Todo Bici

Siempre se ha dicho que el mayor enemigo del ciclista es el viento. Cualquier persona que haya montado en bici sabe que una ligera brisa en contra supone doblar el esfuerzo para tratar de mantener la misma velocidad. Esto sucede de igual forma aunque no  tengamos viento en contra: la resistencia del viento es la mayor fuerza que el ciclista tiene que vencer cuando circula en llano. Por estos motivos, optimizar la aerodinámica debería ser una prioridad para cualquier ciclista competitivo.

 

 

Conceptos básicos sobre aerodinámica

Cuando un ciclista circula en llano, debe vencer dos tipos de resistencias: rodadura y aerodinámica. La resistencia de rodadura es la resultante del roce las de ruedas con el asfalto. La resistencia aerodinámica es la que ofrece el aire frente al conjunto “ciclista + bici”. A medida que la velocidad de desplazamiento aumenta, el  porcentaje de la potencia que se emplea para vencer cada una de estas dos resistencias va variando. A 15 km/h, el porcentaje de la potencia que se destina a vencer la resistencia de rodadura es muy similar al destinado a vencer la fuerza aerodinámica. Sin embargo, a 30 km/h el 76% de la potencia se necesita para vencer la fuerza aerodinámica, mientras que a 40 km/h este porcentaje alcanza el 90% (Di prampero, 2000). Estos datos nos sirven para corroborar que el mayor enemigo del ciclista es el viento, que cualquier mejora aerodinámica se va a traducir en una mayor velocidad y que cuanto mayor es la velocidad de desplazamiento mayor importancia cobra la aerodinámica. Cuando se pedalea en subida, la resistencia aerodinámica va perdiendo importancia a favor de la fuerza de la gravedad, y en ese momento es cuando el peso del ciclista es realmente determinante.

 

 

La resistencia que ofrece un ciclista cuando pedalea contra el viento se denomina fuerza de arrastre aerodinámico. (FA) (Drag en ingles) El FA de un ciclista se calcula mediante la siguiente formula matemática: FA = 0,5 x p x S x Cx x V2. “P” es igual a la densidad del aire. “S” es el área frontal del conjunto ciclista + bici. “Cx” es el coeficiente de arrastre aerodinámico, que determina como afectan las formas del ciclista o de la bici sobra la resistencia al aire. “V2” es la velocidad al cuadrado, es decir, que la FA respecto a la velocidad tiene una relaccion exponencial. Esto significa que pasar de 30 a 35 km/h no es lo mismo que pasar de 35 a 40 km/h como se puede ver en el grafico.

 

Respecto a la densidad del aire, tan solo señalar que disminuye con la altitud, por lo que cuando se disputan pruebas a una mayor altura las condiciones aerodinámicas serán mas favorables. Esta ventaja es relativa, puesto que el ejercicio en altitud disminuye el rendimiento deportivo en términos fisiológicos, y por tanto, es necesario valorar ambas circunstancias en conjunto.

El área frontal del ciclista mas la bicicleta es uno de los factores que mayor influencia tiene sobre la resistencia aerodinámica. Como es lógico, la forma mas efectiva de reducir el área frontal de un ciclista es colocar el tronco en posición horizontal asi como juntar los codos, es decir, lo que se busca en la posición de contrarreloj o triatlon. En cuanto a la bicicleta, los fabricantes cada vez intentan hacer cuadros y componentes que ofrezcan una menor área frontal.

 

 

El “Cx” (Coeficiente de arratre aerodinámico) del ciclista se puede mejorar principalmente con el uso de material aerodinámico: ruedas de perfil alto o lenticulares, cascos aerodinámicos, ropa del ciclista aerodinámica y diseño del cuadro de la bici.

 

METODOS DE VALORACION AERODINAMICA: MEDICION DEL DRAG EN UN VELODROMO

Existen varios métodos para cuantificar a la fuerza de arrastre aerodinámico. Entre ellos, el que se realiza en el túnel del viento es el que realmente ofrece las mediciones mas fiables sobre cual es la posición del ciclista y los materiales mas rapidos. El túnel del viento tiene dos inconvenientes a tener en cuenta. El primero es que su acceso es limitado, principalmente por la poca oferta que hay (Al menos en España) y por su elevado coste. El segundo es que las posiciones mas aerodinámicas que se pueden estudiar en el túnel del viento no tienen porque ser las mas útiles en la carretera sino se tienen en cuenta las repercusiones metabólicas y posturales que esas posición puede generar. Llega un momento en que la posición mas aerodinámica no es sostenible por el ciclista en términos de comodidad, especialmente si nos referimos a triatletas de media (90km) y larga (180km) distancia. En cuanto al metabolismo, forzar mucho la posición aerodinámica (angulo del tronco demasiado bajo, codos muy juntos y brazos mas estirados) puede suponer una merma en la capacidad del ciclista para generar vatios sobre los pedales y tolerar la fatiga. Por ese motivo, la posición mas rápida sobre una bici se debe determinar en función de la unión entre aerodinámica y sostenibilidad de la posición.

Cuando no se tiene acceso a un túnel del viento, es posible hacer unas estimaciones sobre aerodinámica con la ayuda de un medidor de potencia y unas circunstancias externas lo mas estables posible. Sin necesidad de hacer una gran cantidad d cálculos y complejas estimaciones matemáticas, la idea principal es comparar los datos de velocidad y de potencia en función de la posición adoptada sobre la bicicleta o de los materiales empleados. Para ello el único requisito imprescindible que se necesita para que los datos tengan la precisión y la fiabilidad necesaria es que las condiciones del viento sean totalmente estables.

Como es lógico, esto solo se consigue en un velódromo cubierto. Si no se tuviera acceso a uno cubierto, estos tests también se podrían hacer en uno exterior siempre y cuando las condiciones de viento fueran las optimas. Incluso se podría hacer en una carretera abierta llana y controlando que las condiciones de viento sean totalmente estables. En cuando al medidor de potencia a emplear, tanto SRM como PowerTap gozan de la suficiente validez y reproducibilidad como para poder emplearlos en la medición precisa de la potencia desarrollada por el ciclista.

 

 

El protocolo a seguir se resume en lo siguiente: recorrer una distancia fija a una determinada velocidad y registrar la potencia media empleada en función de las variables que queramos comparar: posiciones del ciclista sobre la bici o diferentes materiales. Mediante el análisis de los datos de potencia podremos estimar la posición y los materiales con los que el ciclista ha sido capaz de ahorrar una mayor cantidad de vatios, y por lo tanto, reducir su FA. Existe otra forma de realizar el protocolo en la que en vez de fijar una velocidad fija, se fija una potencia media y se ve la repercusión sobre la velocidad. Es lo mismo pero para el ciclista suele ser mas sencillo fijar una velocidad fija en vez de una potencia.