Datos (independientes) de cascos aerodinámicos.

En las últimas semanas han salido un par de debates interesantes sobre aerodinámica de ruedas lenticulares y cascos en la sección de triatlón y duatlón del foromtb, en los que como suele ocurrir en estos casos la gente confunde términos como sustentación, resistencia aerodinámica, etc, basándose en lecturas de peligrosas webs de más que dudosa base académica. No voy a entrar a hablar del efecto Bernoulli, del Coanda, por qué vuelan los aviones, etc. No trabajo en aerodinámica, aprobé mecánica de fluidos hace casi 15 años y estas discusiones no son objeto de este blog. Como me gusta hacer en estos casos, vamos a los datos.

Sin embargo, cuando se recurre a datos publicados por marcas comerciales hay que hacerlo con cuidado. Voy a dedicar un poco de tiempo a poner un ejemplo bastante claro: últimamente, en los datos aerodinámicos de ruedas obtenidos en túnel de viento, pasa algo curioso que no consigo explicarme. De repente, desde hace un par de años  casi todas las ruedas de perfil tienen drag negativo!!

Creo que fue Zipp la que hace unos años  sacó la primera lenticular que supuestamente tenía drag negativo. Luego (sinceramente no recuerdo si este fue el orden exacto, pero no es relevante) fue la Stinger de HED la que “empujaba” en lugar de frenar al incidir el viento sobre ella con un determinado ángulo aparente. Ahora resulta que casi todas las marcas consiguen tener ruedas de perfil (ni siquiera hace falta que sean lenticulares) que presentan una resistencia negativa con un viento aparente aproximado de unos 15°. Sospechoso, ¿no? O han cambiado la forma de medir o algo raro pasa aquí.

 Algunos ejemplos:  Datos de Flo Cycling.

Datos de las nuevas HED Jet con aro de 25 mm. Fuente: Slowtwitch:

Es más, si comparamos los datos de la HED6FR C2 (que se pueden ver en la web de HED) respecto a los publicados hace unos años de la HED 6 C2 (prácticamente el mismo si no es exactamente el mismo perfil!!) el drag ha bajado 100 gramos.. (¡!)  (línea roja de la primera gráfica vs línea azul de la segunda gráfica)

En estos casos yo prefiero quedarme con los datos cualitativos, como por ejemplo, las mejoras aproximadas que da cada tipo de perfil de rueda con el ángulo aparente (que como se ve en todas las curvas son en todas las marcas parecidos), y sólo me fío de comparaciones entre diferentes marcas de ruedas cuando lo hace algún medio supuestamente independiente. Este tipo de datos sirve para rebatir la típica frase de que la lenticular no funciona con viento cruzado o para escoger si merece la pena o no llevar una rueda de 90 en lugar de una de 60.

Respecto a los cascos, donde cada marca dice que su casco es el mejor y ofrecen algunos datos de mejoras por llevarlos, he encontrado en la red un estudio del MIT (Massachestts Institute of Technology) de 2007: Benchmark of Aerodynamic Cycling Helmets Using a Refined Wind Tunnel Test Protocol for Helmet Drag Research. Por lo tanto, se trata de un estudio realizado por un centro serio e independiente de diferentes cascos aerodinámicos en el que en ningún momento se hace referencia a ninguna marca comercial.

En este estudio, se comparan 13 cascos aerodinámicos diferentes frente a un casco de referencia estándar. Se mide en el túnel de viento el drag (expresando la resistencia aerodinámica en N) creado por el casco :

-sobre un maniquí en posición de contrarreloj,

-viento a 48 km/h (más alto de lo que solemos movernos los mortales, por lo que la resistencia real sería algo menor)

– para diferentes ángulos aparentes (0°,5°, 10°, 15°) que son los que estadísticamente se ha comprobado que son los más habituales

-con cada casco colocado en 3 posiciones. De esta forma se pretende comprobar cuánto afecta que la punta del casco no esté apoyada en la espalda, creando distorsiones/turbulencias en el flujo de aire a su paso por esa zona y por lo tanto aumentando el drag

Posición 1: casco horizontal

Posición 2: casco ligeramente levantado

Posición 3: casco vertical.

Los resultados expresados en drag son los siguientes, siendo el casco de referencia la línea roja que se ve claramente por encima del resto.

Cosas a resaltar:

-de la posición 1 a la 2 hay diferencia, pero no demasiada.

-en la posición 3, en la mayoría de condiciones no hay apenas beneficio entre un casco aerodinámico y uno normal.

-con el aumento del ángulo aparente (mayor viento cruzado) no se produce una reducción de la resistencia aerodinámica como ocurre en el caso de las ruedas, pero tampoco una mejora.

Como el drag en unidades de fuerza (N) probablemente no nos dice demasiado, he pasado la fuerza a potencia multiplicando la fuerza de la resistencia aerodinámica por la velocidad en la que los triatletas aficionados nos podemos mover en una carrera unos 36 km/h que son (10 m/s) para redondear (aunque los datos están sacados a 48 km/h) y he dibujado el ahorro en watios por llevar un casco aerodinámico:

Resumiendo:

  • con el casco perfectamente horizontal, se ahorran entre 12 y 16 watios.
  • Si levantamos un poquito la cabeza podemos perder unos 2-3 watios.
  • Y si miramos hacia abajo, y levantamos la cola del casco, aunque seguimos estando mejor que con el casco normal en la mayoría de los casos, hemos perdido prácticamente cualquier beneficio aerodinámico.

Pasado a tiempo: un ahorro de 15 watios (la diferencia de ir a 200 w o a 215w, por ejemplo) puede ser una diferencia de 7 minutos en un Ironman.

Como suelo decir en estos casos, no hemos descubierto nada que no intuyéramos o ya hubiéramos leído por ahí, pero creo que es bueno poner números a las cosas y si es basándonos en una fuente independiente, mejor.

Otra opción, es irse con un sensor de potencia a un velódromo y medir las dos (o más opciones). En este caso, al ser la aerodinámica del casco menos dependiente de la dirección del viento, un velódromo abierto da resultados mucho más fiables que en el caso de las ruedas.

Ahora que cada uno se ponga el casco que prefiera en las carreras.

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Un comentario en “Datos (independientes) de cascos aerodinámicos.

  1. Excelente blog. La duda que tienes sobre la fiabilidad de los resultados en el drag de las ruedas se debe a que la lógica nos dice que con viento en contra o de costado no deberíamos poder ir mas rápido, sin embargo el efecto se produce por el diseño de la rueda que genera un efecto igual al de un velero navegando en contra del viento(lo exagero claro). Es decir, se podría conseguir velocidad extra con viento de costado. Probablemente nunca con viento frontal al ser la rueda… una rueda, el efecto a favor se contrarresta con el otro lado de la rueda. Pero como ejemplo, vi una vez un modelo que intentaba que los radios(con perfil) giraran para adaptarse, cuando alcazaban la posición delantera giraban a favor, y en la parte trasera del giro se colocaban para dar el minimo coeficiente de rozamiento. Funcionaba como prototipo y demostración, pero era inviable a efectos prácticos por los pesos añadidos de los mecanismos. Al final es una cuestión de angulos.
    Saludos.

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