El ciclismo es un deporte altamente competitivo en el que cada segundo cuenta.
Cuando se recorren kilómetros, los ciclistas debemos luchar contra dos fuerzas poderosas: la resistencia a la rodadura y la resistencia aerodinámica. La primera se produce por la fricción entre las ruedas y el terreno, mientras que la segunda es causada por las moléculas de aire que nos encontramos delante nuestro y la bicicleta. A medida que aumenta o disminuye la velocidad, la potencia por superar cada forma de oposición varía, una ecuación en constante cambio que vamos a explicar.
A pesar de que ambas resistencias se comportan de manera similar a velocidades más bajas, la potencia necesaria para vencer la resistencia aerodinámica aumenta rápidamente a medida que aumenta la velocidad. A 30 km/h, el 76% de potencia se gasta en intentar vencer la resistencia del aire, y a 40 km/h esta cifra aumenta de forma impresionante hasta el 90%.
Estos datos ya nos indican que el viento es el principal enemigo del ciclista y que cualquier mejora aerodinámica se traducirá en una mayor velocidad, especialmente relevante si no vas a rueda.
Qué es el Drag en ciclismo (fuerza de arrastre aerodinámico)
El drag en ciclismo se refiere a la resistencia al avance en el aire que enfrenta un ciclista al pedalear. Esta resistencia se debe a la interacción entre el cuerpo del ciclista y el aire que se mueve a su alrededor. El drag puede afectar significativamente el rendimiento del ciclista y puede ser reducido mediante la optimización de varios factores, incluyendo:
- La posición del cuerpo: la posición del cuerpo en la bicicleta tiene un gran impacto en la resistencia al aire. Una posición más acoplada (brazos más juntos y tronco encorvado) ayuda a reducir el drag.
- La configuración de la bicicleta: el diseño de la bicicleta.
- El tamaño y forma del cuerpo: la forma y tamaño del cuerpo del ciclista también pueden afectar la resistencia al aire.
- La ropa y la forma del casco: telas ajustadas y lisas que reducen la resistencia del aire alrededor del cuerpo del ciclista.
Y es que la aerodinámica en ciclismo es un factor crítico para el rendimiento. Como hemos visto a medida que se aumenta la velocidad, la resistencia del aire se vuelve una fuerza cada vez más significativa, aumenta de manera exponencial. En ese contexto, el uso adecuado de técnicas para mejorar la aerodinámica en el diseño de bicicletas y en la técnica pueden marcar la diferencia.
La fórmula matemática para calcular el drag en ciclismo es conocida como la ecuación de drag. La ecuación de drag se basa en la relación entre la velocidad del ciclista, el área frontal del cuerpo y la densidad del aire. La ecuación de drag se representa matemáticamente como:
Fd = 1/2 * Cd * A * ρ * v^2
Donde:
Fd = Fuerza de drag
Cd = Coeficiente de drag
A = Área frontal del cuerpo
ρ = Densidad del aire
v = Velocidad del ciclista
El coeficiente de drag (Cd) es un número adimensional que representa la eficiencia aerodinámica del cuerpo del ciclista y la bicicleta. El área frontal del cuerpo (A) se refiere al área del cuerpo del ciclista que se presenta al aire. La densidad del aire (ρ) se refiere a la masa del aire por unidad de volumen y varía con la altitud y la temperatura. La velocidad del ciclista (v) es la velocidad a la que se mueve el ciclista en relación al aire.
Algunos estudios han determinado que los ciclistas profesionales tienen un Cd medio de alrededor de 0.25, mientras que los ciclistas amateurs tienen un Cd medio de alrededor de 0.35. Sin embargo, estos datos pueden variar significativamente dependiendo de los factores relacionados anteriormente (posición, materiales, bicicleta, tamaño y forma del cuerpo, etc). Y, como no, después dependerá de otros elementos claves en el rendimiento: factores fisiológicos, la técnica, etc.
En términos generales, el objetivo de cualquier ciclista es reducir la resistència al aire mediante una buena rueda o una rueba posición aerodinàmica aunque no siempre es posible, ya que también se busca una posición cómoda que permita desarrollar potencia de manera sostenida y segura en la bicicleta.
Herramientas clave para mejorar la aerodinámica en ciclismo
La investigación en aerodinámica ha llevado a numerosos avances en el diseño de bicicletas y en la técnica de los ciclistas. Los fabricantes de bicicletas han desarrollado cuadros y componentes cada vez más aerodinámicos, mientras que los entrenadores de ciclismo y biomecánicos han desarrollado técnicas para ayudar a los ciclistas a adoptar posiciones más aerodinámicas sin renunciar a la potencia relativa o vatios por kilo. Estas son los principales recursos:
La Dinámica Computacional de Fluidos (CFD)
Es una técnica de simulación numérica que se utiliza para analizar cómo los fluidos (como el aire) interactúan con los objetos en movimiento, como las bicicletas. Permite a los ingenieros y diseñadores simular y analizar las condiciones aerodinámicas de una bicicleta y su ciclista en diferentes velocidades y posiciones, lo que les permite optimizar el diseño y mejorar el rendimiento.
La CFD se basa en el uso de ecuaciones matemáticas para modelar el comportamiento de los fluidos. En el ciclismo, se utiliza para simular las condiciones aerodinámicas en un túnel de viento virtual. La bicicleta y el piloto se modelan digitalmente y se colocan en el túnel de viento virtual. El flujo de aire se simula mediante el uso de ecuaciones matemáticas y se resuelve mediante el uso de algoritmos especializados. Los ingenieros y diseñadores pueden utilizar estos datos para optimizar el diseño de la bicicleta y mejorar la posición del ciclista.
Telemetría
Otra técnica utilizada en el ciclismo para recopilar y analizar datos. El ciclismo basado en datos es ya una realidad imperante. Permite hacernos conocedores de muchas variables y ver cómo interactúan entre ellas. Cada corredor lleva consigo una serie de sensores que recogen diferente información. Los principales son el potenciómetro, que mide la potencia en vatios, la cadencia, los ciclos de pedaleo, la fuerza que se ejerce sobre los pedales…
La banda de frecuencia cardíaca también es un sensor clave para analizar el esfuerzo. Estos sensores envían toda la información al ciclocomputador. Este mismo dispositivo lleva incorporado un GPS que proporciona información adicional sobre la velocidad, el perfil del recorrido, desnivel, porcentaje de la subida… Cuando finaliza la actividad se sincronizan todos los datos recogidos en un software especializado y es ahí donde empiezan a aplicar toda la analítica.
Túnel de viento
Es una herramienta utilizada para medir la resistencia del aire y la eficiencia aerodinámica de las bicicletas y los ciclistas. El túnel de viento simula las condiciones de carrera mediante la generación de un flujo de aire controlado en el cual se coloca la bicicleta y el ciclista. Los ingenieros y diseñadores pueden utilizar estos datos para optimizar el diseño de la bicicleta y mejorar la posición del ciclista.
