Una de las disciplinas estrella de los JJOO de París 2024 es el ciclismo, un deporte donde ayer el belga Remco Evenepoel consiguió su segunda medalla de oro en la modalidad de ruta (hace unos días también ganó la prueba contrarreloj) y que hoy disputa su prueba en ruta femenina.
La dependencia del ciclismo del progreso científico-tecnológico es enorme. La continua evolución de los materiales con los que se construyen las bicicletas, cascos o maillots es un claro ejemplo. También la tecnología que hay detrás de los aparatos con los que los equipos controlan el rendimiento de sus ciclistas. Pero hoy he decidido contarles otra cosa. En los JJOO de París 2024 la prueba comenzará y desembocará en la mítica Plaza del Trocadero y los ciclistas que tengan mayores conocimientos de aerodinámica tendrán muchas papeletas para ganar. Por eso la aerodinámica, la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre estos y el fluido que los baña, merece un apartado especial en Ciencia Olímpica.
Ilustración artística de unos ciclistas compitiendo. Foto: Leonardo.ai / Christian Pérez
Resistencias
Durante sus entrenamientos los ciclistas persiguen mejorar su aerodinámica para vencer las diferentes resistencias que ralentizan el avance de las bicicletas. ¿Cuáles son estas resistencias? Cuatro según la web Zikloland especializada en ciclismo:
1. Resistencia aerodinámica o “Drag”
Cuando pedaleamos, el aire ofrece una resistencia que varía en función de cómo nos posicionamos en la bicicleta. Esta resistencia puede ser más intensa o suave dependiendo de varios elementos:
- Superficie frontal que presenta el ciclista.
- Coeficiente de aerodinámica.
- Densidad del aire.
- Velocidad relativa entre el ciclista y el aire.
La resistencia que sentimos debido al aire, conocida como resistencia aerodinámica, depende del valor del CdA (producto del coeficiente aerodinámico Cd y la superficie frontal). Es importante notar que la velocidad influye significativamente en esta resistencia, pero que el peso del ciclista no tiene un impacto directo. Por este motivo, los ciclistas con mayor masa corporal suelen tener un mejor desempeño en las pruebas de contrarreloj y en rutas planas.
2. Resistencia de rodadura
Es la resistencia causada por la fricción entre las llantas de la bicicleta y la superficie al moverse. Esta resistencia de rodadura está influenciada por el peso total del ciclista y su bicicleta (mayor peso significa más resistencia), así como por la velocidad de desplazamiento (a mayor velocidad, mayor resistencia de rodadura). También depende del coeficiente de resistencia de rodadura, el cual varía según la presión de las llantas, el material y la composición de los neumáticos, el tipo de pavimento, el estado de la vía, la temperatura y el ancho de las ruedas (a igual presión, las llantas más estrechas tienden a ser menos eficientes y más lentas, requiriendo más energía para rodar).
Es importante notar que la velocidad influye significativamente en esta resistencia, pero que el peso del ciclista no tiene un impacto directo. Foto: Leonardo.ai / Christian Pérez
3. Resistencia debida a la gravedad
Está influenciada por el peso total del ciclista y su bicicleta, además de la inclinación de la carretera. Al descender, el peso favorece el movimiento hacia adelante según la inclinación de la pendiente; en terreno llano, la resistencia gravitatoria es inexistente; y al ascender, esta resistencia aumenta en proporción a la pendiente de la subida: cuanto mayor es la inclinación, mayor es la resistencia que hay que superar.
4. Resistencia por pérdidas mecánicas
Es la resistencia causada por el contacto y la fricción entre varias partes de la bicicleta, como el roce de la cadena con los engranajes y los platos, así como la fricción en los rodamientos de las ruedas, entre otros componentes.
Aerodinámica
En sus entrenamientos, los ciclistas trabajan para superar todas estas formas de resistencia con la ayuda de científicos especializados. Un parámetro crucial es el Coeficiente Aerodinámico multiplicado por el área frontal proyectada (CdA), fundamental en la resistencia aerodinámica o Drag, como se mencionó anteriormente. Cuanto menor sea este coeficiente, menor será la resistencia del aire y menos energía necesitará el ciclista para mantener una velocidad determinada. El CdA se puede medir mediante tres tipos de pruebas: túnel de viento, pruebas de campo y pruebas en velódromo.
- Si un ciclista adopta una postura erguida, similar a una posición de paseo, su CdA sería de 0.295, lo que implica que necesitaría generar 208 vatios de potencia para alcanzar los 35 km/h.
- Si el ciclista se agacha y sujeta la parte inferior del manillar, su CdA disminuiría a 0.1993, requiriendo solo 154 vatios para mantener la misma velocidad. Al sentarse en el tubo superior delantero (como hizo Chris Froome en el Tour de Francia de 2016) el CdA se reduce a 0.1718, necesitando únicamente 139 vatios para alcanzar los 35 km/h.
- Si el ciclista coloca su peso principalmente en la rueda trasera, su CdA aumenta a 0.1947, pero esta postura le permite pedalear y aumentar la velocidad significativamente.
- Si el ciclista aplana la espalda y colocar las manos sobre el manillar, el CdA alcanza su valor más bajo de 0.1679, necesitando solo 137 vatios para mantener los 35 km/h. Esta última posición ofrece un centro de gravedad bajo y buena estabilidad, con un peso bien distribuido. Sin embargo, estas posturas requieren una gran habilidad del ciclista debido al alto riesgo de caída, lo que ha llevado a las autoridades a restringir ciertas posiciones en la bicicleta.
Habitaciones hipóxicas
Además de innovar en sus posturas sobre la bicicleta, los ciclistas también buscan nuevas maneras de prepararse para eventos importantes. Un ejemplo destacado es el corredor belga Remco Evenepoel, flamante doble campeón olímpico en Pekín 2024 tanto en contrarreloj como en ruta, quien se ha preparado para grandes carreras utilizando hoteles con habitaciones hipóxicas.
Les explico cómo funciona: muchos ciclistas entrenan en altitudes elevadas, donde la disponibilidad de oxígeno es menor debido a la reducción de la presión parcial del mismo en el aire. Esta disminución de oxígeno hace que los riñones aumenten la producción de eritropoyetina, una hormona que estimula la médula ósea para producir más glóbulos rojos. Este proceso, llamado eritropoyesis, mejora la capacidad del cuerpo para transportar oxígeno en la sangre, lo que incrementa la resistencia y el rendimiento deportivo.
Sin embargo, entrenar en altitud puede ser logísticamente complicado para los equipos ciclistas. Para solucionar este problema, algunos hoteles ofrecen habitaciones con cámaras hipóxicas. Estas son áreas cerradas que simulan las condiciones de alta altitud al mantener una baja concentración de oxígeno. Mientras que el aire a nivel del mar tiene aproximadamente un 20.9% de oxígeno, el aire dentro de una cámara hipóxica contiene alrededor de un 12%. La presión parcial del oxígeno en estas cámaras es similar a la que se encontraría en un hotel ubicado en la montaña, replicando así las condiciones de entrenamiento en altura sin necesidad de desplazarse.
La orografía de la etapa también influye en la alimentación de los ciclistas. Fuente: Designer / Eugenio Fdz.Designer / Eugenio Fdz.
La gran ventaja de estas habitaciones radica en que permiten a los deportistas dormir en un entorno que simula la altitud, lo que conlleva un aumento en la producción de glóbulos rojos, una mayor generación de hemoglobina, optimización de ciertas actividades enzimáticas y una mejora en el rendimiento deportivo. Al mismo tiempo, facilitan el entrenamiento a baja altitud, donde el nivel de oxígeno es mayor y los músculos pueden trabajar de manera óptima.
Además, al hospedarse en estas habitaciones, los ciclistas evitan la necesidad de desplazarse diariamente desde un hotel en altitud para entrenar, así como enfrentar las condiciones climáticas adversas típicas de las zonas montañosas. Sin embargo, se requiere más investigación para determinar la efectividad de estas cámaras hipóxicas y también es necesario unificar la legislación internacional sobre su uso, ya que actualmente están permitidas en algunos países y en otros no.
Estimados lectores de Muy Interesante, cuando hoy comience la prueba en ruta de ciclismo femenino, siéntense en su sillón no hipóxico, imagínense que están en la Plaza del Trocadero de París, y observen detenidamente los maillots, los cascos, las bicicletas y, sobre todo, cómo se coloca cada ciclista en ellas para vencer las diferentes resistencias a las que se enfrentan. Lo disfrutarán.
Este artículo pertenece a la serie «Ciencia de los Juegos Olímpicos» — «Ciencia olímpica», de José Manuel López Nicolás
