El rendimiento en las etapas de ciclismo contrarreloj llanas y en los tramos de ciclismo de (la mayoría de) los triatlones sin drafting está ligado fundamentalmente a la relación entre la potencia que el atleta puede generar de manera sostenida (Umbral Funcional) y su área frontal efectiva (CdA) con una contribución secundaria -aunque no despreciable- de la resistencia a la rodadura y el peso del atleta y el equipamiento.
El área frontal efectiva es el producto del área frontal del objeto por el Coeficiente de Resistencia Aerodinámica (Cd).
El área frontal es la superficie perpendicular a la dirección de avance y es bastante intuitivo que la resistencia aumente en la medida que ésa aumenta, el Cd en cambio tiene en cuenta la manera en que la "forma del objeto" afecta la resistencia aerodinámica.
En la siguiente figura podemos ver los valores del Cd de algunas formas comunes:
Si bien ambos aspectos son independientes en la práctica es habitual medir directamente el producto de ambos y denominarlo como área frontal efectiva (CdA=Cd*A): en el tunel de viento se expone el objeto a un flujo de aire a velocidad controlada y se mide la fuerza que dicho flujo ejerce sobre el objeto, el CdA es el cociente entre el doble de esa fuerza y la densidad del aire por la velocidad del flujo de aire al cuadrado:
CdA= 2 * (Fuerza de resistencia) / ((Densidad del Aire) * (Velocidad del aire)^2)El CdA depende de la dirección del viento, rotando el objeto se mide la fuerza con diferentes ángulos de incidencia (típicamente 20/30 grados a cada lado en el ciclismo) y se obtiene una curva de CdA.
Una forma alternativa de presentar esa información es como gramos de fuerza a una velocidad de 30mph/48kmh y densidad del aire estandarizada (1.2 kg/m^3), ambas son equivalentes.
En caso que no se cuente con tunel de viento es posible realizar la determinación mediante pruebas de campo pero este método es bastante laborioso y solo se puede utilizar sin viento, se obtiene el CdA con ángulo de incidencia cero.
Una vez conocido el CdA si mantenemos constantes el resto de los factores (Crr, temperatura, altitud y peso) el cociente ente la potencia y el área frontal efectiva (Watts/CdA) es un buen estimador de la velocidad que se puede desarrollar en una contrarreloj llana, en el siguiente gráfico producido por el Dr. Robert Chung se puede apreciar claramente esta relación:
En particular es posible ver que combinaciones de potencia promedio y área frontal efectiva son necesarias para una determinada velocidad promedio, por ej. se ve que con una CdA=0.24 se pueden promediar 40km/h con algo menos de 250watts y son necesarios más de 300watts si el CdA=0.30.El área frontal efectiva depende del tamaño del ciclista pero la relación con el peso no es lineal: la superficie corporal está relacionada con el Peso^(2/3) mientras que la potencia tiende a estar linealmente relacionada con el peso, esta relación tiende a favorecer a los ciclistas de mayor tamaño.
A igualdad de tamaño la posición del ciclista tiene la mayor importancia dado que éste representa el 75% de la resistencia aerodinámica, el otro 25% depende de la bicicleta (cuadro, ruedas, aerobar, etc.)
En un artículo anterior comentamos el análisis de perfil de potencia desarrollado por el Dr. Coggan (Perfil de Potencia), a continuación puede verse una adaptación de dicho análisis a este caso donde el área frontal efectiva tiene mucha mayor importancia que el peso:
En el tope de la tabla tenemos a los mejores contrarrelojistas a nivel mundial con potencias sostenibles en el órden de los 450watts y área frontal efectiva en el órden de 0.20.
Es evidente que a fin de maximizar el rendimiento en este tipo de pruebas es necesario trabajar sobre ambos aspectos: maximizar la potencia sostenible y minimizar el área frontal efectiva.
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