El viento aparente en el ciclo rotor eólico

El viento aparente en el ciclismo

Es viento aparente es el resultado vectorial (cuantía y dirección), resultante de sumar o restar a nuestra propia velocidad la velocidad del viento que recibimos.

“A la resistencia que produce el aire se la conoce como rozamiento aerodinámico y se caracteriza porque aumenta con el cuadrado de la velocidad.

El rozamiento aerodinámico tiene lugar por el impacto que recibe el ciclista y su bicicleta al desplazarse en contra las moléculas de aire, que cambian su movimiento y también su dirección, a medida que aumentamos nuestra velocidad; entre los 20 a 25Km/h., velocidades muy habituales en la práctica del ciclismo, el aire que nos alcanza en  flujo laminar o lineal e inicia el cambio hacia a un flujo irregular o turbulento, en éste momento la resistencia que se eleva con el cuadrado de la velocidad, adquiriendo una importancia esencial.

Curiosamente, la mayor fuerza de rozamiento la encontramos en la fase transición; se trata de la capa límite entre el flujo laminar y el turbulento; en ésta capa limítrofe es donde la resistencia puede llegar a ser incluso cinco veces superior a la existente en la propia zona de flujo turbulento (1). http://www.ciclismoafondo.es/mecanica/Informes/articulo/informe-la-eficiencia-aerodinamica

El valor de la resistencia contra el viento se conoce como fuerza de arrastre aerodinámico (FA) (Drag en inglés), se calcula mediante la siguiente fórmula: FA = 0,5 x P x S x Cx x V2, donde “P” es la densidad del aire; “S” el área frontal del conjunto ciclista y bicicleta; “Cx” el coeficiente de arrastre aerodinámico, relacionado con las forma que adopta tanto el ciclista contra el viento y “V2” la velocidad relativa al cuadrado, único factor exponencial y principal responsable de la resistencia aerodinámica (2). http://todobici.com.es/la-importancia-de-la-aerodinamica-en-el-ciclismo/

• Velocidad (Km/h.)                               20          30        40      50
• Resistencia aerodinámica (Kg.)        0´8        1´8       3´2     5

Circulando a una velocidad de 15Km/h., la fuerza o torque de pedaleo se aplica esencialmente para generar el rodamiento y el desplazamiento en bicicleta; sin embargo a medida que aumentamos la velocidad las cosas cambian; así a 30Km/h. el 76%  de nuestra energía la destinamos a superar la resistencia aerodinámica y a 40Km/h. hasta el 90% de nuestro esfuerzo físico lo utilizamos en superar ésta resistencia.

¿Cómo conocer datos sobre el viento en cada momento?

Lo que nos interesa realmente es conocer la velocidad aparente, que es la percibida por el ciclista; su resultado es la suma de la velocidad de desplazamiento (+/-) la velocidad del viento; su medición se realiza mediante anemómetros.

Para su uso en bicicleta podemos usar un mini anemómetro digital, como el Colemeter mediante el cual podremos conocer la velocidad instantánea, media y máxima del flujo aéreo y la temperatura ambiental.

Como aproximación útil podemos utilizar la aplicación microfónica para Smartphone ZephyrFree, APP gratuita con buenos resultados.

Panel de ZephyrFree Wind Meter. Registros de 2´5 y 7m/sg.: máximo de 25´2Km/h.

Si utilizamos la escala de velocidad en metros por segundo, debemos conocer que su equivalencia con Km/h. es: 1m/sg: 3´6Km/h.

• 5m/sg: 18Km/h.
• 7m/sg: 25´2Km/h.
• 10m/sg: 36Km/h.

La experiencia de hoy

En el entrenamiento de hoy el viento era de intensidad suave a moderado. Para conocer y visualizar su velocidad instantánea y  variabilidad en la pantalla del smartphone hemos usado la aplicación microfónica APP ZephyrFree; para conocer de forma complementaria, la trayectoria del viento y su permanencia usamos dos cintas verticales libres al viento y situadas en la parte anterior de la bicicleta.

Información eólica de utilidad para el ciclo rotor

Cintas direccionales de viento y Smartphone APP ZephyrFree

Hoy, un día de invierno, con una temperatura de 10ºC., el viento aparente en bicicleta era variable, oscilando entre 7 y 10m/sg, (25´2 a 36Km/h.) con grandes picos de variabilidad ocasional >10m/sg., generados por los cambios en la propia dirección del viento, la trayectoria del recorrido y nuestra velocidad. Finalmente la velocidad media del recorrido ha sido de 26´5Km/h.; durante el entrenamiento hemos trabajado esencialmente en rangos de resistencia aerodinámica, ZephyrFree entre 5/10msg. (25´2-36Km/h.), correspondiente a una  fuerza de arrastre aerodinámico (FA) (Drag)  de 1 a 3kg.

En condiciones de viento suave a moderado, con dirección sostenida y trabajando en velocidades aparentes superiores a 25km/h., el ciclo rotor eólico es capaz de optimizar nuestro resultado global.

Hemos comprobado que el juego con el viento en bicicleta resulta divertido y muy útil cuando combinamos tres recursos básicos:

1.- Un anemómetro en la bicicleta para “conocer la intensidad instantánea del viento aparente”.

2.- “Un elemento a modo de veleta para conocer la dirección y persistencia del viento aparente”, para los cual se pueden usar dos cintas verticales situadas en un vástago fijo sobre el manillar.

3.- “Utilizar el ciclo rotor eólico aumentando la frecuencia de pedaleo pulsátil con una cadencia de 80 pedaladas/minuto cuando el viento aparente sea igual o superior a 25km/h. y la incidencia del viento sea persistente en dirección antero lateral <25º”.

Un placer poder jugar y avanzar "con el viento"

Toca un descanso…

Gabriel Saitua, Getxo 2019