{"id":2968,"date":"2020-04-21T14:13:28","date_gmt":"2020-04-21T14:13:28","guid":{"rendered":"\/es-es\/blogs\/ciclismo\/?p=2968"},"modified":"2025-01-27T16:42:16","modified_gmt":"2025-01-27T16:42:16","slug":"como-medir-el-efecto-de-ir-a-rueda-en-bici","status":"publish","type":"post","link":"\/es-es\/blogs\/ciclismo\/como-medir-el-efecto-de-ir-a-rueda-en-bici\/","title":{"rendered":"C\u00f3mo medir el efecto de ir a rueda en bici"},"content":{"rendered":"

Todos sabemos que chupar rueda facilita mucho el rodaje pero…. \u00bfpuedes demostrarlo con datos? \u00bfSabes c\u00f3mo medir el efecto de ir a rueda en bici? <\/strong>Nosotros s\u00ed, y te lo demostramos en un post s\u00f3lo para aut\u00e9ntic@s frikis del ciclismo…<\/p>\n

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Los que no tuvimos la previsi\u00f3n de apostar por un rodillo<\/a>, tenemos una cosa clara: vamos a perder algo de estado de forma. Pero a\u00fan podemos aprovechar ese tiempo<\/a> y esas ganas de bici para leer algunas cosas que incrementen nuestra culturilla cient\u00edfica ciclista<\/strong>, por ejemplo c\u00f3mo medir el efecto de ir a rueda en bici.<\/p>\n

Ya sabemos que ir a rueda de alguien supone mucho menos esfuerzo en la bici que ir solo. No es un tema subjetivo, pero \u00bfeso se puede medir? Por supuesto que se puede. Para eso, lo mejor y m\u00e1s preciso es un potenci\u00f3metro<\/a>. Pero en lugar de eso, aqu\u00ed lo hemos medido con equipos m\u00e1s caseros, m\u00e1s baratos y sencillos. De dos formas diferentes<\/strong>.<\/p>\n

EL EFECTO DE IR A RUEDA<\/strong><\/h2>\n

Lo hemos experimentado muchas veces al circular en grupo con bici de carretera. Al circular cerca y detr\u00e1s de alguien, especialmente detr\u00e1s de un grupo, tenemos que hacer mucha menos fuerza que si vamos solos a la misma velocidad. Podemos incluso llegar a pensar \u00a1qu\u00e9 lento va el primero!… hasta que nos ponemos el primero.<\/strong><\/p>\n

\"medir<\/p>\n

Es un fen\u00f3meno complejo, pero vamos a tratar de simplificarlo y explicar las cuestiones m\u00e1s b\u00e1sicas con los resultados que hemos podido medir. Llevaremos tambi\u00e9n esos resultados a n\u00fameros pr\u00e1cticos del estilo de \u00bfqu\u00e9 potencia nos ahorramos por ir a rueda de alguien a 30 km\/h?<\/strong><\/p>\n

Aqu\u00ed no hablaremos sobre c\u00f3mo ir a rueda con seguridad o sobre las reglas de etiqueta al ir en grupo o a rueda. Eso es importante, pero es otro tema. Introduciremos primero temas f\u00edsicos y de aerodin\u00e1mica (esperemos que se entiendan bien) y luego pondremos los resultados de las medidas.<\/p>\n

\u00bfD\u00d3NDE VA LA POTENCIA QUE LE DAMOS A LA BICI?<\/strong><\/h2>\n

A veces hay una parte que se va acumulando, como si fuese una bater\u00eda recargable, en forma de altitud ascendida que liberaremos cuando vayamos cuesta abajo, pero no es la parte que nos ocupa aqu\u00ed.<\/p>\n

Cuando vamos a velocidad constante, toda la potencia que le damos a la bici se gasta en forma de p\u00e9rdidas mec\u00e1nicas<\/strong> y p\u00e9rdidas aerodin\u00e1micas<\/strong>. A partir de una cierta velocidad (del orden de 15 o 20 km\/h), la mayor parte son aerodin\u00e1micas. Al final, la gran mayor\u00eda va a calentar el aire que nos rodea.<\/p>\n

– P\u00e9rdidas mec\u00e1nicas<\/strong><\/h3>\n

Son las que se producen por la rodadura de los neum\u00e1ticos con el suelo<\/strong> y por mover todas las partes mec\u00e1nicas.<\/p>\n

Las p\u00e9rdidas por rodadura son complicadas de calcular, pero sabemos que una rueda de bici de carreras con buena presi\u00f3n tiene p\u00e9rdidas muy bajas.<\/strong> Las p\u00e9rdidas mec\u00e1nicas se pueden aproximar a un porcentaje de la potencia que le damos a la bici. Es razonable considerar alrededor de un 10%<\/strong>.<\/p>\n

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\"medir<\/p>\n

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– P\u00e9rdidas aerodin\u00e1micas<\/strong><\/h3>\n

Hay unas p\u00e9rdidas aerodin\u00e1micas por el roce lateral de las superficies con el aire<\/strong>. En esto (efecto piel) influyen los materiales.<\/p>\n

Es evidente que la ropa ajustada desliza mejor que la ropa suelta, pero, para el tama\u00f1o y forma de un ciclista, las p\u00e9rdidas m\u00e1s importantes <\/strong>son por empujar y desplazar toda la masa de aire con la que nos encontramos<\/strong>.<\/p>\n

Es un fen\u00f3meno muy complejo en el que, para hacerlo m\u00e1s intuitivo, podr\u00edamos pensar que esa masa de aire se tiene que poner a la velocidad del ciclista para apartarla y para ello consumimos potencia de pedalada.<\/p>\n

F\u00cdSICA: FUERZA AERODIN\u00c1MICA<\/strong><\/h2>\n

La fuerza con la que tendremos que empujar al aire con el que nos encontramos est\u00e1 relacionada con la masa de aire con la que nos encontramos por unidad de tiempo, multiplicada por su incremento de velocidad.<\/p>\n

No es exactamente poner todo el aire que estaba en calma a nuestra velocidad, sino que lo estamos apartando.<\/p>\n

Adem\u00e1s, la fuerza depender\u00e1 de la forma del cuerpo (no es igual un plano que una esfera con la misma superficie frontal) por lo que se a\u00f1ade el coeficiente de rozamiento aerodin\u00e1mico (Cd)<\/strong>, que t\u00edpicamente puede ser 0,9 para un ciclista en posici\u00f3n bastante erguido<\/strong> (no tiene unidades f\u00edsicas). Adem\u00e1s, se a\u00f1ade un coeficiente de \u00bd.<\/p>\n

\"C\u00f3mo<\/p>\n

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EJEMPLO PARA MEDIR EL EFECTO DE IR A RUEDA EN BICI: F\u00d3RMULAS PARA UN CICLISTA A 30 KM\/H<\/strong><\/h2>\n

Suponiendo que no hay un viento a\u00f1adido, con el aire en calma, la masa por unidad de tiempo con la que nos encontramos al circular es igual a…<\/p>\n

la densidad del aire<\/strong> (ro=1,28 Kg\/m3) por la superficie frontal del ciclista<\/strong> (luego veremos de d\u00f3nde sale A=0,54 m2) y por la velocidad en metros por segundo<\/strong> (30 km\/h son 8,33 m\/s).<\/p>\n

La f\u00f3rmula que expresa la fuerza necesaria para atravesar ese aire y poder pasar es:<\/p>\n

Fuerza =<\/strong> \u00bd * Cd * (ro * A * velocidad) * velocidad = \u00bd * 0,9 * 1,28 * 0,54 * 8,33 * 8,33 =<\/p>\n

= 21,6 Newton<\/p>\n

Es decir, para atravesar el aire a 30 km\/h tendremos que hacer una fuerza de unos 22 Newton<\/strong>. Esa es aproximadamente la fuerza que hace un peso de unos 2,2 kilos contra el suelo. Es algo que puede sonar extra\u00f1o y poco utilizable. No suena familiar todav\u00eda.<\/p>\n

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\"medir
medir el efecto de ir a rueda en bici<\/figcaption><\/figure>\n

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Sabemos que la potencia es la fuerza por la velocidad y, adem\u00e1s, incrementamos la potencia en aproximadamente un 10% para considerar las p\u00e9rdidas mec\u00e1nicas.<\/p>\n

Potencia<\/strong> = 1,1 * Fuerza * velocidad = 1,1 * 21,6 * 8,33 = 210 W (vatios)<\/p>\n

Eso ya suena m\u00e1s conocido. Para que un ciclista pueda ir a 30 km\/h bastante erguido, tiene que dar una potencia de unos 210 Vatios<\/strong>.<\/p>\n

Poniendo toda la f\u00f3rmula junta:<\/p>\n

Potencia = 1,1 *  \u00bd * Cd * ro * A * velocidad^3<\/strong><\/p>\n

Es decir, la potencia necesaria para ir a una velocidad determinada depende de la velocidad al cubo<\/strong>.<\/p>\n

Si para ir a 30 km\/h (8,33 m\/s en la f\u00f3rmula) necesitamos 210W, para ir a 45 km\/h (1,5 veces m\u00e1s de velocidad) necesitar\u00edamos 710W, que son 3,4 veces m\u00e1s de potencia (1,5^3).<\/p>\n

Como referencia, la potencia m\u00e1xima (legal) de una bici con asistencia el\u00e9ctrica es de 250W, una batidora de mano puede tener 700 W y una plancha m\u00e1s de 2.000.<\/p>\n

Lo que ya sab\u00edamos todos: cuando vas r\u00e1pido, subir un poco la velocidad\u2026 cuesta mucho.<\/strong> Pero, precisamente por eso, si te quitan algo del aire que recibes de frente, te estar\u00e1n ayudando mucho.<\/p>\n

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\"medir<\/p>\n

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MEDIDAS: SUPERFICIE FRONTAL DE UN CICLISTA<\/strong><\/h2>\n

Hasta aqu\u00ed solo hay f\u00f3rmulas que puedes encontrar en la Wikipedia. Tienes much\u00edsimas m\u00e1s f\u00f3rmulas y tablas de datos en el libro Bicycling Science<\/strong> de David Gordon Wilson<\/strong>, pero la gracia est\u00e1 en medir esas cosas uno mismo.<\/p>\n

Este libro pone en una tabla que la superficie frontal del ciclista puede ser del orden de 0,55 m2<\/span> para un ciclista erguido y hasta 0,36 m2 para un ciclista de carretera bien recogido.<\/p>\n

Aprovechando el confinamiento de estos d\u00edas se me ocurri\u00f3 medirlo, proyectando la sombra de un ciclista (de 1,83 m) sobre una pared con un proyector de v\u00eddeo, dibujar el contorno con un rotulador, medirlo a base de cuadraditos y tri\u00e1ngulos y escalarlo.<\/p>\n

Resultado (aprox.) 0,54 m2<\/sup><\/strong>.<\/p>\n

\"Sombra<\/p>\n

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C\u00d3MO MEDIR LAS DIFERENCIAS DEL AIRE<\/strong><\/h2>\n

Se pueden medir y comparar dos cosas del aire con el que nos encontramos. Una es la fuerza <\/strong>y otra es la velocidad<\/strong>. L\u00f3gicamente, el resultado deber\u00eda parecerse, pero la medida es diferente.<\/p>\n

Se trata de poder hacer muchas medidas seguidas, a rueda de alguien y apartado, para luego comparar.<\/p>\n

Lo m\u00e1s b\u00e1sico para medir fuerza es una peque\u00f1a b\u00e1scula <\/strong>de cocina (anal\u00f3gica, de muelle). Puesta en horizontal, sujeta al manillar con bridas y con una placa de pl\u00e1stico ligero de 11 x 21 cm. para recibir el aire. Con la escala girada y el indicador aumentado, para que se viese mejor en las fotos.<\/p>\n

\"Lo<\/p>\n

Para medir la velocidad del aire utilic\u00e9 un anem\u00f3metro de cazoletas, de tipo excursi\u00f3n, tambi\u00e9n sujet\u00e1ndolo al manillar con unas bridas.<\/p>\n

Realmente esto es m\u00e1s raro de tener en casa, pero en la monta\u00f1a a veces tiene su gracia para medir ese viento tan fuerte que te puedes encontrar.<\/p>\n

\"Para<\/p>\n

En todos los casos, ten\u00eda como referencia el t\u00edpico marcador de velocidad conectado a la rueda y la forma de tomar las medidas era como se puede intuir con las fotos.<\/p>\n

Grabando con una gopro en el pecho, y luego revisando y parando el v\u00eddeo y apuntando los valores medidos en Excel. He dejado el Excel aqu\u00ed <\/a>por si alguien quiere darle alguna vuelta m\u00e1s.<\/p>\n

Me hubiese venido muy bien una gopro como la Hero 7 con su estabilizaci\u00f3n de imagen y su pantalla para encuadrar bien. Con mi vieja gopro, el problema es que los marcadores no se ve\u00edan bien en los v\u00eddeos. Aun as\u00ed saqu\u00e9 algo m\u00e1s de 350 fotos de los v\u00eddeos, una para cada par de datos medidos.<\/p>\n

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MEDIR EL EFECTO DE IR A RUEDA EN BICI: C\u00d3MO HACER LAS MEDIDAS<\/strong><\/h2>\n

No hab\u00eda viento, el sitio es llano, el firme es un asfalto liso y suave y el camino estaba bastante concurrido con gente que rebosaba paciencia y buen humor.<\/p>\n

Primero esperaba a que viniese alguien con bici de carreras, mejor si ten\u00eda pinta de ir rapidito. Me acercaba, saludaba y le ped\u00eda permiso para ir un poco a su rueda.<\/p>\n

Cuando saludas y preguntas, todo el mundo contesta estupendamente, sin problemas, pero no hay que hacerlo directamente, que puede ser bastante molesto.<\/p>\n

Luego iba a rueda, me sal\u00eda hacia un lado, volv\u00eda a rueda\u2026 y as\u00ed varias veces.<\/p>\n

Viendo lo que llevaba instalado en el manillar y lo que hac\u00eda, todo era bastante friki y divertido<\/strong>.<\/p>\n

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COMPARACI\u00d3N DE FUERZA DEL AIRE: A RUEDA VS SOLO<\/strong><\/h2>\n

Comparamos los resultados de la fuerza o \u201cpeso\u201d medidos por la b\u00e1scula <\/strong>al ir a rueda y al ir solo, sin nadie delante, a pelo.<\/p>\n

\"resultados<\/p>\n

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La gr\u00e1fica recoge las medidas de fuerza (peso en la b\u00e1scula) medido en gramos de la b\u00e1scula para las diferentes velocidades.<\/p>\n

\"Gr\u00e1fica<\/p>\n

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Como podemos ver, las medidas de ir solo (rojo<\/strong>), a pelo, son mayores que las de ir a rueda (azul) para la misma velocidad<\/strong>. Hay bastante dispersi\u00f3n en las medidas, la b\u00e1scula oscilaba bastante, pero siempre alrededor de un valor que diferenciaba bien las dos situaciones.<\/p>\n

Adem\u00e1s, podemos ver que la diferencia es bastante mayor a mayor velocidad (en horizontal en km\/h).<\/p>\n

Con un poco m\u00e1s de detalle<\/strong>, se han a\u00f1adido unas curvas de interpolaci\u00f3n, que se ha forzado a que pasen por cero (A cero velocidad, cero fuerza).<\/p>\n

Son curvas cuadr\u00e1ticas, porque vimos que la fuerza depende de la velocidad al cuadrado. Puedes ver que, para la curva de interpolaci\u00f3n roja, la de ir a pelo, el valor de R^2 es de 0,94.<\/p>\n

Eso significa que la curva representa bastante bien las medidas de ir solo. Sin embargo, las medidas de ir a rueda tienen m\u00e1s dispersi\u00f3n. R^2 es menor. Esto puede tener que ver con que, al ir detr\u00e1s, nos encontramos con turbulencias que hacen la medida menos precisa. Aunque el efecto global est\u00e1 claro.<\/p>\n

Con la fuerza medida por la b\u00e1scula para 30 km\/h yendo solo (mide 11 x 21 cm y la fuerza es de 106 g) y llev\u00e1ndola a la medida total de superficie (en este caso supongo algo agachado, A=0,51m2<\/sup>), se obtiene que la potencia necesaria para rodar son pr\u00e1cticamente los 210W que calculamos antes con la f\u00f3rmula<\/strong>.<\/p>\n

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COMPARACI\u00d3N DE VELOCIDAD DEL AIRE: A RUEDA VS SOLO<\/strong><\/h2>\n

Comparamos los resultados del anem\u00f3metro <\/strong>entre ir a rueda e ir solo sin nadie delante, a pelo o suficientemente apartado.<\/p>\n

\"resultados<\/p>\n

La gr\u00e1fica recoge las medidas de velocidad del aire con el que se encuentra el anem\u00f3metro (y m\u00e1s o menos el ciclista) para las diferentes velocidades.<\/p>\n

\"Velocidad<\/p>\n

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L\u00f3gicamente, las medidas de ir solo (rojo), tambi\u00e9n son mayores que las de ir a rueda (azul)<\/strong>. Hay bastante menos de dispersi\u00f3n en las medidas que con la b\u00e1scula. Puede tener que ver con que las cazoletas del anem\u00f3metro tienen una cierta inercia. En este caso, la diferencia parece aumentar al ir a mayor velocidad, de forma lineal.<\/strong><\/p>\n

Para la interpolaci\u00f3n, en este caso se han puesto rectas. La velocidad yendo solo deber\u00eda ser la misma para el anem\u00f3metro y el marcador de la bici, pero el rozamiento mec\u00e1nico del anem\u00f3metro provoca que siempre mida un poco menos.<\/p>\n

Esto se nota especialmente a bajas velocidades: este tipo de anem\u00f3metros deja de medir por debajo de unos 2 m\/s (7,2 km\/h). Para eso est\u00e1n los ultras\u00f3nicos, pero ya a otro precio.<\/p>\n

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MEDIR EL EFECTO DE IR A RUEDA EN BICI: CONCLUSIONES<\/strong><\/h2>\n