LOS TIPOS DE RESISTENCIA QUE SUPERAMOS CUANDO MONTAMOS BICICLETA
“El peso es fundamental para mejorar en el ciclismo”… esto es lo que casi todos hemos escuchado; pero la respuesta lamentablemente no es tan clara. A mucha gente no le gusta, pero la respuesta es “depende”.
Para entender mejor vamos a revisar los puntos básicos. Como ya muchos saben, las resistencias que dificultan nuestro avance en la bicicleta, en cualquier condición, son cuatro:
Rtotal = Ra +Rr +Rg + Rp
- Resistencia aerodinámica (del aire)- Ra
- Resistencia de rodadura (rolling) – Rr
- Resistencia por gravedad (pendiente) – Rg
- Resistencia por pérdidas mecánicas – Rp
Por lo tanto, la resistencia total a la que nos enfrentamos al montar en bicicleta es la sumatoria de las anteriores. Explicaremos brevemente las cuatro, para poder entender el efecto de cada una y así el efecto total.
- Resistencia aerodinamica (Ra)
El aire como fluido ejerce resistencia a medida que vamos rodando. A mayor velocidad, esta resistencia aumenta de manera exponencial. Esto significa, por ejemplo, que pasar de 25km/h a 30km/h, requiere de un aumento de potencia de solo 30W-35W. Sin embargo, si queremos aumentar nuestra velocidad de 40 a 45 km/h (mismos 5km/h adicional) vas a requerir de 80-85W de potencia adicionales.
Esta resistencia aerodinámica está directamente relacionada con los siguientes factores:
- Área frontal proyectada por el ciclista – (A)
- Coeficiente aerodinámico (“fricción”) – (Cd)
- Densidad del aire– (p)
- Velocidad relativa entre el ciclista y el aire – (v)
La resistencia aerodinámica es proporcional al cuadrado de la velocidad, por lo que es ésta (la velocidad), la que mayor relevancia tiene y por lo mismo el impacto exponencial en la resistencia.
La resistencia aerodinámica está marcada por el CdA, que es la multiplicación del área frontal del ciclista, multiplicando el coeficiente aerodinámico o la facilidad con que ese fluidova a pasar sobre dicha área (fricción).
Un ciclistamáscorpulento, tendrá un CdA (resistencia aerodinámica) relativamente mayor a un ciclista más menudo. Es por esto la importancia de la posición cuando estás buscando velocidad sobre la bicicleta.
La fórmula es la siguiente:
Ra= ½*Cd*A*p*v2
Ra: Fuerza en Newtons de la resistencia aerodinámica
p: Densidad del aire en kg/m3
v: velocidad expresada en m/s
Ahora supongamos un ciclista con un CdA de 0.32. Esto lo calculamos multiplicando el coeficiente de Resistencia(Cd) que en este caso para efectos del ejemplo seria de 0.88 multiplicado por el área frontal del ciclista, que en los drops sería de 0.36m2. La resultante es de 0.32 de CdA.
En el ejemplo, un CdA 0.32 de resistencia aerodinámica genera una fuerza de:
Ra = ½ * 0.32 *1.225 *(10.28)2= 20.71 Newtons
Y la potencia requerida para compensar esta fuerza a una velocidad de 10.28 m/s (37km/h) es:
Potencia = 20.71 N x 10.28 m/s= 213 watts.
Solo para combatir la Resistencia aerodinámica a 37km/h, necesitamos 213W
Como ves, en ninguna parte de la ecuación, el peso del ciclista tiene relevancia. Es por esto que generalmente a los ciclistas más pesados y con mayor fuerza, les va mejor en las pruebas de contra reloj.
Ahora supongamos que este ciclista pesa 65kgs. Esto significa que solo para contrarrestar la fuerza aerodinámica este ciclista necesita generar 3.2W/kg.
Ahora bien, si cambiamos a nuestro ciclista, y ponemos uno 10kgs más pesado, seguramente su CdA aumentará, ya que su área frontal será probablemente mayor. Supongamos entonces un CdA de 0.35.
Al aplicar la fórmula, este ciclista de 75kgs, necesitaría contrarrestar 22.65 Newtons; y para rodar a los mismos 37km/h, necesitaría de 233W o 3.1W/kg.
Es claro ver que el ciclista más pesado, aunque requerirá de mayor potencia para contrarrestar esta fuerza, necesitará un “menor” esfuerzo que el ciclista más menudo, cuando lo ves en W/kg. Una vez más, es fácil observar en este ejemplo, la poco o nula incidencia del peso en la ecuación de resistencia aerodinámica.
- RESISTENCIA DE RODADURA (Rr)
Esta es la resistencia causada por la interacción de los neumáticos con el suelo. Esta resistencia depende del peso del ciclista más el de su bicicleta, la velocidad y el coeficiente de resistencia de rodadura (Crr).
El Crr depende de muchos factores como lo son el material del neumático, cubierta, tipo de pavimento, diámetro de la rueda, temperatura, etc.
Para efectos de simplicidad, diremos que la Resistencia de Rodadura expresada en watts es directamente proporcional al peso del ciclista y su bicicleta.
La fórmula es la siguiente:
Rr = g * cos(tan-1(G)) * Wkg * Crr * v
Donde:
g = Gravedad
G= Inclinación del terreno
Crr= Coeficiente de Resistencia
W= Peso en Kg
v= Velocidad
Para no perdernos en tanto número concluiremos que la potencia necesaria para contrarrestar la fricción, es linealmente proporcional a la velocidad.
Si tomamos el ejemplo anterior, podremos decir que el ciclista de 65kgstendrá que producir 30W para contrarrestar esta resistencia, o 0.4W/kg
En cambio, nuestro ciclista de 75kgs tendrá que producir 35W o 0.46W/kg.
Para este tipo de resistencia, el peso es importante, aunque cuando vemos los números totales en comparación con el impacto aerodinámico, vemos que no es de gran relevancia, cuando hablamos de terrenos planos. Cuando hablamos de inclinación y terrenos empinados, la incidencia cambia de manera radical, como lo podemos ver en la fórmula.
- Resistencia a la gravedad (Rg)
Esta resistencia es probablemente la más fácil de entender. Esta resistencia depende del peso del conjunto ciclista y su bicicleta más la pendiente del camino en el que circulamos.
En bajada el peso nos ayuda en el descenso dependiendo de la inclinación de la bajada. En el plano, la resistencia a la gravedad es nula y en subida, se incrementa proporcionalmente con la pendiente de la subida que escalemos.
Si tomamos el ejemplo anterior, el ciclista de 65kgs en una pendiente de 10% y una velocidad de 10km/h, necesitará ejercer una potencia de197W, lo que equivale a 3W/kg (esto solo para contrarrestar la resistencia por gravedad). Por otra parte, nuestro ciclista de 75kgs., en la misma configuración, deberá ejercer una potencia de 224W o los mismos 3W/kg de peso. Cuando comenzamos a aumentar el porcentaje de desnivel, por ejemplo a un 18%, la potencia necesaria aumenta a 400W para el ciclista de 75kg, y a 350W para el ciclista de 65kg.
Es por esta razón que pasados ciertos niveles de inclinación, al ciclista más pesado se le hará muy difícil el poder mantener esos niveles de potencia por tiempos más prolongados, y es ahí donde el ciclista más liviano tendrá una mayor ventaja.
- RESISTENCIA POR PÉRDIDAS MECÁNICAS
Esta resistencia se da por fricción de los diferentes componentes de la bicicleta, como son la cadena con los platos, rodamientos, bielas, etc. Esta resistencia es muy difícil de cuantificar, ya que es muy pequeña.
Para cálculos totales, se asume alrededor de un 2% del total de la potencia ejercida, que va a este factor de resistencia.
Si vemos el ejemplo anterior, para pedalear en una pendiente de 18% a 10kms por hora, nuestro ciclista de 75kgs tendría que ejercer 420W. De estos, 400 serían necesarios para contrarrestar la gravedad, 4W para contrarrestar la aerodinámica, 8W para contrarrestar la resistencia de la rodada y 8W para contrarrestar la resistencia mecánica.
Obviamente esto cambia de manera absoluta a medida que cambiamos los factores como inclinación, velocidad, peso y el resto de las variables analizadas en este texto.
Como conclusión, el peso es importante, sin embargo la relevancia final se ajustara al tipo de terreno y objetivos del ciclista. Para un TT el peso no tiene mayor relevancia, ya que la resistencia aerodinámica es la que prevalece, pero para una escalada en un terreno de inclinación sobre el 10%, el peso toma una relevancia extremadamente importante y la capacidad de mantener un watt/kg alto, por períodos prolongados, resulta crítico en este tipo de geografía.