Una de Cascos (III): Temperatura y prueba de campo

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La idea de esta última prueba es hacer una prueba de campo un poco más real que la de dar vueltas en un velódromo, como os comenté en la primera entrada de los cascos.

Con estas condiciones los verdaderos resultados comparativos entre ambos cascos hay que verlos en la segunda entrada y no en esta. Esto se debe a que las variaciones en las condiciones de tráfico que pueden provocar frenazos (como así ocurrió) pueden alterar bastante los resultados y si no se analizan con cuidado se pueden sacar conclusiones erróneas.

Quiero aclarar que mi método de medición de la temperatura bajo el casco no es el único método posible para reflejar la calidad de ventilación. Sin embargo, no hay ningún método “oficial” o estandarizado como ocurría con la potencia; es más, sólo he sido capaz de encontrar un método que estudia la ventilación en túnel de viento introduciendo una esfera en el casco a 60ºC y viendo cuánto tarda en enfriarse hasta una temperatura. No es fiable porque no tiene en cuenta que hay un ciclista sobre la bici en vez de una pequeña esfera y esto altera la circulación del aire.

En este caso la idea es establecer un resultado cualitativo y no cuantitativo. Es decir, ¿qué es mejor, ir con un casco de carretera con la carcasa de invierno o con un casco de contrarreloj? Para eso lo que he hecho ha sido medir la temperatura exterior y la interior bajo el casco durante la prueba y el máximo de la misma. A mayor temperatura interior menos ventilación.

Hay que tener en cuenta que la temperatura interior nunca va a sobrepasar la temperatura exterior o la corporal (la que sea más alta de las dos) ya que nuestro cuerpo no va a estar más caliente de 37-38ºC. Como rara vez vamos a estar a más de 38ºC, lo importante es la diferencia entre la exterior y la interior, cuanto más se parezca la interior a la exterior más ventilado estará el casco y por lo tanto más refrigerado.

Aquí vemos las imágenes del montaje para medir las temperaturas:

La sonda

La centralita Arduino sin conectar la sonda (si queréis el programa pedídmelo y os lo envío por email).

Anemómetro, termómetro e higrómetro Kestrel 3000.

Montaje en los cascos

Prueba del Dharma sin carcasa con el cableado bajo el maillot.

Los resultados

Vaya por delante que antes de comenzar esta prueba no las tenía todas conmigo, el termómetro con memoria que suelo utilizar para otro tipo de experimentos había muerto. Así que tuve que crear un dispositivo electrónico con memoria bastante aparatoso pero con gran precisión que iba a alojar bajo mi maillot en una bolsa hermética. La sonda de temperatura iría cableada hasta situarse bajo el casco en el canal principal de ventilación en una bolsa hermética para evitar que la humedad falseara las mediciones.

En cuanto a las temperaturas medidas fueron:

Modelo de casco	Exterior	Media casco	Máxima casco
Aizea (aero)	25.5	30.0	31.0
Dharma con carcasa (ruta)	26.5	32.0	34.0
Dharma ventilado (ruta)	27.0	28.5	29.0

Como era previsible el casco de ruta sin carcasa era el mejor ventilado, de hecho ya lo había comprobado en el desierto de Marruecos con temperaturas por encima de 40ºC. Sin embargo la duda estaba entre el casco de ruta con carcasa y el casco aero.

La elección es bien clara: casco aero ventilado es mejor que casco de ruta con carcasa. Es más, algo impresionante fue quitarme el casco de ruta y literalmente chorreaba sudor, en cambio con el Aizea no hay apenas sudor.

¿Y el beneficio aerodinámico?

Como ya he comentado antes esta parte de la prueba era más complicada por ser un circuito abierto al tráfico. Para ello haría dos salidas con cada casco tratando de mantener la potencia estable, una de ellas se haría a baja velocidad y otra a alta.

El problema estaba en el mismo tráfico y no en el viento, dado que éste no pasaba de 2 km/h prácticamente en perpendicular al recorrido. De hecho en la primera salida con el Aizea tuve que detener por completo la bicicleta y en la segunda prácticamente también al llegar a una rotonda. Además en ambos casos tuve que dejar de pedalear al entrar en la primera de las rotondas al haber coches dentro de la misma.

Esos frenazos llevan consigo un coste al tener que recuperar la velocidad anterior; por ejemplo, si vas a 36 km/h, tienes que frenar hasta estar parado y luego volver a 36 km/h suponen 2.5W más en una prueba de media hora y el equivalente a 5 W en una de un cuarto de hora.

Además no sólo está en la potencia perdida al tener que recuperarnos de un frenazo sino que también perdemos tiempo y por lo tanto afecta a la velocidad media como explico en el Anexo.

Por último, debido a la variación de temperaturas varía la densidad del aire, cuanto más baja es la temperatura más denso es el aire. Estos son los resultados en velocidad y potencia:

modelo	Temperatura	Densidad aire	Velocidad media	Potencia media
Aizea	25.5	1.183	40.42	259
			32.95	154.5
Dharma con carcasa	26.5	1.179	37.6	221
			32.2	150
Dharma sin carcasa	27.0	1.177	37.5	222
			32.7	158

Con estos resultados podemos calcular el CdA y Crr, que son bastante similares a los obtenidos en el velódromo. Sin embargo, debido a la posible influencia del paso de algún coche, la ausencia de giros y una mejor postura son algo mejores.

Modelo de casco	CdA (m2)	Crr	Diferencia con Aizea
Aizea	0,2439	0,00544
Dharma con carcasa	0,2579	0,00544	3.6%
Dharma sin carcasa	0,2530	0,00544	5.4%

La gráfica es bastante similar a la obtenida en la entrada anterior sobre cascos (ver aquí) y no me voy a extender sobre ella. En el caso del casco Aizea cometí el error de no hacerlo a la misma potencia que en los dos anteriores, pero al hacerlo por sensaciones fue difícil resolver el “efecto placebo”.

Conclusión

Si hablamos de una carrera contra el crono y salvo temperaturas anormalmente altas (por encima de 35ºC) yo recomiendo usar el casco Aizea. De hecho en el Campeonato de España contrarreloj no se vieron cascos de ruta aunque en Cáceres estuvieron a unos 40ºC. El beneficio en tiempo es tan grande que merece la pena.

En un día de calor muy elevado en una prueba de larga distancia como Lanzarote o Hawaii, depende un poco de las sensaciones que cada uno tenga y de la capacidad de adaptarse al calor. En mi caso probablemente recurriría al Aizea.

En ruta o en un triatlón con drafting si las condiciones lo permiten usaría el de ruta con carcasa que me protege del frío y como se ha visto bloquea muy bien el efecto del viento. Es más, en invierno lo encuentro indispensable en rutas por montaña para evitar que nos congelemos al bajar.

  

 Anexo: método de cálculo de las correcciones

Os expongo los números:

Potencia media = Trabajo total / tiempo total

Trabajo de aceleración = Fuerza x espacio

Trabajo de aceleración = masa total x aceleración x espacio

Usando las ecuaciones de la aceleración nos queda que el trabajo debido a las aceleraciones en un recorrido es:

Trabajo = masa total x (velocidad final al cuadrado – velocidad inicial al cuadrado)

W = m x (Vf²– V0²)/2

Si queremos saber cómo afecta esa aceleración en la potencia media de un intervalo determinado de tiempo:

Potencia media de aceleración = trabajo de aceleración / tiempo del intervalo

P = W/t

Ojo, hay que poner todas las unidades en el sistema internacional para no liaros. La velocidad se mide en m/s (se divide entre 3.6 la velocidad en km/h), la distancia en metros y el tiempo en segundos.

Por lo tanto para un peso total de 90 kg (incluyendo bici) el trabajo de acelerar desde 0 km/h a 36 km/h es de:

W = 90 x (10² – 0²) / 2 =  4500 Julios

Si hablamos de un intervalo de 30 minutos:

P = 4500 / 1800 = 2.5W

Como vemos es independiente del tiempo que se esté acelerando, podemos tardar todo el intervalo o sólo una pequeña parte de él.

Sin embargo no sólo afecta a la Potencia esta frenada sino que también lo hace a la velocidad media.

Si nosotros necesitamos recorrer 1 km hasta alcanzar la velocidad deseada no será lo mismo que si necesitamos 5 km.

Supongamos que vamos a 36 km/h, frenamos hasta cero y tardamos 1 km en volver a la velocidad objetivo tardaremos el siguiente tiempo:

Tiempo en recorrer 1 km acelerando = 2 x espacio / (velocidad final – inicial) = 2 x 1000 /10 =200 segundos

Tiempo en recorrer 1 km a velocidad normal = espacio / velocidad = 1000 / 10 = 100 segundos

Por lo tanto en una prueba de 30 minutos de duración aproximada (18 km a 36km/h) aumentaríamos el tiempo en 200 – 100 segundos = 100 segundos y además consumiríamos más energía y por lo tanto más potencia media, con lo cual quedaría así:

Tiempo necesario 1900 segundos = 31’40”

Incremento de potencia 4500 / 1900 = 2.37W

Si esa aceleración se produjese en 2 km entonces:

Tiempo en recorrer 2 km acelerando = 2 x espacio / (velocidad final – inicial) = 2 x 2000 /10 =400 segundos

Tiempo en recorrer 2 km a velocidad normal = espacio / velocidad = 2000 / 10 = 200 segundos

Con lo cual quedaría de la siguiente forma:

Tiempo necesario de la misma prueba = 2000 segundos = 33’20”

Incremento de potencia 4500 / 2000 = 2.25W

Si esa aceleración se produjese en 100 m entonces:

Tiempo en recorrer 100 m acelerando = 2 x espacio / (velocidad final – inicial) = 2 x 100 /10 =20 segundos

Tiempo en recorrer 100 m a velocidad normal = espacio / velocidad = 100 / 10 = 10 segundos

Con lo cual quedaría de la siguiente forma:

Tiempo necesario de la misma prueba = 1810 segundos = 30’10”

Incremento de potencia 4500 / 1810 = 2.48W

Con lo cual parece interesante recuperar cuanto antes la velocidad sin entrar en un esfuerzo anaeróbico. Sin embargo aquí no tenemos en cuenta el tiempo que estamos circulando con más resistencia de rodadura y aerodinámica.

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