Distància de frenada de motocicleta vs. cotxe: quin s’atura més ràpid en una emergència?

Sobre el paper, tenim els resultats de mesuraments efectuats amb instruments de precisió; a la pantalla de l’ordinador, tenim fotogrames d’un rodatge en vídeo. Mentre els examino, no puc evitar sentir alleujament pel fet d’anar amb la motocicleta, situada uns tres metres darrere del cotxe. Estem a punt de resoldre el debat sobre qui té una distància de frenada més curta: el cotxe o la motocicleta. Per a qui vulgui una resposta ràpida abans d’endinsar-se en la nostra prova completa de distàncies de frenada: en situacions de frenada d’emergència, els cotxes gairebé sempre s’aturen més de pressa que les motocicletes. I aquesta conclusió és important no només per als motoristes —com a mínim, per als sensats—, sinó també per als conductors de cotxe.

Per què la gent creu que les motocicletes frenen millor que els cotxes?

La idea errònia que les motocicletes haurien de desaccelerar amb la mateixa eficàcia amb què acceleren —especialment sobre superfícies seques i llises— probablement prové de la seva impressionant capacitat d’acceleració. Fins i tot una BMW G 310 R aparentment modesta, amb un discret motor monocilíndric de 34 cavalls, pot arribar als 100 km/h en només set segons. Per això, es podria esperar que les motocicletes frenin amb la mateixa espectacularitat quan arriba el moment d’una aturada d’emergència. La nostra prova de frenada en condicions reals mostra per què aquesta suposició no es compleix.

Els vehicles de la prova: comparació entre cotxes i motocicletes

El grup de quatre rodes estava representat pel BMW M4, el Kia Stinger GT i el BMW X3. En el grup de dues rodes teníem una selecció diversa, des de l’imponent cruiser de gran turisme BMW K 1600 Grand America fins al discret roadster BMW G 310 R. Entremig hi havia tres motocicletes trail de turisme (Honda Africa Twin Adventure Sports, BMW R 1200 GS i BMW R 1200 GS Rallye), a més de l’esportiva BMW S 1000 RR. Tenint en compte la BMW GS Rallye, equipada amb pneumàtics tot terreny, la nostra selecció de motocicletes cobria una gamma realment àmplia d’estils, entre els quals:

BMW K 1600 Grand America – cruiser de gran turisme de mida completa
BMW S 1000 RR – superesportiva
Honda Africa Twin Adventure Sports – trail de turisme, roda davantera de 21 polzades
BMW R 1200 GS – trail de turisme, pneumàtics de carretera
BMW R 1200 GS Rallye – trail de turisme, pneumàtics tot terreny
BMW G 310 R – roadster d’iniciació

BMW M2 Coupé, BMW M4 Coupé i BMW X3 contra BMW G 310 R, BMW S 1000 RR, BMW K 1600 Grand America i BMW R 1200 GS Rallye

Com vam provar la distància de frenada

Vam seleccionar deliberadament carreteres que no eren perfectament llises, semblants a les que es troben en la conducció quotidiana. Les pressions dels pneumàtics es van ajustar d’acord amb les recomanacions del fabricant. Durant la frenada, vam simular una trepitjada d’emergència del pedal del fre —maneta del fre davanter i pedal del fre posterior en les motocicletes— fins que l’ABS va entrar en funcionament i ens va portar a una aturada completa.

Comprovació de la BMW R 1200 GS abans d’una prova de conducció

La física de la frenada en motocicleta

L’eficàcia de la frenada d’una motocicleta està condicionada per molts factors, entre els quals:

Les característiques d’adherència i la construcció dels pneumàtics
Les forces i els moments d’inèrcia
Els canvis en la compressió de la forquilla durant la desacceleració
La posició i els moviments del motorista
El disseny del sistema de frenada
La presència d’ABS i d’altres sistemes avançats d’assistència

Tanmateix, el nostre redactor en cap, apassionat de les motocicletes però escrupolosament meticulós, insistiria a debatre conceptes com ara «força de frenada baixa» o, encara pitjor, «com més ample és el pneumàtic, més gran és la superfície de contacte». De seguida trauria un full de paper cobert de vectors longitudinals i transversals i emprendria una recerca incansable d’un acord ben raonat sobre la magnitud de la força de fricció a la zona de contacte del pneumàtic amb la carretera.

Forces que actuen sobre una motocicleta i el seu motorista durant la frenada en un sistema de referència no inercial (associat a una motocicleta accelerada).

M – centre de masses del sistema «motocicleta + motorista».
F = Mg – força de la gravetat dirigida verticalment cap avall des del centre de masses.
Fin – força d’inèrcia. Durant la frenada (desacceleració), està dirigida en el sentit de la marxa (cap endavant).
F1 i F2 – forces normals de pressió (o reaccions del terra) sobre les rodes davantera i posterior, respectivament. Durant la frenada, el pes es redistribueix cap a la roda davantera (\(F_1 > F_2)).
Fsc1 i Fsc2 – forces de tracció (fricció) de les rodes davantera i posterior. Durant la frenada, estan dirigides en sentit contrari a la marxa (cap enrere).

En poques paraules, com més llarga és la distància entre eixos i més baix és el centre de gravetat, més curta és la distància de frenada. Això redueix els efectes secundaris indesitjables durant una desacceleració intensa, com ara els stoppies o les oscil·lacions de la part posterior, als quals són especialment propenses les esportives i les naked de distància entre eixos curta. A banda d’això, hi ha matisos que val la pena analitzar.

_{Gairebé qualsevol motocicleta té adhesius amb la pressió correcta.}

Els pilots professionals utilitzen un concepte conegut com a «comprimir la suspensió» per maximitzar l’adherència a la superfície. Els pilots de diverses competicions «aplanen» la forquilla davantera i el monoamortidor per carregar les dues rodes i augmentar així la seva superfície de contacte. Tot i que molts aspectes es defineixen mitjançant relacions lineals —la força de fricció a la zona de contacte és el producte del coeficient de fricció pel pes que descansa sobre la roda—, en el context de la frenada una superfície de contacte més gran és realment un avantatge. Tanmateix, molt abans que el pneumàtic davanter perdi adherència, la majoria de motocicletes amb una distància entre eixos curta comencen a aixecar la roda posterior. Per retardar aquest fenomen, els pilots s’inclinen tant com poden cap enrere durant la frenada i desplacen el centre de gravetat cap a la roda posterior. Aquestes estratègies, però, són habituals en les curses professionals en circuits tancats, on les fraccions de segon marquen la diferència. Què passa, doncs, a les carreteres convencionals?

Resultats de distància de frenada dels cotxes: de 100 km/h a l’aturada

Com era previsible, tots els vehicles de quatre rodes van oferir resultats diversos en desaccelerar ràpidament des de 100 km/h:

BMW M4: 36.3 metres
BMW X3: 39.1 metres

Naturalment, no vam desactivar l’ABS, sobretot perquè les motocicletes també fa temps que disposen de sistemes antibloqueig. De fet, des del 2015 l’ABS és obligatori en totes les motocicletes noves amb motors de més de 125 cc venudes a Europa. Per cert, BMW va ser una de les marques pioneres: el 1987 va presentar la BMW K 100, un model de producció equipat amb ABS.

BMW R1200GS i BMW R1200GS Adventure

Què passa quan es bloqueja la roda davantera d’una motocicleta

Fins i tot els pilots experimentats, com es veu a les curses de la categoria reina de MotoGP, poden cometre l’error crític de bloquejar la roda davantera, una situació que gairebé garanteix el desastre: des d’una relliscada relativament suau fins a terra fins que, en circumstàncies desafortunades, el motorista surti projectat. Cal assenyalar que els motoristes amb ABS també poden patir bloquejos de la roda davantera. Si l’ABS fos permès a les curses, és raonable pensar que el desig d’espectacle del públic i els interessos econòmics dels organitzadors i les televisions probablement provocarien més caigudes.

Per cert, bloquejar la roda posterior també és molt poc recomanable. Encara que no sempre acaba en una caiguda, una part posterior que serpenteja no afavoreix gens l’estabilitat ni la reducció de la distància de frenada.

BMW Sèrie 2 i BMW K 1600 Grand America

Resultats de distància de frenada de les motocicletes: de 100 km/h a l’aturada

Ara centrem-nos en les motocicletes. Començaré pel millor resultat del grup: la corpulenta BMW K 1600 Grand America —364 kg amb càrrega completa— es va aturar en la distància més curta, només 42 metres. Sorprenentment, no em va exigir cap maniobra compensatòria ni defensiva. És gairebé impossible fer un stoppie amb aquesta limusina de dues rodes, i això es deu a la distància entre eixos més llarga de tots els vehicles provats: 1618 mm. A més, l’as de BMW és la suspensió davantera Duolever de la «Big America». La característica més destacada d’aquest disseny gairebé automobilístic és que, per molt fort que es freni, la tendència de la roda davantera a aixecar-se és mínima. En altres paraules, durant la desacceleració no hi ha sacsejades ni inestabilitat: la motocicleta es manté fermament estable.

_{La forquilla de llarg recorregut de l’Africa es plega com un castell de cartes durant una frenada d’emergència, però no arriba a produir el perillós desenvolupament d’un stoppie.}

La següent de la nostra llista de «bones frenadores» és l’esportiva BMW S 1000 RR, amb una distància de frenada de 42.5 metres, malgrat anar carregada d’electrònica com un telèfon intel·ligent d’alta gamma amb totes les funcions imaginables. Disposa de Dynamic Damping Control (DDC), Automatic Stability Control (ASC), Dynamic Traction Control (DTC) i el sensor intel·ligent de desgast de les pastilles de fre de Bosch, tot integrat amb un sistema de frenada combinada. Aquest sistema activa parcialment el fre posterior quan es prem la maneta del fre davanter. Cal destacar que el mateix sistema de frenada està instal·lat en totes les BMW «grans» de la nostra prova, incloses la BMW K 1600 GA i les dues «oques».

_{BMW S 1000 RR contra BMW X3: 3.4 metres de diferència en la frenada des de 100 km/h, un autèntic fracàs per a l’esportiva.}

Reprenent la nostra reflexió sobre les motocicletes, hi ha una veritat inqüestionable: com més curta és la distància entre eixos, més precària es torna la motocicleta durant una frenada intensa i més evident és la seva tendència a bolcar cap endavant.

La Honda Africa Twin Adventure Sports, equipada amb un ABS estàndard de dos canals, un recorregut de suspensió excepcionalment llarg, pinces de fre davanteres i posteriors que depenen exclusivament de les ordres del motorista i una roda davantera de 21 polzades —gairebé com la d’una bicicleta—, va resistir admirablement. Sorprenentment, malgrat aquestes característiques, va superar la seva companya de categoria, la BMW R 1200 GS, que disposa d’una roda davantera de 19 polzades amb una amplada de perfil de 120 mm. Cal recordar que, segons les fórmules teòriques, l’àrea de la superfície de contacte no depèn directament de l’amplada; aquesta modifica la forma i l’orientació de la petjada, i pot redistribuir-hi les càrregues mantenint la mateixa àrea total. Pel que fa a l’«oca», és remarcable que, malgrat una configuració electrònica semblant a la de l’esportiva, encara necessités 45.4 metres per aturar-se completament.

BMW R 1250 GS

Però, com diu la dita, reps allò que pagues. La Honda Africa Twin Adventure Sports va aixecar la roda posterior durant la frenada, mentre que la BMW R 1200 GS es va mantenir ferma i estable gràcies a la seva característica suspensió davantera Telelever. Curiosament, l’assequible BMW G 310 R, equipada amb un únic disc de fre —tot i que d’un diàmetre considerable de 300 mm— i una pinça radial de quatre pistons Bybre —un producte Brembo fabricat sota llicència—, va aconseguir aturar-se des de 100 km/h gairebé com un tren de mercaderies, després de recórrer una considerable distància de 48.7 metres. Tanmateix, cal assenyalar que, segons els càlculs de Podorozhansky, la massa no afecta de manera significativa l’equació que descriu la desacceleració màxima. Aquest model «indoeuropeu», muntat a la fàbrica de TVS a l’Índia, es va comportar correctament amb el seu senzill ABS de dos canals. No va intentar perdre el control, però una mirada més atenta al resultat revela…

_{Fins i tot amb una frenada extrema, la característica suspensió davantera Telelever evita que l’«oca» piqui a terra.}

Continuant, arribem a la «gran oca»: la BMW R 1200 GS Rallye, equipada amb uns pneumàtics tot terreny Michelin Anakee Wild relativament «agressius», que va necessitar 49.9 metres per aturar-se. L’explicació es troba en les particularitats del comportament del dibuix dels pneumàtics tot terreny sobre l’asfalt. Això, però, comporta un efecte secundari poc desitjable: en corba, la motocicleta oscil·la, i aquestes oscil·lacions apareixen fins i tot amb inclinacions que serien irrellevants per a uns pneumàtics de carretera. És el preu que es paga per poder conquerir terrenys fora de carretera i un motiu important per adaptar l’estil de conducció sobre asfalt. Cal recordar que totes aquestes bones distàncies de frenada es van obtenir en condicions controlades i que, en una emergència real, cal afegir-hi cinc o fins i tot deu metres.

Distàncies de frenada d’un cop d’ull

Aquest és un resum ràpid de les distàncies de frenada registrades des de 100 km/h:

BMW M4 (cotxe): 36.3 m
BMW X3 (cotxe): 39.1 m
BMW K 1600 Grand America: 42 m
BMW S 1000 RR: 42.5 m
Honda Africa Twin Adventure Sports: més curta que la R 1200 GS, més llarga que la S 1000 RR
BMW R 1200 GS: 45.4 m
BMW G 310 R: 48.7 m
BMW R 1200 GS Rallye (pneumàtics tot terreny): 49.9 m

_{* pneumàtics tot terreny}

Com redueix realment l’ABS la distància de frenada

Ara aprofundim en un aspecte crucial de l’ABS. Si aquest sistema ajuda realment a reduir les distàncies de frenada, és principalment perquè millora l’estabilitat durant la desacceleració i redueix així la probabilitat que el procés de frenada —i, Déu no ho vulgui, una situació de risc vital— depengui exclusivament dels pneumàtics, en lloc d’altres elements del disseny de la motocicleta i de l’habilitat del motorista. A més, sobre superfícies irregulars, l’ABS de vegades pot augmentar la distància de frenada.

Però podria jo, com a motorista, superar almenys la capacitat de frenada del crossover BMW X3? La possibilitat existeix, tot i que es tracta d’un escenari en gran part hipotètic. Per aconseguir-ho, necessitaríem un asfalt impecable, la distància entre eixos més llarga de tots els vehicles provats —la BMW K 1600 Grand America— i pneumàtics slick de competició escalfats fins a la temperatura òptima de funcionament, tot plegat amb l’ABS desactivat. Fins i tot així, qualsevol millora en la frenada probablement seria marginal. A més, imaginar aquest escenari en la vida quotidiana del propietari d’un cruiser sembla poc realista. En el nostre experiment vam mesurar la distància de frenada de la BMW S 1000 RR des de 200 km/h. L’esportiva «alemanya» rebotava alegrement sobre les irregularitats, intentava desafiar la gravetat, movia la part posterior i gairebé assolia la velocitat d’escapament, fins que es va aturar després d’uns imponents 177 metres.

Pel que fa a les motocicletes amb una distància entre eixos curta i tendència a fer stoppies, el nostre meticulós redactor en cap insisteix que la probabilitat d’assolir una intensitat de frenada semblant a la d’un cotxe augmenta a mesura que disminueix el coeficient de fricció. Jo hi afegiria que això continua sent poc probable a causa dels nous obstacles que introdueixen les carreteres relliscoses, que sovint frustren qualsevol intent de frenada intensa.

_{Voldria recordar una fotografia de fa 15 anys: un stoppie amb una Suzuki GSX-R1000 K3 executat per l’autor d’aquest article. La forquilla plegada i girada de la imatge és un recordatori contundent de la importància de reconèixer els propis límits. Afortunadament, en aquell moment vaig aconseguir tornar a posar la motocicleta sobre les dues rodes amb seguretat.}

Es pot frenar millor que l’ABS amb una motocicleta?

Però es pot superar l’ABS amb una motocicleta? La resposta és sí, però amb importants matisos. Ho he aconseguit diverses vegades en circuits. Tanmateix, calen condicions ideals: pneumàtics slick de competició calents, asfalt impecable i punts predeterminats del circuit on iniciar la frenada. A més, no aturava completament la motocicleta, sinó que només reduïa la velocitat abans d’entrar en una corba. Aquestes condicions són molt lluny de la conducció real. Per això, a la meva KTM 990 SMT, en què l’ABS es pot desactivar còmodament prement un sol botó, normalment el mantinc activat. Què passa si plou, el ferm és irregular o altres usuaris de la via fan maniobres inesperades? En tots aquests escenaris, l’ABS superarà la capacitat de frenada del 99.9% dels motoristes, independentment de la seva experiència.

Ara considerem el cas d’una motocicleta sense ABS. En aquesta situació, és recomanable «enfonsar» la suspensió posterior accionant el fre posterior alhora que s’aplica suaument i progressivament la maneta del fre davanter, mantenint la roda davantera just al límit del bloqueig. Curiosament, aquest consell també és vàlid per a motocicletes equipades amb ABS. Tanmateix, els propietaris de motocicletes avançades amb sistemes de frenada combinada poden limitar-se a accionar la maneta del fre davanter, mentre els sistemes electrònics de control s’encarreguen de la resta. En el futur, aquests sistemes electrònics potser no només determinaran com aplicar els frens, sinó que també prendran decisions sobre la nostra trajectòria. Fins que arribi aquest futur, l’elecció entre comprar una motocicleta amb ABS o sense es redueix a una pregunta senzilla: tinc prou sort i salut física per permetre’m una motocicleta sense ABS?

Pneumàtics utilitzats en la prova

Aquesta és la llista dels pneumàtics muntats en cada vehicle durant la prova:

BMW M4: Michelin Pilot Super Sport, 255/35 R19 (davant), 275/35 R19 (darrere)
Kia Stinger GT: Continental SportContact 6, 225/40 R19 (davant), 255/35 R19 (darrere)
BMW X3: Pirelli Cinturato P7, 245/50 R19
BMW K 1600 Grand America: Bridgestone Battlax BT-022, 120/70 R17 (davant), 190/55 R17 (darrere)
BMW S 1000 RR: Pirelli Diablo Supercorsa, 120/70 R17 (davant), 190/55 R17 (darrere)
Honda Africa Twin Adventure Sports: Dunlop Trailmax D610, 90/90 R21 (davant), 150/70 R18 (darrere)
BMW R 1200 GS: Michelin Anakee, 120/70 R19 (davant), 170/60 R17 (darrere)
BMW G 310 R: Michelin Pilot Street Radial, 110/70 R17 (davant), 150/60 R17 (darrere)
BMW R 1200 GS Rallye: Michelin Anakee Wild, 120/70 R19 (davant), 170/60 R17 (darrere)

Matisos de l’ABS en vehicles de dues rodes: ABS estàndard vs. ABS en corba

L’ABS de dos canals es basa en dades de sensors que mesuren la velocitat angular de les rodes davantera i posterior. Quan detecta una diferència —que indica la possibilitat que una roda es bloquegi—, modula la pressió del circuit de frenada corresponent reduint-la i tornant-la a augmentar. Tanmateix, hi ha una diferència fonamental entre els cotxes i les motocicletes. Els cotxes, si s’inclinen, ho fan molt poc i sovint en sentit contrari al centre de la corba. Les motocicletes, en canvi, sempre s’inclinen en girar. El 2014, el fabricant austríac KTM, en col·laboració amb Bosch, va introduir l’anomenat «Cornering ABS» a la KTM 1190 Adventure i es va convertir en pioner d’aquesta tecnologia. BMW va seguir-ne l’exemple el 2015 i va batejar la seva versió com a «ABS Pro» —amb la participació de Bosch, naturalment—. Aquests sistemes van més enllà dels sensors de velocitat de les rodes i incorporen un sensor d’inclinació. No només identifiquen l’angle d’inclinació, sinó que també analitzen dades sobre les acceleracions longitudinal i lateral, la posició de l’accelerador, la marxa seleccionada, el mode del motor i altres paràmetres. A partir d’aquestes dades, decideixen com distribuir l’esforç entre els frens davanter i posterior dins del sistema de frenada combinada. Bosch afirma que aquestes decisions es prenen fins a 100 vegades per segon.

Esquema del sistema de frenada Race ABS d’una motocicleta BMW S 1000 RR.

Continuem i vegem com se sent tot això a la pràctica. Quan porto la meva KTM 990 SMT al circuit, sovint noto que l’ABS convencional tendeix a intervenir de manera massa agressiva en les corbes. Allibera els frens molt abans d’arribar a situacions realment crítiques, tot i que provoca una certa rectificació involuntària de la trajectòria. En canvi, la intervenció de l’ABS «en corba» de la BMW S 1000 RR o la KTM 1190 és gairebé imperceptible. Malgrat això, funciona de meravella, ja que em permet allargar els punts de frenada sense augmentar el radi de gir. Fins i tot durant la fase més intensa de la frenada, mantinc un control precís de la motocicleta, cosa que em permet modificar-ne la trajectòria i executar maniobres que abans ni tan sols hauria imaginat.

La posició correcta dels dits sobre la maneta del fre

Ara abordem un dels temes més debatuts entre els motoristes: quants dits s’han d’utilitzar sobre la maneta del fre, un, dos o potser tots quatre? La resposta és senzilla: utilitzeu tants dits com calgui per desaccelerar eficaçment la vostra motocicleta concreta, tot mantenint un control complet de l’empunyadura del manillar.

Tècnica de frenada amb dos dits per obtenir una resposta ràpida.

Conclusions principals: distància de frenada de motocicleta vs. cotxe

En una frenada d’emergència, els cotxes gairebé sempre s’aturen més de pressa que les motocicletes gràcies a una via més ampla, quatre superfícies de contacte i una distància entre eixos més llarga en relació amb el centre de gravetat.
La longitud de la distància entre eixos i l’altura del centre de gravetat són els factors més importants en la distància de frenada i l’estabilitat d’una motocicleta.
L’ABS no redueix necessàriament per si sol la distància de frenada; el seu principal avantatge és l’estabilitat i la regularitat, especialment per als motoristes amb menys experiència.
L’ABS en corba (BMW ABS Pro, KTM Cornering ABS) permet frenar amb la motocicleta inclinada, una operació que l’ABS estàndard no pot gestionar amb la mateixa seguretat.
Els pneumàtics tot terreny augmenten la distància de frenada sobre asfalt i poden fer que la conducció en corba sigui menys estable.
Afegiu entre 5 i 10 metres a qualsevol distància de frenada publicada per tenir en compte el temps de reacció i les condicions reals de la carretera.

Autor: Vladimir Zdorov
Foto: Nikita Kolobanov

Aquesta és una traducció. Podeu llegir l’article original aquí: Punt de no retorn: analitzem els matisos de la frenada amb motocicleta i amb cotxe