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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Ecotrimad 2015: Lo que pudo ser pero no fue

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Una pena pero lo que pudo ser no fue. Ese podría ser el resumen de “mi” Ecotrimad 2015, Campeonato de Madrid de Media Distancia.

Pudo ser porque yo creo que tenía el podio en las piernas y me quedé a tres minutos, un 1% menos de tiempo para lograrlo. Estuvo en los pequeños detalles: una mala salida en la natación y verme inmerso en el grupo de unos 300 nadadores, en no subir la cuesta de la transición corriendo, en la segunda vuelta de la bici donde se me fueron 2 minutos, en no ponerme el pulsómetro y forzar más, en definitiva, casi pero no.

Sin embargo vayamos por partes:

El triatlón

Ecotrimad 2012 fue mi debut en media distancia de triatlón donde tuve mi mayor desastre competitivo reventando en la carrera a pie y acabando en 5 horas y media. Sin embargo, no contento con ello repetí en el 2013 con problemas en la bici debido a un roce de la rueda con el cuadro acabé en 5 horas y 10 y hubiera repetido en el 2014 si no hubiera tenido una boda ese mismo día.

Algo tiene Ecotrimad que engancha. Tiene una de las mejores organizaciones de una competición que conozco, todo muy cuidado y cada año mejorándose. No tiene la espectacularidad del producto Ironman o Challenge pero les machaca en dedicación, esfuerzo, cariño y cuidado del verdadero actor: el triatleta.

La natación cambió de sitio respecto a los tres primeros años el año pasado nadando más “en el pueblo” junto a la muralla. Para mi gusto tener que pasar 6 boyas frente a las tres que había en el otro embalse favorece que el grupo vaya más compacto. Lo que es innegable es que para el espectador es mucho más bonito el recorrido. La “cuesta” que hay a la salida del agua es criminal, pero con paciencia se sube mientras te vas desprendiendo del neopreno y una larga transición te lleva a la bici.

El sector de la bici tiene un recorrido duro con un perfil en continuo sube y baja con rampas que llegan a alcanzar el 10% en algún punto, algo que no te permite dejar correr la bici y donde una “cabra” no tiene tanto beneficio respecto a una bici de carretera. De hecho donde puedes dejar correr la bici es siempre cuesta abajo pero en curva. Aun así fui con un desarrollo de 53/39x11-28.

Había en total 5 avituallamientos en el sector de la bici, en la salida, a mitad de la primera vuelta, el paso de vuelta, a mitad de la segunda y la llegada. Tenían agua, isotónico, geles, plátanos, etc. Yo, como siempre, sólo opté por el agua ya que como llevo mis propios geles sé que me funcionan. En la carrera a pie perdí la cuenta de los puntos que tenían agua, porque en cada cruce había un voluntario con agua, así que casi cada kilómetro podías conseguir agua. Un 10.

La carrera, ¡ay la carrera! La carrera de Ecotrimad es siempre una coleccionista de “cadáveres” ya haga frío o calor. Se arranca cuesta arriba en una rampa que no tiene ni pizca de gracia para directamente enganchar con un puente peatonal de unos 50 escalones. En el primer kilómetro ya has subido un total de 43 metros y bajado 12 y en total según las fuentes acumulas entre 230 y 300 metros de subida y bajada. Como siempre digo, las bajadas son más duras en un triatlón que en una carrera de montaña porque ya vas con los cuádriceps destrozados y además son rampas con zonas llanas no un recorrido en permanente subida o bajada.

La llegada pasando por la muralla no me termina de convencer, sé que da pie a unas fotos muy bonitas, pero subir y bajar escaleras no es propio de una carrera y luego no lo disfrutas porque vas encendido. Sin embargo los metros finales junto a ella y girar antes de la entrada al castillo es espectacular, ese ambiente recogido, casi íntimo, es mucho más bonito que cualquier llegada a un gran espacio abierto en parte frío y desangelado.

Os pongo los recorridos tanto en wikiloc como en Strava:

Bici: http://es.wikiloc.com/wikiloc/view.do?id=9973728 y https://www.strava.com/activities/324666213

Carrera:  http://es.wikiloc.com/wikiloc/view.do?id=9973696 y https://www.strava.com/activities/324666170

¿Qué hay de mí?

Como antes os adelantaba, una pobre salida de la natación estando colocado en la segunda fila hizo que enseguida estuviera inmerso en el grupo recibiendo los típicos golpes y sin encontrar el ritmo adecuado. Me olvidé de la respiración bilateral y respiraba mirando hacia la derecha, haciendo que me fuera desviando. Un error.

Una vez pasadas las 3 primeras boyas, pude soltar un poco más la brazada y nadar con más agilidad (después de haber recorrido “el palo” de la L que formaba el recorrido) recortando algunos puestos. Aun así me fui a los 32 minutos por no haber sabido apretar lo suficiente, sencillamente me limité a “ir cómodo”.  Fueron dos minutos más que el objetivo inicialmente planteado.

Al salir de la natación decidí que era mejor tomarse con calma la subida a la zona de transición en vez de correr como en todos mis anteriores triatlones, me quité con calma la parte de arriba mientras subía la cuesta. Allí oí que alguien gritaba mi nombre y desde luego fue la mayor satisfacción de la competición. Un compañero, un amigo, un lector del blog que me animaba motivándome para seguir adelante. Luego, al terminar la carrera, se me presentó y me sentí muy contento al saber que al menos una persona lee lo que escribo. Le estaré eternamente agradecido.

En cambio tuve dos ideas que me gustaron para el futuro, en el box tenía preparado el dorsal con la bomba de la bici metida en uno de los compartimentos, así no estropeaba la aerodinámica del cuadro. Además me había metido los geles en el mono antes de nadar, así que sólo me tuve que poner el casco, dorsal, calcetines y zapatos. Con los zapatos de montaña es imposible hacer el salto en la salida y menos con la cuesta que había al arrancar.

La idea en la bici era salir con la cabra en vez de con la de carretera, porque si bien no tenía tan clara la ventaja abismal de una respecto a la otra, la diferencia de peso entre mi bici de carretera (unos 11kg) frente a la de triatlón (7.5kg) hizo que no dudase. Si tuve el claro el desarrollo al apostar por la “paellera” de 53 en vez de por el compact de 50 y las ruedas de aluminio frente a las de perfil, si llovía no era plan de matarse a 80 por hora. El casco fue el Spiuk Aizea con el que he estado haciendo los tests con el visor incluido y he de decir que la comodidad fue absoluta, ningún problema de calor o de visión, aunque el día acompañaba.

En la arrancada del sector de la bici había una cuesta bastante empinada, algo así como 150m metros al 10% donde aproveché para adelantar a 3 metiendo unos 400-450W. De ahí ya me acoplé y me lancé a mi objetivo de hacer entre 2 horas y 10 y 2 horas y cuarto en la bici, así que en la primera subida seria ya estaba en 295W con picos de 330W, es decir, regulando y manteniendo el objetivo.

En un principio y dado que el circuito me lo conocía aproveché para apretar en la bici recuperando bastantes puestos y aprovechando para tomar un gel cada 20 minutos, sé que cuando menos te lo esperas te entra la pájara y más en un día tonto como este. En el primer avituallamiento que usé, ya me había bebido un bidón de agua y tiré el que llevaba justo antes, esa iba a ser mi estrategia.  

La primera vuelta acabó bastante bien y había regulado mejor de lo esperado, no me iba fijando en los tiempos pero tenía la sensación de que estaba jugando al límite con la potencia normalizada, estaba en 260W. Cuando ya había recorrido casi 40km, al subir al punto más alto del recorrido entre Buitrago y Mangirón, vi que estaba en 1 hora y 12 minutos, que haciendo las cuentas me ponían más o menos en el objetivo, más o menos 1 hora y 7 minutos en el paso intermedio.

Sin embargo, la potencia normalizada me preocupó, tenía aún vivo el recuerdo del 2012 y me mentalicé a levantar un poco el pie. Error que me costó el podio, tardé 2 minutos y 20 más que el año anterior. A toro pasado soy consciente de que podía haber hecho un pelín más de esfuerzo y haber doblado en la segunda vuelta.

La carrera a pie no iba a ser menos en Ecotrimad y en el duro arranque me encontré a un viejo compañero animándome justo antes de afrontar el puente peatonal con sus 50 escalones. Tras ese paso me empezaron a alcanzar algunos triatletas que desde luego iban más fuertes que yo, decidí guardar fuerzas en la subida y tras el primer par de kilómetros ya acelerar el ritmo. Allí, justo pasado el hito kilométrico 2 me paré a “hacer un pis”.

En ese momento tuve claro que se me iba a hacer bastante larga la carrera, de hecho fui idiota porque llevaba el pulsómetro en el bolsillo del mono y podría habérmelo puesto para obligarme a ir más rápido. Ese creo que fue el error que me condenó a echarme del podio. Creo que me podría haber defendido mejor y haber recuperado. La prueba es que en la segunda parte de la carrera a pie fui sensiblemente más rápido que en la primera. Antes de cruzar la meta, cuando el speaker gritaba mi nombre, supe que no iba a ser, tuve esa sensación de que se me había ido el podio. Una pena, porque cualquier otro año con esta marca habría estado en el podio incluso ganando.

Los tiempos fueron 32 minutos natación, 2h17 bici y 1h39’ carrera a pie. En la T1 se me fueron unos 5 minutos y en la T2 unos 2. Los tiempos provisionales están en: http://www.youevent.es/sport/multimedia/clasificaciones/ClasificacionEcotrimadFEDERADOSMediaDistancia2015CptoComunidaddeMadriddeMediaDistancia-0.pdf

Como conclusión me llevo varios puntos:

1.       Hay que seguir el plan preparado, los datos numéricos no suelen fallar cuando están bien hechos y a veces el límite está más alto o más bajo de lo que creemos.

2.       Tengo que seguir escribiendo, hay personas que te leen y si te leen es porque les puedes aportar algo, aunque sólo sea entretenimiento. Hay que saber ser agradecidos.

3.       No se pueden tener dos objetivos principales en menos de 6 semanas si el primero es tan duro. La Titan me dejó tocado y la falta de entrenamientos a pie en 6 ó 7 semanas destrozó parte de la previsión. En diciembre creo que llegué a sacar algunas semanas en 80km.

Por último tengo que agradecer las fotografías de @edutri3 y de Santa Fotografía:

http://edutri3.blogspot.com.es/2015/06/fotos-del-ecotrimad-half-2015.html?spref=fb

http://santafotografia.com/

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Racing Helmets: Spiuk road vs. aero (I)

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As you already may know I like to investigate as much as possible in everything I do, may be because I am an engineer. So this time what I am going to do is an aerodynamic test with two types of bicycle helmets which are designed to be used in cycling and triathlon.

Some months ago I went to Unibike cycling trade fair and I wrote to entries in my blog, one of them specifically devoted to two Spanish brands: Spiuk and Catlike. Now that we have sunny days and a good weather for cycling I have decided to try two Spiuk new racing helmets: the time trial Aizea and the road Dharma.

This new entry doesn’t intend to be a general view of the helmets as there are many webs and magazines that have already done that, you just have to google a bit and you will find much more information and much better quality pictures of them. The idea is to write 3 entries, one of them describing my first thoughts and how I am going to test them, the second one a velodrome test and the third one an open road test.

What results do we expect?

As this picture shows, the Aizea fits lower than the Dharma (4cm) and there is an obvious difference in the total frontal area of the cyclist: 0.3491 m² vs. 0.3580 m², that means a difference of 2.5% in the total area. As you may also see the Dharma is much more ventilated, with those two issues we expect that the Dharma is less aerodynamic than the Aizea.

There are also some details in the next picture, because the sudden change in the back of the road helmet creates a turbulence zone and a low pressure behind the head that is great for head cooling but it increases the air resistance. Even more, the windshield of the Aizea helps to avoid the transition between the forehead and the helmet reducing the drag.

Therefore we expect that the Cd (drag coefficient) and the CdA (area x drag coefficient) are greater in the road helmet than the Aizea. However, to give a general idea of the benefits of the Dharma helmet in the future I will compare the Dharma against my old road helmet, with and without the winter protection.

According to the MIT http://dspace.mit.edu/handle/1721.1/40486  and with the some further analysis by Diego Calderón y Alejandro Martínez ( https://wallace78tria.wordpress.com/ y http://www.amtriathlon.com/2006/11/cascos-aerodinmicos-john-cobb-es-uno.html ) an aero helmet with its tail perfectly attached has a drag a 25% vs a road helmet, if the tail is horizontal it is a 40-45% and completely vertical tail is more or less the same as a road helmet. This means an approximate reduction of 10-14W in the first case and a 8-12W in the horizontal case at 36 km/h.

Unboxing the Dharma:

When you open the box that contains the Dharma with a textile bag you have no doubt that its look is astonishing. It is even lighter than it claims (220 grams), with a small descending tail that helps the cooling effect.

It has 20 ventilation holes that guide the air through the helmet but not hitting the head; they are also cleverly positioned to avoid direct sunlight over the head. The rear fitting system is really small and very comfortable but a bit tricky to use, you must press the wheel against your head to adjust the length of the straps.

It also comes with the typical solar shield for MTB, extra cushioning pads, an optional bug stopper net and an aerodynamic wind shield very useful in winter. This wind shield is very clever because only covers the entrance holes but not the exit ones, therefore it can cool your head when you are going uphill but it won’t chill your head when going downhill.

This helmet is the one that I used in the Titan Desert 2015 where having a cool head it’s very important, but avoiding to sunburn my head. 

http://www.spiuk.com/cas/site/producto-ficha.asp?id=769

Unboxing the Aizea:

It is said that first impressions are the 95% of the sales and with this new aero helmet Spiuk has improved a lot from the old Kronos. Now is an in-mould helmet instead of a helmet with a soft aero shell as the old Giro or the BBB. This helmet covers your ears, has a removable windshield, two tails to choose and you can choose your inclination by adjusting the straps. The final weight with the most aerodynamic options is 470 grams, 10 grams lower than is said on the web.

Is a helmet made to be used with the windshield, the ventilation closed and the long tail option to increase the aerodynamic benefit. However as in long distance triathlon is very difficult to ride on a very extreme position some riders will prefer to choose a bit more comfortable option.

The optional short tail helps those riders who tend to look downwards while riding, for example when keeping an eye on the gps or for those who usually suffer from a sore neck after the swim. What it does is to reduce the frontal area when looking to the ground but keeping a good aerodynamic surface as it hasn’t many surface transitions or ventilation openings. Therefore it is still better than a road helmet.

The front screen attached with magnets can be easily removed if we want to use our glasses or if we want to increase the ventilation. However it doesn’t provide a great vision as having a rounded shape makes it a bit difficult to have a really true image deforming sometimes what you see. Even though I rather prefer to use it that not using it as this issue is not too problematic. May be in a very hot and hilly Ironman like Lanzarote or Enbrunman where you have many kilometers riding in a very low speed I would prefer not to use the windshield.

Like the Dharma, the possibility to change the whole helmet inclination by changing the straps fitting helps to adopt a better helmet position when you ride on the bars. However if we are riding an UCI time trial legal bike with the bars very close to the knees we can have a very bent back and we may hit our back, therefore we can readjust the straps to avoid that issue.

Another last thing that I think that must be improved is tail replacement system, I think it isn’t a good idea to be done that way. You feel as you are breaking the helmet. 

http://www.spiuk.com/cas/site/producto-ficha.asp?id=773

Test description

My intention is to try both helmets to show a time difference with the same power. I will also evaluate the temperature evolution against the outside temperature under the helmet in one of the ventilation channels.

With those data I will help you to choose the best option to race and the advantages and disadvantages of them. I will also try to test the temperature evolution and the aerodynamic drag in the Dharma wearing or not the windshield.

I will do two different tests, one in an open velodrome and other in a road to simulate race conditions. At the velodrome I won’t use a gps for tracking the speed because its precision is very low under this type of track, therefore I will use the wheel circumference and a speedometer.  However in the other test, with 8.5km in each way of the road using the wheel I will.

My tools will be my time trial bike with a powertap wheel to measure the power directly in the hub, because if I use another device I won’t be able to see the chain power losses. My computer will be a Garmin Edge 1000 and for temperature control I will use a kit made by Arduino with some temperature gauges with a precision of 0.1ºC. One of them will be placed under the horizontal tube of the bike and the other one under the helmet.

My calibration process will be:

-        -   For the Powertap I will check once the torque precision by putting a loose weight in the crank with 20 kg, I expect to have a torque of 34.3 Nm because of the length of the crank.  Then I will do a “set to zero” before data recording.

-         -  To calibrate the speed in the velodrome I will do a mark on the ground and then travel as straight as possible for 5 complete wheel turns, then I will measure the length and divide it by 5.  I will do it at least two times to check the precision.

-        

        - To calibrate the temperature I will use the Garmin Edge 1000 to check the temperature in a room and in a fridge.

Model and simplifications

The test will be valid for me in riding on my time trial bike non UCI standard (the seat tube angle is 80º and UCI allows a maximum of 72º). However this doesn’t mean that the results aren’t valid, this means that other exact values will be obtained for another rider.

As it is very difficult to measure the power at a constant speed I will try to do it in a small range of speeds, therefore I will have to discard some tests that the speed varies a lot.

Note: if you would like to see more information with the equations related to the forces and power involved in bike riding you can check: http://lustaufzukunft.de/pivit/aero/formulas.html

The equations that evaluate the power related to speed in a bike are:

Power in the hub = Prolling + Paero + Pslope + Pacceleration

Power = V x F

V = velocity = speed

F = force or drag

As I am going to test it at a mostly constant speed, the initial speed is going to be the same as the final speed and the time interval used to do the test will be big enough to reduce the total acceleration and braking I can assume that the Power lost in acceleration is 0. Even more, as the test will always be done in a circular track there won’t be any height variation, so I can assume that the power lost in changing the potential energy will be also 0. This is my new power equation:

Power in the hub = Prolling + Paero

As I am not going to have a puncture in my test, vary my weight, change my position, have significant changes in air density (constant temperature, humidity and pressure), I can assume that:

Power in the hub = A x V + B x Vwind² x V

Where A is a constant = m x crr x g = (total mass: rider + bike + equipment) x rolling coefficient x gravity acceleration

Where B is a constant = 0.5 x rho x Cd x Area ; rho is the air density, Cd is the drag resistance coefficient and Area is the frontal area opposed to the movement. Cd x A is usually known as CdA directly.

Where Vwind = wind speed perceived by the rider = Vreal + V = real wind speed in the riding axis + bike speed related to the ground.

Even more, if the wind is lower than 4 km/h at 1.5m over the ground we can assume that the wind is zero with an error lower than a 0.5% and if it is lower than 2 km/h the error is less than a 0.1%. For the velodrome test we can directly assume that the wind speed will be 0.

Therefore, for the velodrome we can have this equation:

Power in the hub = Avelodrome x V + B x V³.

Where Avelodrome is related to a rolling coefficient at the velodrome.

With all these equations we can now test the Dharma and the Aizea and obtain the differences in both of them. It is important to note that the A coefficient will be mostly constant when swapping helmets and the B coefficient is the one that is going to change. Knowing those two coefficients will allow me to know the Crr (depends also on the riding surface) and the CdA of both helmets.

Why are so important these curves?

The power to speed curve allows me to know the benefits in using one or the other helmet. Knowing these curves will help me to obtain the power that I need to ride at an exact speed.

This means that we can know how fast we can ride and therefore we can predict our finishing times on many races. Basically we can compare the time reduction thanks to using one helmet.

To help it to be a bit clearer I will calculate the predicted times for half ironman, ironman and Olympic distance triathlons.

Test method: mainlines

The idea is to do some series of turns in the velodrome, which will last at least 3 minutes per speed.  I won’t change the gear through the test or the position, I will try to maintain a constant cadence and I will start and end at the same speed.  To avoid changes in the CdA I will ride at all the speeds without stopping or drinking water, because if I stop it will be difficult to achieve the exact same riding position.

I will check with an anemometer the wind speed in three parts of the road to correct the equations. If we have a wind over 4 km/h in the center of the velodrome I will have to cancel the test because I will have many parts of the track with changing winds, resulting in a wrong testing procedure.

At least I will do the test for each helmet at 3 different speeds, 30, 35 and 38 km/h, as the power changes with the power of 3. All the tests will be run the same day to avoid changes in weather conditions.

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