El ciclista británico Neil Campbell estableció recientemente un nuevo récord para los hombres "bicicleta más rápida en una estela, "registrando unos impresionantes 280 km por hora.

Este récord implica poner al ciclista al día después de un vehículo remolcador, luego soltando la bicicleta y cronometrando al ciclista en una distancia de 200 m. El récord general es de 296 km por hora, ambientada en septiembre de 2018 por Denise Mueller-Korenek, que fue remolcado por un dragster en Bonneville Salt Flats de Utah.

Pero, ¿cuánto pueden atribuirse estas altas velocidades de ciclismo al rendimiento humano? ¿Se necesita un atleta supremo para mantener esa velocidad después del lanzamiento, ¿O el vehículo realmente está haciendo todo el trabajo duro? Y de ser así, ¿Eso significa que son posibles registros aún más rápidos?

Al considerar la oferta y la demanda de energía involucradas en el nuevo récord masculino de Campbell, podemos empezar a apreciar las contribuciones relativas del ser humano y la máquina. Para este registro, la energía proviene tanto de la combustión de combustible del automóvil como de la energía humana.

La potencia requerida para mantener una velocidad dada depende de la fuerza resistiva que actúa contra el movimiento hacia adelante del ciclista. En un curso llano a velocidad constante, hay dos componentes clave:

• resistencia aerodinámica, también conocido como arrastre aerodinámico
• resistencia a la rodadura, que cubre ampliamente la fricción entre las ruedas y la carretera, la fricción en los cojinetes de las ruedas, y la eficiencia de la transmisión de potencia desde los pedales a través de la cadena hasta las ruedas.

Crucialmente, la resistencia aerodinámica aumenta con el cuadrado de la velocidad del aire, lo que significa que aumenta muy rápidamente a medida que aumenta la velocidad. Resistencia a la rodadura, mientras tanto, aumenta linealmente con la velocidad, lo que significa que aumenta mucho menos rápidamente a medida que aumenta la velocidad.

Benjamin Thiele, ingeniero principal de sistemas del Equipo de Energía Humana de Monash en la Universidad de Monash, lo explica así:"Básicamente, si quieres pedalear rápido y tienes la opción de excluir una de las fuerzas resistivas de la física, sería prudente eliminar el componente aerodinámico ".

Para poner esto en contexto, en el ciclismo de pista de élite (¡donde obviamente no hay autos detrás de los cuales esconderse!), La resistencia aerodinámica representa típicamente alrededor del 95% de la fuerza resistiva total.

Por lo tanto, el vehículo tractor en el intento de récord de Campbell lo ayudó de dos maneras cruciales. Primero, lo puso al día, reduciendo así su gasto de energía durante la aceleración.

Segundo, el accesorio de deslizamiento del automóvil (básicamente un cruce entre un spoiler y una tienda de campaña, detrás de la cual Campbell se colocó durante el viaje) eliminó gran parte de la resistencia aerodinámica que de otro modo se volvería insuperable a velocidades tan vertiginosas.

Conduciendo en la estela del vehículo, el ciclista experimentará tanto bajas velocidades relativas del viento como baja resistencia aerodinámica. De hecho, si el ciclista está posicionado correctamente, el flujo de aire en la estela del automóvil en realidad puede generar una fuerza aerodinámica propulsora, de manera efectiva, el vehículo "arrastra" un poco de aire detrás de él, y así el jinete puede ser succionado junto con él.

¿Qué pasa con las demandas físicas de mantener esa velocidad después del lanzamiento del remolque? Esto depende principalmente del tamaño del equipo que se utilice, y de la resistencia a la rodadura que hay que superar. Por mis cálculos, y asumiendo que la resistencia aerodinámica detrás del carro remolcador es insignificante, Alcanzar los 300 km por hora (el próximo gran hito para los récords de estela de hombres y mujeres) requeriría que el ciclista mantuviera una potencia de salida de 600-700 vatios durante los 2.4 segundos que tomaría atravesar la trampa del tiempo de 200 m.

Esto parece lo suficientemente alcanzable, dado que los ciclistas del Tour de Francia pueden sacar más de 1, 000W durante un minuto completo o más.

Entonces, el vehículo remolcador es realmente el factor crucial, en lugar del rendimiento físico del ciclista. De hecho, si el ciclista saliera de la estela después de ser remolcado a una velocidad de hasta 300 km por hora, la demanda de energía para mantener esta velocidad sería del orden de 100 kilovatios, ¡aproximadamente el rendimiento de una motocicleta de alta potencia!

¿Qué pasa con los récords de ciclismo sin asistencia?

Dada la importancia crucial de superar la resistencia aerodinámica, No es de extrañar que los equipos de ciclismo de élite inviertan tanto en la investigación y el desarrollo de la aerodinámica.

De hecho, la aerodinámica de las bicicletas convencionales y las posiciones de conducción están lejos de ser óptimas. Esto es evidente cuando comparamos las velocidades alcanzadas en bicicletas convencionales con las de un "vehículo de propulsión humana reclinado y carenado". Esta es una bicicleta modificada en la que el ciclista se acuesta en una posición reclinada, con los pedales en la parte delantera, dentro de una cubierta aerodinámica llamada carenado.

El récord de velocidad para un vehículo de este tipo en una distancia de 200 m actualmente es de 144 km por hora. Esto es aproximadamente el doble de rápido que las velocidades máximas alcanzadas durante los sprints de velódromo en una bicicleta de pista convencional.

David Burton, gerente de la instalación de investigación del túnel de viento de la Universidad de Monash, dice que el ciclismo de élite "ya ha agotado la fruta madura cuando se trata de obtener una ventaja competitiva a través de la aerodinámica, "dadas las reglas y limitaciones del deporte en términos de diseño de equipamiento y posición del ciclista.

Pero agrega que todavía hay algunas vías de investigación de alta tecnología para mejorar el desempeño, incluyendo "técnicas de prueba experimentales avanzadas y simulaciones numéricas de alta resolución de los campos de flujo alrededor de los ciclistas".

Como hemos visto anteriormente, Probablemente todavía exista la posibilidad de velocidades aún mayores cuando se trata de ciclismo asistido por arrastre. Sugiero que está dentro del ámbito del desempeño humano actual de nivel élite alcanzar velocidades cercanas a los 400 km por hora cuando está envuelto en la estela de un vehículo.

Quizás el desafío finalmente se convierta en uno psicológico:¿alguien se atrevería a intentarlo?

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.