prestigiosos en la industria. Actualmente es usado por las exclusivas marcas Turner, Ibis, Pivot e Independent Fabrication. Su nombre es herencia de su inventor, el ingeniero mecánico Dave Weagle, y quien también es responsable del Split Pivot (Devinci) y el Delta System (Evil)

El prestigio de este sistema se sustenta en varias de sus características, como la independencia en el frenaje y la rigidez estructural de los cuadros, pero su principal distintivo es su curva de “anti-squat”.

Se le llama “squat” al hundimiento de la suspensión, debido a la aceleración de la bicicleta cada vez que aplicamos fuerza sobre el pedal. El “anti-squat”, por el contrario, es un vector de fuerza que estira la suspensión cuando hacemos fuerza, y que resulta al traccionar la cadena sobre el pivote de la rueda. En un DW-Link, la disposición de los pivotes hace que esa fuerza de estiramiento tenga distintas magnitudes, calculadas según el tramo del recorrido en el que nos encontramos.

En un primer tramo, el DW-Link tiene un “anti-squat” alto, en donde el estiramiento contrarresta en un 100% el hundimiento, por tanto es una suspensión tremendamente eficiente para pedalear. Además en este tramo la suspensión es progresiva, lo que la hace especialmente sensible cuando dejamos de pedalear.

En un segundo tramo el “anti-squat” es mediano, y se agradece, ya que aquí necesitamos que la suspensión igualmente vaya trabajando de manera activa, aún cuando vamos pedaleando. En este tramo la suspensión es lineal, lo que permite que la suspensión funcione de forma muy activa cuando aún estamos lejos de usar todo el recorrido.

En el último tramo el “anti-squat” decae significativamente, y es que no necesitamos eficiencia de pedaleo cuando simultáneamente estamos “fondeando”. Aquí se privilegia una suspensión progresiva, para dar ese feeling “sin fondo” que tiene este sistema.

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Eso es todo. Espero les sirva. Nos vemos en dos semanas más.

Rubén Nass M.

rnass@biciusados.cl