¿A qué velocidad puede pedalear un ser humano?

El ciclista británico Neil Campbell acaba de batir el récord masculino de "bicicleta más rápida en un rebufo", con una impresionante velocidad de 280 km/h.

Neil Campbell bate el récordEste récord consiste en llevar a un ciclista a toda velocidad tras la estela de un vehículo remolcador, soltar después la bicicleta y cronometrar al ciclista en una distancia de 200 metros. El récord general está en 296 km por hora, establecido en septiembre de 2018 por Denise Mueller-Korenek, que fue remolcada por un dragster en Bonneville Salt Flats de Utah. Pero, ¿hasta qué punto pueden atribuirse estas altas velocidades ciclistas al rendimiento humano? ¿Hace falta un atleta supremo para mantener esa velocidad después de soltarse, o es el vehículo el que realmente hace todo el trabajo duro? Y si es así, ¿significa eso que son posibles récords aún más rápidos? Si consideramos el suministro y la demanda de energía que intervienen en el nuevo récord masculino de Campbell, podemos empezar a apreciar las contribuciones relativas del ser humano y de la máquina. En este récord, la energía procede tanto de la combustión del coche como de la fuerza humana. La potencia necesaria para mantener una velocidad determinada depende de la fuerza de resistencia que actúa contra el avance del ciclista. En un recorrido llano a velocidad constante, hay dos componentes clave:

• resistencia aerodinámica, también conocida como resistencia aerodinámica
• La resistencia a la rodadura, que abarca a grandes rasgos la fricción entre las ruedas y la carretera, la fricción en los cojinetes de las ruedas y la eficacia de la transmisión de potencia desde los pedales a las ruedas a través de la cadena.

Fundamentalmente, 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. La resistencia a la rodadura, por su parte, aumenta linealmente con la velocidad, lo que significa que aumenta mucho menos rápidamente a medida que aumenta la velocidad. Benjamin Thiele, ingeniero jefe de sistemas del Monash Human Power Team de 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, lo más sensato sería eliminar el componente aerodinámico.

Para ponerlo en contexto, en el ciclismo de pista de élite (¡donde obviamente no hay coches detrás de los que esconderse!), la resistencia aerodinámica suele representar alrededor del 95% de la fuerza de resistencia total. Por lo tanto, el vehículo de remolque en el intento de récord de Campbell le ayudó de dos maneras cruciales. En primer lugar, le permitió aumentar la velocidad, reduciendo así su gasto energético durante la aceleración. En segundo lugar, el accesorio antideslizante del coche (básicamente un cruce entre un alerón y una tienda de campaña, detrás del cual se colocó Campbell durante el recorrido) eliminó gran parte de la resistencia aerodinámica que, de otro modo, sería insuperable a velocidades tan vertiginosas. Al circular en la estela del vehículo, el piloto experimenta tanto bajas velocidades relativas del viento como baja resistencia aerodinámica. De hecho, si el piloto se coloca correctamente, el flujo de aire en la estela del coche puede generar una fuerza aerodinámica propulsora: el vehículo "arrastra" aire tras de sí y el piloto puede ser succionado con él. ¿Qué hay de las exigencias físicas de mantener esa velocidad después de soltar el remolque? Esto depende principalmente del tamaño de la marcha que se utilice y de la resistencia a la rodadura que haya que superar. Según mis cálculos, y suponiendo que la resistencia aerodinámica detrás del coche remolcador sea insignificante, alcanzar los 300 km/h (el próximo gran hito para los récords de derrape masculino y femenino) requeriría que el piloto mantuviera una potencia de 600-700 vatios durante los 2,4 segundos que tardaría en atravesar la trampa de 200 metros. Esto parece bastante factible, teniendo en cuenta que los corredores del Tour de Francia pueden producir más de 1.000 vatios durante un minuto completo o más. Por lo tanto, el vehículo remolcador es realmente el factor crucial, más que el rendimiento físico del ciclista. De hecho, si el ciclista saliera del rebufo después de haber sido remolcado hasta 300 km/h, la demanda de energía para mantener esta velocidad sería del orden de 100 kilovatios, ¡aproximadamente el rendimiento de una motocicleta de alta potencia!

¿Y los récords de ciclismo sin asistencia?

Dada la importancia crucial de superar la resistencia aerodinámica, no es de extrañar que los equipos ciclistas 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 distan mucho de ser óptimas. Esto es evidente cuando comparamos las velocidades alcanzadas en las bicicletas convencionales con las de un "vehículo recostado carenado de propulsión humana". Se trata de una bicicleta modificada en la que el ciclista va tumbado en posición reclinada, con los pedales en la parte delantera, dentro de una cubierta aerodinámica llamada carenado.

El récord de velocidad de un vehículo de este tipo en una distancia de 200 metros se sitúa actualmente en 144 km/hora. Es aproximadamente el doble de la velocidad máxima alcanzada en los sprints de velódromo con una bicicleta de pista convencional. David Burton, director del túnel de viento de la Universidad de Monash, afirma que el ciclismo de élite "ya ha agotado todas las posibilidades de obtener una ventaja competitiva a través de la aerodinámica", dadas las reglas y limitaciones de este deporte en cuanto al diseño del equipamiento y la posición del ciclista. Pero añade que aún quedan algunas vías de investigación de alta tecnología para mejorar el rendimiento, como "técnicas avanzadas de pruebas experimentales y simulaciones numéricas de alta resolución de los campos de flujo alrededor de los ciclistas".

Como hemos visto anteriormente, es probable que todavía haya potencial para alcanzar velocidades aún mayores cuando se trata de ciclismo asistido por el rebufo. Creo que el rendimiento humano de élite puede alcanzar velocidades cercanas a los 400 km/h cuando se ve envuelto por la estela de un vehículo. Quizá el reto sea psicológico: ¿se atrevería alguien a intentarlo? Timothy Crouch, aerodinamista experimental, Universidad de Monash Este artículo ha sido republicado de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.