La función del cambio (David Ayala)

Supongo que habréis montado alguna vez en una bicicleta dotada de cambios. Al manejar en ella los platos (situados en el eje de los pedales) y los piñones (situados en el eje de la rueda trasera) habréis notado cómo una misma pedalada supone recorrer un camino más largo o más corto dependiendo del plato y piñón elegidos, al tiempo que varía la fuerza que llega a la rueda. Así, al afrontar una cuesta, pondréis un plato pequeño y un piñón grande. Con esta selección una pedalada implica recorrer muy poco espacio pero con mucha fuerza. Al contrario ocurre al pedalear cuesta abajo, donde lo ideal es optar por el plato más grande con el piñón más pequeño posible, con lo que una sola pedalada supone recorrer mucho más espacio –alcanzando así mayor velocidad- aunque la fuerza aplicada en las ruedas no sea muy elevada.

Si en vez de hablar de giros y movimientos rotatorios nos situamos en un plano podemos entender la relación comentada al comprobar el funcionamiento de un balancín. Supongamos un peso de 10 kilogramos situado a una distancia de un metro del eje de pivote del balancín. Para que dicho peso se eleve hasta la horizontal podríamos poner el mismo peso situado a la misma distancia y en el lado opuesto del balancín. Ahora bien, también podríamos poner 5 kilogramos a dos metros del eje, o 2,5 kilogramos a cuatro metros del eje. Tal y como ocurre con las pedaladas de la bicicleta, la fuerza y la distancia son inversamente proporcionales. Dicho de otra manera, una misma pedalada nos llevará al doble de distancia si la fuerza que llega a las ruedas es la mitad (siempre que esta fuerza sea suficiente para mover la bicicleta).

El trabajo de la caja de cambios consiste, exactamente, en adecuar la fuerza de la mecánica a las necesidades de movimiento del vehículo. Un motor de combustión, ya sea diésel o gasolina, requiere funcionar a unas vueltas relativamente elevadas para proporcionar el par necesario (fuerza) para mover una masa habitualmente superior a la tonelada. Si no existiera caja de cambios, el motor sería incapaz de impulsar al vehículo hasta alcanzado un número de revoluciones bastante elevado lo que, por otra parte, sería imposible porque el motor se vería incapaz de subir de vueltas al ir acoplado directamente a las ruedas. Mediante el cambio se produce una desmultiplicación de vueltas para proporcionar a las ruedas la fuerza requerida en cada momento mientras que, con el embrague, se consigue acoplar y desacoplar el movimiento del motor a la caja de cambios (y por ende a las ruedas) con el mínimo de brusquedades.

Para intentar facilitar al máximo la comprensión de todo lo anterior he creado este vídeo, espero que os sirva.