Un ciclista escapado en grupo tiene ventaja aerodinámica aunque no le den relevos

 

Las escapadas en solitario y en grupo son parte sustancial del ciclismo en ruta. Los relevos se realizan para no castigar con el ritmo de la carrera al corredor que va primero. Sorprende que para él es mejor ir en grupo que en solitario ya que necesita desarrollar un 5% menos de potencia gracias a la aerodinámica en bloque del grupo de ciclistas en fila india. Además, cuando mayor sea el grupo de los corredores en fila india más ventaja aerodinámica adquiere el primer corredor y de hecho todos los demás. Lo han descubierto con simulaciones aerodinámicas dos físicos de la Universidad de Salamanca. El primer corredor en un grupo de 3 (o 5) en fila necesita un 96% (o 95%) de la potencia que necesitaría en solitario para mantenerse a una velocidad de 54 km/h. El artículo técnico es A. Íñiguez-de-la Torre, J. Íñiguez, “Aerodynamics of a cycling team in a time trial: does the cyclist at the front benefit?,” European Journal of Physics 30: 1365-1369, 2009. 

La potencia mecánica que ha de desarrollar un ciclista para alcanzar una velocidad dada depende de las fuerzas de resistencia aerodinámica que ha se superar. Un ciclista en una competición en ruta alcanza fácilmente los 50 km/h. La estadística en grandes carreras como el Tour de Francia muestran que la máxima velocidad que alcanza un corredor en solitario es menor que la alcanza en equipo (hasta un 10% mayor). La figura derecha-abajo muestra la potencia (en watios) que un ciclista en solitario necesita desarrollar en función de su velocidad (en m/s) obtenida a partir de estudios experimentales. Para alcanzar velocidades mayores de 40 km/h se requiere desarrollar una potencia de más de 300 W. El coeficiente que multiplica a la potencia cúbica de la velocidad (0.21 en la figura) depende mucho de la geometría efectiva del ciclista, tanto de la postura que adopta y los complementos que usa para sí y para la bicicleta, como de la presencia de otros ciclistas cercanos. Influye mucho si el ciclista va en un pelotón (grupo compacto), en fila india o “apilados” en diagonal (que se usa cuando hay viento lateral).

El estudio aerodinámico de un ciclista individual o de un equipo utilizando una geometría detallada requiere simulaciones numéricas tridimensionales de alto coste. Los autores han estudiado la aerodinámica bidimensional (en un plano), utilizando un túnel de viento virtual (el programa shareware MicroCFD) y un modelo muy simplificado de la geometría de un ciclista, una elipse. El campo de fuerzas de arrastre (drag) que han obtenido numéricamente se observa en la figura que abre esta entrada (figuras en color) para un ciclista en solitario y tres en fila india. La potencia que ha desarrollar cada ciclista depende de dicho campo de fuerzas de arrastre y se presenta en la tabla que se muestra en la figura (abajo-izquierda), normalizada para que un ciclista en solitario necesite una potencia del 100%. En un grupo de 9 ciclistas en fila india, el primero necesita desarrollar sólo el 95% de dicha potencia, el segundo un 67%, los 6 restantes el 66% y el último de la fila un 68%. Por tanto, para conseguir la máxima velocidad al mínimo esfuerzo para todos, no sólo se debe relevar al primero de la fila, sino también al último.

Un trabajo de física elemental que puede ser reproducido fácilmente por alumnos en un primer curso de física (siempre que se tenga acceso al programa MicroCFD u otro software freeware para Computational Fluid Dynamics o CFD)