Geometría de bicicleta gravel frente a carretera: qué cambia y qué dice la biomecánica

La denominación «gravel» no corresponde a una norma técnica, y la geometría varía de forma considerable entre fabricantes y modelos. Por ello, en lugar de ofrecer cifras «típicas», este artículo describe el método: qué cambia en cada cota, cuál es su efecto mecánico y qué evidencia existe sobre sus consecuencias para el ciclista. Las cifras que se emplean para ilustrar el razonamiento corresponden a dos bicicletas hipotéticas y no representan ningún modelo comercial.

Los parámetros de la geometría

• Stack y reach: distancias vertical y horizontal entre el eje del pedalier y el punto central superior del tubo de dirección. Determinan dónde puede situarse el manillar.
• Ángulo de dirección: inclinación del eje de dirección respecto a la horizontal.
• Avance de horquilla (offset): distancia perpendicular entre el eje de dirección y el eje de la rueda delantera.
• Trail: distancia en el suelo entre el punto de contacto del neumático delantero y la intersección del eje de dirección con el suelo.
• Distancia entre ejes: separación horizontal entre los ejes de las dos ruedas.
• Caída del pedalier: distancia vertical entre el eje del pedalier y la línea que une los ejes de las ruedas.
• Anchura de manillar: separación entre los puntos de agarre, que en los manillares con apertura hacia fuera es mayor en la parte baja que en la parte alta.

Tabla 1. Geometrías hipotéticas empleadas como ejemplo. Los valores de entrada son supuestos del autor y no proceden de ningún fabricante ni estudio; el trail se calcula con la ecuación 1.

Stack y reach: una posición más erguida

Un stack mayor y un reach menor elevan y acercan el manillar, lo que aumenta el ángulo del tronco respecto a la horizontal. Sus consecuencias están documentadas en varios planos. En el aerodinámico, la revisión de Crouch et al. atribuye al cuerpo del ciclista en torno al 80 % de la resistencia del conjunto y recoge que pasar de una posición erguida con los brazos extendidos a la parte baja del manillar reduce el arrastre en un 15–20 % de media¹; una posición más alta implica, por tanto, un mayor coste aerodinámico. En el fisiológico, Grappe et al. registraron mayor ventilación, lactato y esfuerzo percibido en la parte baja del manillar que en posición erguida, sin cambios en el consumo de oxígeno², y Ashe et al. observaron en participantes no entrenados mayores valores máximos y mayor eficiencia bruta en posición erguida³.

En el plano musculoesquelético, un manillar de carretera bajo multiplicó por tres el momento flexor en el segmento cervical C7-T1 respecto a la sedestación vertical⁴, y los manillares más bajos se han asociado a mayor flexión lumbosacra⁵. La caída de manillar que tolera cada ciclista depende además de su flexibilidad isquiosural⁶. Por último, la importancia relativa del arrastre depende de la velocidad: en el modelo de Fintelman et al. para la posición de contrarreloj, por debajo de 30 km/h resultó ventajosa una posición más erguida⁷. Si la velocidad media sobre pista de tierra es menor que en asfalto, cabe esperar que el coste aerodinámico de una posición alta sea también menor, aunque este razonamiento no se ha verificado experimentalmente en gravel.

Ángulo de dirección, avance y trail

El trail depende de tres cotas y puede calcularse de forma exacta:

t = (R · cos ε − d) / sen ε

Donde t es el trail (mm), R el radio de la rueda con el neumático montado (mm), ε el ángulo de dirección respecto a la horizontal y d el avance de la horquilla (mm). Con los valores de la Tabla 1, el trail pasa de 55,7 mm en la bicicleta de carretera a 69,4 mm en la de gravel (cálculo propio). Contribuyen tanto el ángulo más lanzado como el mayor radio de la rueda, que depende del neumático: montar un neumático más ancho en el mismo cuadro aumenta el trail.

Con trail positivo, el punto de contacto queda por detrás del eje de dirección, de modo que la fuerza lateral en el contacto genera un momento que tiende a alinear la rueda con la trayectoria. Es habitual atribuir a un trail mayor una dirección más «estable», pero la dinámica de la bicicleta es más compleja. Kooijman et al. construyeron una bicicleta sin efecto giroscópico y con trail negativo que, aun así, recuperaba sola la marcha recta tras una perturbación lateral, y concluyeron que variables como la posición de la masa delantera y la inclinación del eje de dirección contribuyen a la estabilidad de forma compleja e interrelacionada⁸. La estabilidad no puede atribuirse, por tanto, a un único parámetro. Además interviene el ciclista: Cain et al. observaron que, a velocidades más altas, los ciclistas expertos equilibraban la bicicleta con más control por inclinación del cuerpo y menos corrección con el manillar que los noveles⁹.

Distancia entre ejes y caída del pedalier

La distancia entre ejes tiene una consecuencia cinemática directa. En la aproximación de baja velocidad, el radio de giro es R ≈ L / tan δ, siendo L la distancia entre ejes y δ el ángulo girado por la rueda delantera (ignorando la inclinación del eje de dirección y la de la bicicleta). Con δ = 10°, el radio pasa de unos 5,6 m con 990 mm a unos 5,8 m con 1030 mm (cálculo propio): a igual giro de manillar, la bicicleta más larga describe una curva más abierta.

La caída del pedalier tiene un efecto geométrico igualmente simple: con la misma altura de sillín respecto al pedalier, 5 mm más de caída bajan 5 mm el sillín, el manillar y los pedales respecto a los ejes de las ruedas, y reducen en la misma cantidad la distancia libre entre el pedal y el suelo. No se ha encontrado literatura revisada que cuantifique el efecto de estas diferencias sobre el manejo percibido por el ciclista.

Vibración en superficies irregulares

La comodidad es una preocupación central de los ciclistas: en una encuesta a 244 ciclistas aficionados, la percibían condicionada por el cuadro, el sillín y el manillar, por el tipo de carretera y por la propia posición¹⁰. En laboratorio, añadir vibración de 20 a 70 Hz a un pedaleo a 150 W aumentó la actividad muscular de forma significativa pero muy pequeña (menos del 1 %), sin efecto sobre el consumo de oxígeno ni la frecuencia cardiaca¹¹. En bicicleta de carretera, un sistema de amortiguación redujo la vibración transmitida al tren superior sin modificar la transmitida a las piernas ni la potencia a corto plazo¹². En bicicleta de montaña, la doble suspensión absorbió más vibración de alta frecuencia que la suspensión delantera sin diferencias de rendimiento en subida¹³.

La carga sobre las manos merece atención propia: tras una ruta de varios días, Akuthota et al. observaron cambios electrofisiológicos en la rama profunda del nervio cubital¹⁴. En modalidades fuera de asfalto, la potencia medida en los pedales tampoco refleja todo el coste energético: la revisión de Oosthuyse et al. para bicicleta de montaña y ciclocross señala que las contracciones isométricas asociadas al manejo y a la amortiguación de vibraciones no quedan recogidas en ella¹⁵. Ninguno de estos trabajos aísla el efecto de la geometría del cuadro sobre la vibración transmitida al ciclista, por lo que esa relación sigue sin cuantificarse.

Anchura de manillar

Desde el punto de vista mecánico, el par de dirección es el producto de la fuerza aplicada en las manos por la distancia al eje de dirección, de modo que un manillar más ancho permite ejercer el mismo par con menos fuerza. Tiene, sin embargo, un coste aerodinámico: la revisión de Crouch et al. recoge que situar los brazos dentro de la silueta de las caderas reduce el arrastre¹. En diez ciclistas mujeres, un manillar de anchura intermedia, próxima a la de los hombros, redujo la activación del bíceps frente a uno estrecho o al elegido libremente, y un manillar estrecho aumentó la aducción de cadera¹⁶. La muestra es pequeña y no permite generalizar una anchura óptima.

Qué implica para el ajuste de la posición

La evidencia disponible explica la dirección de los efectos, pero no su magnitud óptima para cada persona. La revisión sistemática de Husband et al. no encontró recomendaciones claras para la altura del manillar¹⁷, y el consenso Delphi de Priego-Quesada et al. propone cómo medir y comunicar las dimensiones de la bicicleta de forma reproducible¹⁸, lo que resulta útil para trasladar la posición de una bicicleta de carretera a una de gravel: se miden los puntos de contacto, no las cotas del cuadro. Como punto de partida, puede conservarse la altura y el retroceso del sillín ya establecidos y adaptarse la posición de las manos al terreno, la velocidad y la tolerancia del ciclista mediante un estudio biomecánico.