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Rodar contra el viento


por EnBici 20.03.2011

 

 

Lo dicen estudios y estadísticas, preferimos rodar cuesta arriba que contra el viento.

Las pendientes pueden ser incluso motivantes, pero el viento en contra desmoraliza a cualquiera, ¿pero por que? Vamos a intentar entenderlo un poco mejor.

 
     

 

En una subida la fuerza a vencer es la de la gravedad.

Haciendo un poco de memoria, seguro que todos recordáis la formula

  donde F es fuerza, m la masa del ciclista y la bici, y g es la constante gravitatoria

Aunque lo que realmente nos importa es la componente de esta fuerza que tira de nosotros en el sentido inverso de la marcha y que nos dificulta el avanzar. Se calcula fácilmente con un poco de trigonometría.

Así pues, la fuerza de la gravedad se opone a nuestro ascenso de forma constante. Ascender unos metros nos requiere el mismo trabajo lo hagamos a una velocidad o a otra.

  donde W es el trabajo que realizamos para vencer la gravedad durante una distancia d

Si queremos avanzar mas rápido tendremos que desarrollar mas potencia, y nos cansaremos mas, pero de una forma "proporcional".

  donde P es la potencia que tenemos que desarrollar durante el ascenso

De acuerdo a esta formula, si queremos hacer un ascenso en la mitad de tiempo, tendremos que desarrollar el doble de potencia. Parece justo ¿no?

 

 

El viento sin embargo es bastante mas puñetero. La fuerza que ejerce el viento sobre una superficie plana y perpendicular obedece a la siguiente formula.

  donde S es el área de la superficie en m2 y v la velocidad del viento en km/h

Si en vez de tratarse de una superficie plana, se trata de una superficie cilíndrica convexa, como
por ejemplo un tubo, la fuerza ejercida es el 60% del valor dado por esta fórmula.
Para estudiar la acción real del viento sobre determinados cuerpos no hay más remedio que
hacer ensayos en el túnel aerodinámico. No obstante, el caso de un ciclista sobre su bicicleta puede estudiarse de manera aproximada con la fórmula dada anteriormente, pues gran parte de la bici está constituida por partes cilíndricas (o parecidas a cilindros) como los neumáticos, los radios, el cuadro, las vainas, la horquilla, etc..., e incluso también el ciclista, ya que la cabeza, el cuello, los brazos, las piernas y el tronco tienen formas redondeadas asimilables a cilindros.
Al no ser la forma exactamente cilíndrica, la resistencia es algo mayor de manera que la fuerza
ejercida por el aire puede tomarse un 70% (en vez del 60% para las superficies cilíndricas) del
valor dado por la fórmula anterior.

Por consiguiente la resistencia del aire sobre el ciclista y su bici puede expresarse así:

  donde la v es la velocidad "relativa" del ciclista y el aire

Es decir, que si tenemos viento de cara de 20km/h y queremos ir a 10km/h, la velocidad relativa será de 30km/h, y si queremos ir a 20km/h, la velocidad relativa será de 40km/h.

 

La pregunta ahora es ¿nos costara también el mismo trabajo avanzar contra el viento al doble de velocidad como nos pasaba con la gravedad?

La respuesta es NO. La fuerza con la que el viento se opone a nuestro avance aumenta con la velocidad. Por eso cuando intentamos acelerar contra el viento sentimos que el viento redobla sus esfuerzos para frenarnos. No es una sensación ¡ es la realidad ! Por eso ante el viento hay que tener paciencia, no tener demasiadas prisas y aguantar sin desesperarnos.

 

En las siguientes graficas vamos a ilustrar lo que acabamos de explicar. Para todos los calculos vamos a suponer una superficie del ciclista de 0,4 m2 (correspondiente a un ciclista y bici medios en posición de pedaleo normal) y una masa bici + ciclista de 80 kg.

 

En esta grafica se representa la potencia que desarrollamos y la fuerza que tenemos que vencer al subir una pendiente del 3%. Como se puede ver, la fuerza debida a la gravedad se mantiene constante en torno a 2,5 kg, mientras que la potencia se incremente de forma lineal con la velocidad. Doble de velocidad = doble de potencia necesaria  
En esta segunda grafica vemos el efecto del viento rodando en terreno llano. La fuerza que tenemos que vencer va aumentando con la velocidad, y la potencia que tenemos que desarrollar aumenta exponencialmente. Por ejemplo doblar la velocidad de 8 a 16 km/h significa triplicar la potencia de 50 a 150 Watios.  

Pero si queremos comparar rodar en llano contra el viento con ascender una pendiente tenemos que ser mas precisos. Cuando subimos una pendiente, aunque no tengamos viento en contra, a medida que aumentamos la velocidad si que aumenta nuestra velocidad relativa respecto del aire que hay que tener en cuenta. Metiendo esta variable si que veremos un ligero incremento de la fuerza con la velocidad, y el incremento de potencia no será del todo lineal.

Es una situación "mixta" entre las dos anteriores.

 

 

Otra forma de ver el efecto del viento y la velocidad, es calculando cual es la pendiente a la que equivale un viento en contra a una determinada velocidad de avance.

 

 

Si nos fijamos en las tablas podemos ver que si queremos rodar a 25 km/h en llano, una velocidad bastante razonable sin viento, un viento de cara de 15 km/h equivaldrá a pendiente de 2,4%, pero si el viento aumenta a 30 km/h, ¡ la pendiente equivalente es del 6% !

 

Imaginaos subiendo un puerto del 6% a 25 km/h ... pues igual de duro resulta intentar mantener esta velocidad contra un viento de 30 km/h.

 

Ademas el viento tiene otros efectos psicológicos que pueden resultar desmoralizantes.

 

  • El viento es un enemigo invisible, y pedalear contra el nos hace sentir un poco ridículos. Aun en terreno llano te hace ir despacio, y tienes la sensación de que deberías poder ir mas rápido, pero cada vez que lo intentas te vence de nuevo.

  • Los vientos fuertes siempre son racheados, y cada ráfaga es como un golpe que nos frena en seco y que llega de forma impredecible.

  • Después de ascender un puerto, siempre encuentras un descenso, sin embargo puedes tener varios días de viento de cara.

  • Para los puertos puedes planificar tu esfuerzo viendo el perfil de la etapa, pero el viento es imprevisible, y siempre te sorprende. Puede llegar en el peor momento y convertir una etapa que se presentaba sencilla en un autentico suplicio.

 

 

¿que podemos hacer ?

 

  • Como ya hemos dicho, ser pacientes y tratar de no desmoralizarnos. Subir de piñón y bajar el ritmo hasta encontrar la cadencia en la que vamos cómodos. No intentéis ir demasiado rápidos. Relájate y disfruta del camino ...

  • Algo que nosotros siempre hacemos es informarnos de los vientos dominantes. Puede merecer la pena incluso planificar tus viajes en función del viento. Por ejemplo, si alguien quiere hacer el camino del Ebro, que no lo haga remontando el río, salvo que quiera pelearse con el Cierzo y el Mistral. Mucho mejor si lo haces en el sentido contrario. Con un 90% de probabilidades tendrás viento de cola.

  • Evita las horas centrales del día. Por la mañana temprano y a ultima hora de la tarde, los vientos suelen amainar. Este truco no siempre funciona ...

  • Reduce tu superficie expuesta al viento. Antes hemos simplificado todos nuestros calculos asumiendo una superficie de ciclista + bicicleta de 0,4 metros cuadrados. Si llevas ropas anchas esta superficie es mayor, y aumentaras tu resistencia frente al viento. Intenta llevar ropa ciclista ajustada, coge el manillar cerca del centro, pega los brazos al cuerpo, baja el tronco, etc. Todo lo que hagas por "estrecharte" te ayudara a "cortar" el viento. Aquí merecen especial atención las alforjas. Si tienen cinchas, asegúrate que las aprietas bien para que estén compactas. No dejes nada medio abierto que pueda hacer de "vela" y frenarte todavía mas.

  • Hidrátate. El viento seca el sudor y te deshidrata. Bebe agua a menudo para aguantar mejor.

  • ... pero el mejor truco de todos es "chupar rueda". La mejor forma de protegerte del viento es ponerte un parapeto, y yendo en bici, no hay otro parapeto posible que los compañeros de fatigas

 

 

Ir a rueda

 

El fundamento físico es sencillo. Un ciclista avanzando contra el viento los desvía hacia los laterales y crea un área de sobrepresión delante de el y un "vacío" justo detrás. Esta diferencia de presiones es la que origina la fuerza aerodinámica que le frena.

 

 

 

Pero si circulas lo suficientemente cerca del ciclista que va delante de ti, consigues meterte en esa zona de "vacío" o baja presión, por lo que no tienes una zona de sobrepresion frente a ti y tu resistencia aerodinámica disminuye significativamente.

 

 

 

Hay que señalar que esta reducción de la resistencia aerodinámica se produce tanto con viento en contra como si no hay viento. Recordar que al final lo que importa es la velocidad relativa, y siempre que estas en movimiento tienes una velocidad relativa respecto al aire.

 

Calcular el efecto de ir a rueda no es sencillo. Por ello se suele recurrir a ensayos empíricos en el túnel de viento. Cuanta energía puedes ahorrar depende de la velocidad relativa con el aire y de la distancia que mantienes con tu predecesor.

Varios estudios que el porcentaje de energía que puedes ahorra yendo a rueda se mantiene casi constante entre los 25 y 50 km/h de velocidad relativa:

  • a 30 cm se ahorra un 38%
  • a 1 m se ahorra un 32%
  • a 2 m se ahorra un 24%

 

Así pues, si quieres minimizar el efecto del viento tendrás que aprender a rodar muy cerca de la rueda trasera de tus compañeros.

 

  • Cuando lo hagas, avisa para que todos sepan que vas ahí detrás y eviten maniobras bruscas.

  • Nunca "solapes" las ruedas. Si el ciclista que va delante cambia de dirección y tocas con tu rueda delantera en su rueda trasera, el mantendrá el equilibrio sin problemas, pero tu tienes muchas posibilidades de irte al suelo. Si te pasa, no intentes apartarte rápidamente girando el manillar (favorecerás la caída). La mejor opción es mantener el manillar recto y "apoyarte" contra su rueda hasta separaos un poco.

  • Si eres el que va delante, señala sacando el brazo los obstáculos en la carretera (baches, basura, etc.). Piensa que el que va justo detrás de ti tiene una visión muy limitada.

  • Si todavía no dominas la técnica, de vez en cuando sepárate a metro o metro y medio para descansar. Al principio ir tan pegado al de delante te mantiene en tensión, y también desgasta.

  • Si el viento es de cara (o no hay viento) colócate justo detrás del compañero  que te precede, pero si el viento sopla con una componente lateral, colócate el lado contrario del que sopla el viento. Por ejemplo, si sopla desde la izquierda tienes que ir un poco a la derecha de quien te precede.
 

 

 

 

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Comentarios

 

 

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susonauta

susonauta comento el 28/03/2011 :

 

Muy buena entrada. Yo añadiría como recomendación para ayudar el viento colocar las alforjas lo más cerca del suelo posible. El viento aumenta con la altura además y en caso de que sea racheado tambien es mas dificil desequilibrarse.

 

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bicicletero

bicicletero comento el 21/02/2012 :

 

 

Ahora que veo que en el foro se esta hablando del tema, hay que remarcar que los carritos son mucho mejores que las alforjas en cuanto a aeordinamica.

 

En zonas de muy expuestas y de mucho viento, un carrito puede ser la mejor opcion para llevar el equipaje. Con viento de lado es mucho mas estable que llevar alforjas, y con viento de cara tambien se nota que no te frena tanto.

 

 

polyciclo

polyciclo comento el 22/02/2012 : ¿rigor cientifico...?

 

La verdad Bicicletero, que tu afirmación me confunde mas que a Dinio la noche... aparentemente ver ese largo "trolebus" con el maleton de la señorita Pepis detras, se me hace dificil de imaginar que no presente un serio impedimento frente al viento, y mas si este es viento lateral, no se en que pruebas de "rigor cientifico" te basas, o es que tu tienes o llevas un carrito...si es asi me callo, que la experiencia es un grado, je, je, je, Un saludo

 

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bicicletero

bicicletero respondio el 29/02/2012 :

 

 

Si que he rodado con trailer. Tengo un compañero de salidas que lo tiene, y alguna vez me lo ha prestado para viajes con la familia. Es una buena forma de ir yo con mucho peso y liberar de esa carga a la mujer y los niños.

 

Creo que de verdad con viento, el trailer va mejor que las alforjas, aunque no me veo capacitado para darte una explicacion cientifica convincente, mas alla de las sensaciones que he tenido durante los pocos kilometros que he rodado con el.

 

... pero se me ocurren un par de posibilidades para animar el debate, a ver si alguien mas ducho en la materia las confirma o las rebate:

 

  • En un trailer lo llevas todo muy compactado en una o dos bolsas cerradas de gran capacidad, mientras que con alforjas la tienda la dejas sobre el trasportin, las zapatilla colgando, etc. Todos esos pequeños "bultos" seguro que incrementan mucho las "turbulencias", que al fin y al cabo son las grandes responsables de la resistencia aerodinamica. 
  • El trailer va muy bajo y ofrece una superficia plana bajo la que pasa el aire. Esta geometria es bastante aerodinamica.
  •  

  • Para el viento lateral, el trailer ofrece una forma "cilindrica" mas aerodinamica que las alforjas,  que ofrecen un plano de gran superficie contra el viento lateral. Ademas el trailer trasmite los bamboleos laterales sobre el punto de anclaje a la altura del buje de la rueda trasera. Las alforjas tienen su centro de gravedad bastante mas alto, por lo que el viento lateral resulta, a igual fuerza, mas molesto y desestabilizante.
  •  

  • Si piensas que la forma mas aerodinamica que existe es una gota de agua, una bici mas trailer se puede aproximar a media gota, por lo que la "prolongacion" del carrito puede incluso ayudar a disminuir las turbulencias que la bici y el ciclista generan. Piensa si no como son los cascos aerodinámicos que los profesionales llevan en las contrarreloj
  •  

     

     

Dicho todo esto, yo personalmente prefiero las alforjas. El carrito es muy incomodo para moverte en parado. Cuesta dejar la bici aparcada. Si tienes que pasar una cancela cerrada hay que desmontarlo y pasarlo a pulso. Si quieres subir a un tren se hace tambien muy incomodo, etc.

 

 

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