Când drumul devine abrupt, dispar efectele aerodinamice ale desenului? Biciclist investighează…
Nu este greu de imaginat scenariul: ești la jumătatea drumului pe Alpe d’Huez, încercând cu disperare să rămâi în contact cu roata din față. Plămânii ard, frecvența cardiacă crește, corpul tău țipă după răgaz.
Deci, merită cu adevărat tot acest efort de a rezista atunci când schițarea în timpul unei urcări ar putea obține doar cele mai mici beneficii?
Efectele de economisire a energiei ale reprizei pe plat sunt binecunoscute, dar beneficiile cantitative de a fi în spatele călăreților la o urcare sunt relativ subraportate.
„Nu există multe date obiective în acest sens, deoarece efectele desenului sunt greu de studiat”, explică Damon Rinard, tehnolog senior în ciclism la Cervélo.
„Avem tuneluri de vânt pentru a studia rezistența aerodinamică a călăreților individuali și studii pe velodrom pentru a măsura antrenamentul într-o urmărire în echipă – dar este dificil să le aplicăm la munte.”
Înapoi la elementele de bază
Este timpul să revenim la elementele de bază. Concluzia este că beneficiile aerodinamice depind de viteză – care scade rapid când mergi în sus.
„În ciclism, cele trei forțe care trebuie depășite sunt rezistența aerului, rezistența la rulare și gravitația”, explică Matt Williams, specialist în aerodinamică la McLaren Applied Technologies.
„Pe teren plat, toată puterea este folosită pentru a depăși rezistența la tracțiune și la rulare – dar pe măsură ce începi să mergi în sus, forța greutății care rezistă la mișcare crește destul de repede”, spune el.
„Pentru un anumit efort, mergi mai încet, deoarece folosești mai mult efort pentru a depăși gravitația și mai puțin pentru a merge efectiv înainte.”
Și pe măsură ce viteza scade, la fel și rezistența aerului. Aceasta poate fi exprimată ca: Fd=½ rv2CdA (unde r=densitatea aerului, v=viteza, Cd=coeficientul de rezistență și A=zona frontală), ceea ce înseamnă că relația dintre viteză și rezistență este exponențială.
„Forța de tragere este proporțională cu viteza la pătrat, deci forța se schimbă mult cu orice schimbare a vitezei”, explică Rinard.
„La viteze tipice de urcare de 15 până la 20 km/h, rezistența la vânt a scăzut deja semnificativ, iar la aproximativ 12 km/h, acesta este punctul în jurul căruia rezistența vântului este aproximativ echivalentă cu rezistența la rulare a anvelopelor.”.
Toate acestea înseamnă că există mult mai puține posibilități de economisire a energiei prin alunecarea pe un deal, deoarece forța împotriva călărețului este mult mai mică.
„Viteza ta scade destul de repede, astfel încât beneficiile aerodinamice scad”, spune Williams.
Încălcare
Deci, ce economii de energie sunt disponibile pe dealuri? „Pe plat, s-ar putea să folosiți 300 de wați pentru a depăși forțele aerodinamice, de exemplu – și dacă economisiți o treime din aceasta prin proiectare, înseamnă cu 100 de wați mai puțin”, spune Williams.
Dar pe un gradient de 6%, până la 80% din energie ar putea fi folosită pentru a rezista gravitației, cu doar 10% împotriva rezistenței aerului.
„Dacă folosiți doar 30 de wați pentru a depăși rezistența aerodinamică, chiar dacă economisiți o treime din aceasta, economisiți doar 10 wați.”
De fapt, economiile reale ar putea fi chiar mai mici. „A pune numere pe el este partea grea”, spune Rinard.
‘S-a măsurat că tracțiunea reduce puterea necesară cu 30% până la 50%, dar asta la viteze normale, pe teren plat.
Pentru urcare, puterea este mai mare, iar vitezele sunt mai mici, astfel încât economiile în ceea ce privește forța de rezistență sunt, de asemenea, mai mici – dar nu este ușor de cuantificat.’
Cu toate acestea, David Swain, profesor în știința exercițiului la Universitatea Old Dominion din Virginia, spune că este întotdeauna probabil să existe un anumit efect al redactării, oricât de mic este.
‘Alergătorii beneficiază în mod clar la 15 mph, deoarece milea de patru minute a fost spartă pentru prima dată cu ajutorul schiței și par să beneficieze chiar și în ritmul maratonului’, spune el.
„Va exista un cost redus de energie la viteze de urcare în ciclism, atâta timp cât dealul nu este atât de abrupt încât să forțeze un ritm de mers pe jos.”
Oprirea energiei
Și cu cât poți pune mai multă putere totală în sistem sau cu cât ești mai ușor, cu atât beneficiile sunt mai mari – explicând de ce profesioniștii stau atât de aproape unul de altul în munți.
„Pentru cei mai mulți dintre noi urcăm cu 8%, mergem doar cu 8 sau 9 km/h – iar la această viteză avantajul este neglijabil”, spune Tony Purnell, profesor de inginerie la Universitatea din Cambridge și șef de dezvoltare tehnică la British Cycling.
‘Dar dacă urci ca Vicenzo Nibali, este o altă circumstanță. La 20 km/h, este un avantaj tehnic tangibil.’
„Pe măsură ce gradientul crește peste 5% sau 6%, ceea ce vor economisi este mic, dar este genul de sumă pe care producătorii de biciclete ar căuta să o economisească în designul echipamentelor – deci nu este deloc nesemnificativ, adaugă Williams.
„În contextul unei curse pe etape de trei săptămâni, cicliștii profesioniști caută orice oportunitate de a economisi energie.”
Câștiguri
Echipele profesioniste caută acum să cuantifice mai bine beneficiile schiței prin măsurarea vitezei efective a vântului pe tot corpul în timp real, ceea ce poate fi greu de prezis la munte.
„Ceea ce este necesar și tocmai a devenit disponibil, sunt senzorii digitali de viteză a aerului și direcția vântului de pe bicicletă”, spune Rinard.
'Mavic are un senzor de vânt pe care îl folosesc și avem un instrument numit Aerostick care măsoară viteza aparentă a vitezei aerului, direcția vântului și traiectoria pilotului, puterea și viteza și le înregistrează secundă cu secundă..
„Dar această tehnologie este relativ nouă în ultimii trei ani și ceva, iar majoritatea datelor de la ea sunt încă în mâini private.”
Se pare cu siguranță că pregătirea este calea de urmat – și asta fără a lua în considerare beneficiile tactice și psihologice suplimentare de a putea lansa un atac din spate sau de a-ți lăsa colegii să stabilească ritmul.
„A avea o roată prietenoasă poate face o diferență esențială din punct de vedere psihologic”, spune Purnell. „Iar urcușurile sunt rareori un gradient constant – așa că vrei să fii pe roata cuiva pentru piese mai plate, unde într-adevăr există un avantaj semnificativ.”
Pentru noi, simplii muritori, ar putea exista o considerație. „Trebuie să știi de ce ești capabil, pentru că drafting înseamnă să rămâi la aceeași viteză ca și pilotul din fața ta”, spune Purnell.
Rămâneți propriul ritm
‘Oamenii spun adesea: „Urcă-te în ritmul tău”, iar acest lucru are sens. S-ar putea să obțineți un avantaj energetic prin drafting, dar dacă este prea rapid, veți intra în roșu și veți sufla.’
Pentru a spune în cifre, la o înclinație de 20%, un călăreț de 70 kg, care consumă în medie 300 de wați, va merge cu puțin peste 6 km/h, moment în care rezistența aerului este neglijabilă, iar tracțiunea este puțin îngrijorătoare în comparație cu pur și simplu menținerea mișcării înainte.
Dar Rinard este de părerea concurentului: „Întotdeauna merită să fie proiectat”, conchide el. „Și dacă nu redactezi, ar fi mai bine să existe un motiv pentru care nu. Dacă există o linie de sosire spre care să sprintezi sau un atac de făcut, atunci acestea sunt toate motivele întemeiate.
‘Dar redactarea vă ajută, cu excepția cazului în care aveți un motiv să nu o faceți. Chiar dacă este o cantitate mică, este gratuit, așa că de ce să nu o luați?’
