Retomo este tema que ya analizamos en uno de los primeros artículos de este Blog (Potencia y Aerodinámica en el Ciclismo: aplicación al triatlón de larga) porque pese a que la aplicación práctica del modelo del ciclismo en ruta en base a datos obtenidos en el tunel de viento ha sido validada en forma científica desde hace años (ver por ej. Validation of a Mathematical Model for Road Cycling Power) y sus conclusiones se pueden verificar mediante pruebas de campo con la utilización de medidores de potencia, reiteradamente surgen las dudas respecto a si las mejoras obtenidas son reales o una mera cuestión teórica y/o de marketing.

Recientemente el sitio http://www.bikeradar.com/ publicó una nota en la que ingenieros de Specialized comparan el comportamiento aerodinámico del mismo ciclista con cuatro configuraciones diferentes, si bien el estudio no aporta nada que no se conozca desde hace varios años, es interesante porque ofrece datos concretos obtenidos mediante dos métodos independientes:
  • Pruebas de campo realizadas en una pista de speedway (4600m) monitoreando cuidadosamente las condiciones ambientales y utilizando un medidor de potencia SRM
  • Mediciones en el tunel de viento de baja velocidad A2 en Carolina de Norte.
A continuación se muestran las cuatro configuraciones probadas mas relevantes y el coeficiente aerodinámico obtenido por ambos métodos:

Caso 1: Bici de Ruta sin alargue con casco normal (Tarmac SL2 Road Helmet Drop bars)
CdA(pista)=0.310m^2
Cda(tunel)=0.3019m^2
Caso 2: Bici de Ruta con alargue y caso normal (Tarmac SL2 Road Helmet Clip-on aerobars)
CdA(pista)=0.267m^2
Cda(tunel)=0.2662m^2
Caso 3: Bici de ruta con alargue y casco aero (Tarmac SL2 TT2 Helmet Clip-on aerobars)

CdA(pista)=0.256m^2
Cda(tunel)=0.2547m^2

Caso 4: Bici de contrarreloj con alargue y casco aero (Transition TT2 Helmet Aerobars)
CdA(pista)=0.230m^2
Cda(tunel)=0.2323m^2
En principio se puede ver que los coeficientes aerodinámicos obtenidos por ambos métodos son muy similares y que la disminución es significativa, pero que tan significativa ?

Para analizar el impacto podemos ver en cuanto se reduce la potencia necesaria para mantener una velocidad determinada (40km/h) en condiciones uniformes: circuito plano, a nivel del mar, sin viento, densidad del aire 1.226kg/m^3, las ruedas son las mismas en todos los casos (asumimos un coeficiente de resistencia a la rodadura de 0.004) y masa total del ciclista mas equipamiento de 83kg.

La columna Pot.Aero es la potencia necesaria para vencer la resistencia aerodinámica a 40km/h y Pot.Rod la pontencia necesaria para vencer la resistencia a la rodadura, total es la suma de ambas:

Encontramos que el cambio de posición asociado ala incoporación del alargue (caso 2) provoca la mayor disminución: 30watts, la incorporación del casco aero unos 10watts adicionales y el cambio a una configuración de contrarreloj otros 20watts, para un total de aprox. 60watts.

Y esto que quiere decir ?
Simple, se puede mantener la misma velocidad con menor esfuerzo.

Cuanto menor?
Mucho menor, del orden del 20% de diferencia entre el primer caso y el último.

Veámoslo de otra manera, supongamos que mantenemos el esfuerzo (potencia) constante y analizamos que tanto mas rápido podemos ir cuando disminuye la resistencia aerodinámica:


Podemos observar que la diferencia es significativa en 40km: mas de 2' por qle cambio de posición, casi 1' por la incorporación del casco aero y 1'30" mas por el cambio a un cuadro aero, la diferencia total llega casi a los 5'.

Estos valores son razonables para un triatleta de muy buen nivel (umbral funcional superior a los 300watts), que pasa en el caso de un triatleta con un rendimiento mas modesto, también se beneficia ?

Los siguientes cálculos están realizados para 230watts (umbral funcional del orden de 250watts)

Vemos que las diferencias son del mismo orden, incluso algo superiores, es decir que, contrariamente a lo que se suele creer, el equipamiento aerodinámico beneficia a los triatletas de todos los niveles.

Parece mucho, será una cuestión de marketing ? Para este último caso tengo datos propios (no validados en tunel de viento) que son consistentes con este análisis, en mi propio caso entrenamientos realizados con una Trek de 5500 de ruta y con una Cervelo P3c, utilizando las mismas ruedas con medidor de potencia PowerTap, dan diferencias de este orden.

Que pasa si hay viento: la carrera será mas lenta y las diferencias son aún mayores, si el viento es cruzado las diferencias se amplifican porque el equipamiento aerodinámico -si está correctamente diseñado- se comporta mejor con vientos cruzados.

En este análisis no estamos considerando el efecto de las ruedas, un juego de ruedas más aerodinámico permitiría una reducción adicional de otros 10watts aproximadamente.

En particular en triatlones de larga distancia estas diferencias se vuelven muy significativas: 5min/40k se transforman en mas de 10' en 90km y mas de 20' en 180km...

Deberíamos concluir que "la flecha es mas importante que el indio" ?
De ninguna manera, lo importante es entender que se trata de dos planos independientes: si mejoramos nuestra capacidad de generar potencia (motor) vamos a ir mas rápido, si disminuimos la resistencia aerodinámica, también.
No son planteos incompatibles sino complementarios.
Si el prepuesto es limitado, como suele ocurrir casi siempre, es importante entender las contribuciones relativas de los diferentes componentes para optimizar la relación rendimiento / inversión.

Fuente de fotos y datos: How aero is aero?

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