¿Por qué ruedas más lento con frío?

Las bajas temperaturas te hacen rodar más lento, esto es un hecho. Para descubrir por qué, investigamos la ciencia detrás de las teorías.

Posiblemente has notado alguna vez que cuando la temperatura es muy baja, es probable que tu velocidad promedio también sea más baja. La pregunta es: ¿por qué?

Entre las distintas explicaciones está la densidad del aire (es más gruesa y crea más resistencia aerodinámica en temperaturas más frías), los compuestos de los neumáticos (los neumáticos pueden rodar más lentamente cuando están fríos) y el cuerpo humano (los músculos no funcionan tan bien en el frío).

Cuerpo humano

La suposición fácil es que tus músculos simplemente no funcionan tan bien cuando están fríos, como el motor de un automóvil. Sin embargo, el Dr. James Pearson, investigador de biomecánica en la Universidad Metropolitana de Cardiff, discrepa.

“A pesar de que hace frío afuera, tan pronto como comienzas a ejercitarte, cada contracción muscular que haces genera calor y es muy difícil imaginar un escenario en el que tengas una temperatura muscular fría durante el ejercicio, tendría que ser extremadamente frío”

“Sus músculos simplemente producen demasiado calor durante el ejercicio para enfriarse”

Lo que es más, dice Pearson, las bajas temperaturas realmente desempeñan un papel en la mejora del rendimiento.

“Es más fácil para tu cuerpo evitar aumentos excesivos de temperatura cuando hace frío. Los estudios recientes que analizan el enfriamiento previo, como ponerte una chaqueta de hielo o sentarte en un baño de hielo antes del ejercicio, muestran que tu tiempo de agotamiento durante un largo período de ciclismo aumenta”

Por lo tanto, enfriar los músculos podría ayudar a reducir el sobrecalentamiento y la tensión durante un largo período de tiempo.

Pero el aire frío puede ser más difícil para el cuerpo que el aire caliente, como puede atestiguar cualquier persona que haya tenido un ataque de tos en un día helado.

“El aire frío es difícil de procesar al principio, y los asmáticos sufren bastante”, agrega. “Si pasamos de una habitación caliente a una habitación fría, podemos tener un problema respiratorio en el que a nuestras vías aéreas no les gusta el cambio de temperatura”.

Pero cuando nuestras vías aéreas están acostumbradas al aire más frío, nuestros pulmones deberían estar trabajando con toda su eficiencia normal.”

“En general, un calentamiento previo al rodaje ayudará a tus pulmones a tolerar un aire ligeramente más fresco”, dice Pearson.

“Pero una vez que se haya realizado ese ajuste inicial, no debería haber tanta diferencia en el rendimiento general”.

Así que fisiológicamente, parece que el frío no es un obstáculo para tu rendimiento de resistencia. Pero cuando llega el clima de invierno, interviene un poco en los elementos de tu conjunto.

Neumáticos

Cuando se trata de neumáticos, generalmente se considera que el calor es mejor, de ahí que los equipos de F1 calienten los neumáticos en sus coches antes de una carrera para lograr el máximo agarre. Pero para el ciclismo no es tan simple como eso.

Wolf VormWalde, gerente de productos de neumáticos de Specialized, dice: “En principio, cuando el caucho se calienta, se vuelve más flexible y más elástico”.

“Si un neumático tiene menos flexibilidad, tiene una mayor resistencia a la rodadura, porque tiene que rodar sobre la carretera, la que nunca es perfectamente lisa, por lo que la zona de contacto del neumático debe deformarse para compensar las imperfecciones. Un caucho más frío y rígido requiere más energía para deformarse y, por lo tanto, aumenta la resistencia a la rodadura”

Pero los cambios en la tecnología de los neumáticos pueden estar reduciendo las pérdidas potenciales.

“Algunas marcas no solo utilizan compuestos de caucho natural y carbón, sino también compuestos de caucho sintético y sílice. Los compuestos naturales se vuelven más duros y rígidos a medida que se enfrían, mientras que los compuestos de sílice mantienen su flexibilidad”

Así que un cambio a un neumático más sintético puede suavizar los efectos del invierno.

Sin embargo, ¿cuánta penalidad en la resistencia a la rodadura podemos esperar en el frío?

“Hemos realizado pruebas en un día de verano donde hemos visto un cambio de temperatura [hacia arriba] de 8° C durante la mañana, y eso ha resultado en un cambio en la resistencia a la rodadura de aproximadamente el 5%”, dice VormWalde.

Suponiendo que la resistencia a la rodadura representa solo el 10-20% de la resistencia total, un cambio de 8° C haría una diferencia de menos del 1% en la resistencia general. Significativo en una contrarreloj de 70 km, quizás, pero marginal en un rodaje dominical.

Si el deterioro fisiológico y la adhesión de los neumáticos hacen poca diferencia, ¿por qué parece que rodamos más despacio en el invierno?

La respuesta posiblemente está en el aire mismo. Un principio básico del gas es que a medida que se enfría se vuelve más denso. Eso afecta a la aerodinámica: si hay más aire para empujar fuera del camino, hay más resistencia. Pero, ¿qué papel juega realmente?

Aire

Martin Bridgwood, gerente de ciclismo de pista para el velódromo en los Juegos Olímpicos de Londres 2012, explica que la temperatura dentro de la arena fue una consideración clave, con 29° C en la pista elegida como óptima para la velocidad.

“Elegimos 29° C porque los ciclistas dicen que cuanto más calientes están, más relajan sus músculos”, dice Bridgwood. “Pero los científicos explicaron que también ayudó con la aerodinámica y, por lo tanto, con tiempos récord en las pruebas”

El mantenimiento de una alta temperatura era claramente una alta prioridad y no era una tarea fácil. “El problema fue para los espectadores en los asientos más altos durante la competición. La temperatura real en la parte superior de las gradas estaba cerca de los 35° C, y nuestra gente de salud y seguridad en LOCOG estaba bastante preocupada por eso”, recuerda Bridgwood.

Pero, ¿cuánta diferencia realmente hará un cambio en la temperatura?

Bueno, para eso tenemos que recurrir a algunos de nuestros propios cálculos. La fórmula para la fuerza de arrastre es la siguiente: FA = ½d x CA x A x VA2 (½ densidad de aire x coeficiente de arrastre x área frontal x velocidad del aire al cuadrado).

A continuación, necesitamos saber cuánto cambia la densidad del aire a través de las estaciones.

Supongamos una temperatura promedio que varía de alrededor de 6.9° C en invierno a 20.9° C en verano. A grandes rasgos, esto da como resultado una densidad de aire de alrededor de 1,27 kg por metro cúbico en invierno y 1,20 kg por metro cúbico en verano, lo que representa una diferencia de alrededor del 5%. Como la densidad del aire es un multiplicador en la ecuación de la fuerza de arrastre, un aumento del 5% en la densidad del aire produce un aumento del 5% en la resistencia del aire.

A velocidades de rodaje razonables, la resistencia aerodinámica representa alrededor del 70%-90% de la resistencia total que un ciclista tiene que superar, por lo que una diferencia del 5% en la densidad del aire implica aproximadamente una diferencia del 3% en la fuerza resistiva.

En general, eso se traduce en una notable diferencia de velocidad de 1 km/h o 2km/h, que es lo suficientemente importante como para afectar los tiempos de rodaje.

Los rodajes invernales son más lentos, entonces, y si debemos identificar a un culpable, la densidad del aire es el principal agresor, y la resistencia a la rodadura se le da una precaución para ayudar e instigar. Pero podría haber otro factor que no hayamos abordado: a nadie le gusta rodar con en frío 😉

(fuente: Peter Stuart)