La ciencia de los adoquines

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Video: Adoquines antiguos frente a modernos 2024, Mayo
Anonim

Mientras los profesionales se preparan para la París-Roubaix, observamos cómo trabajan los científicos para hacer que andar por los adoquines sea más fácil

La Paris-Roubaix de este año cuenta con más de 50 km de adoquines, razón por la cual esta clásica carrera en el norte de Francia se describe como "El infierno del norte". Para los fabricantes y los equipos es uno de los puntos destacados del calendario.

También es una plataforma para exhibir nuevas tecnologías diseñadas para ayudar a las bicicletas a rodar suavemente sobre el pavé.

Es por eso que Pinarello creó un sistema de suspensión en la parte superior de los tirantes de su K8-S y por qué Specialized introdujo su suspensión "FutureShock" entre el tubo de dirección y la potencia en su última Roubaix.

Pero, ¿existe alguna evidencia científica que sugiera si estas y otras innovaciones similares tienen un mérito real y, de ser así, qué es más importante: la amortiguación en la parte delantera o trasera de la bicicleta?

Supervisión de vibraciones

'Hemos cargado nuestras bicicletas con sensores al reconocer una carrera como Roubaix para agregar datos empíricos a los comentarios que recibimos de los ciclistas', dice Carsten Jeppesen, jefe de operaciones técnicas en Team Sky.

‘Es por eso que muchos ciclistas eligen la suspensión trasera y también por qué, por ejemplo, no optan por la suspensión delantera, que algunos han probado pero les parece demasiado extraña.’

Jeppesen también señala que los ciclistas eligen una distancia entre ejes más larga, lo que explica el pensamiento detrás del Pinarello K8-S, con su parte trasera elástica y una distancia entre ejes más larga que la F10.

Pero no es muy científico. Buscamos evidencia independiente y verificable, y sorprendentemente para un deporte donde los datos son el rey, solo existe un estudio independiente que examina las vibraciones que emanan de los adoquines de Roubaix.

El científico y ciclista Sebastien Duc participó en el Paris-Roubaix Challenge 2015, un evento amateur que tiene lugar el día antes de la carrera profesional. El Duc de 1,80 m y 68 kg pretendía medir no solo la escala de vibraciones creadas por los adoquines, sino también en qué parte de la moto y la carrocería se encuentran en su punto máximo.

'Cargué mi Specialized Roubaix Expert con dos acelerómetros triaxiales, en la potencia y la tija del sillín, y puse la presión de los neumáticos en 5 bar [alrededor de 73 psi], dice Duc. ‘Luego medí el RMS, VDV y el nivel de vibración…’

OK, deténgase allí mismo; se requiere una explicación. En este mundo oscilante, RMS (Root Mean Square, medido en m/s2) es esencialmente el valor vibratorio promedio, en este caso de un paseo sobre adoquines, mientras que VDV (Dosis de vibración Valor, m/s1.75) representa el valor acumulativo. El nivel de vibración es oscilaciones por segundo, o hercios (Hz).

Al recopilar todos los datos después del evento, Duc descubrió que durante su carrera de 139 km de largo y 15 sectores adoquinados, su velocidad varió de 19,1 a 27,8 kmh; su frecuencia cardíaca fluctuó entre 122 y 155 lpm; su cadencia estaba entre 79-87rpm; y la potencia de salida varió de 167 a 235 W.

‘Según los valores RMS y VDV, la exposición a las vibraciones es más intensa en las manos que en el asiento del ciclista, independientemente de la velocidad o la dificultad de los adoquines’, revela Duc.

A modo de referencia, ASO clasifica los adoquines por dificultad, desde dos estrellas (relativamente fácil) hasta cinco estrellas (demoledor), y este año ha introducido un código de colores para que sea más fácil para los televidentes identificarlos.

'Sobre las secciones de cuatro estrellas, el RMS equivale a 35 m/s2 en el eje en comparación con 28 m/s2 en la tija del sillín . En el lugar de trabajo, por ejemplo, arar un campo en un tractor, cualquier cosa que supere los 10 m/s2 se considera peligrosa.

Así que eso es todo. Jeppesen de Sky está equivocado y los fabricantes deberían centrar sus esfuerzos en la parte delantera de la bicicleta en lugar de en la parte trasera. Por supuesto, no es tan simple.

'La frecuencia de los niveles de vibración era en realidad más alta en la tija del sillín,' dice Duc. "Sobre los tramos de adoquines de tres estrellas, 30 Hz en la tija del sillín en comparación con alrededor de 20 Hz en la potencia".

En resumen, las vibraciones en la parte trasera eran menos intensas pero más frecuentes.

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Escasez de estudios

Hasta ahora, nada concluyente. Necesitábamos más datos, pero Cyclist tenía que ser creativo. Cue investigación realizada por Paul MacDermid de la Universidad de Massey, Nueva Zelanda, quien comparó el impacto de la vibración del ciclismo de carretera con el del ciclismo todoterreno.

Su investigación no fue sobre adoquines, pero MacDermid dice que puede hacer una buena estimación de los resultados basándose en sus propios datos.

Toma el valor RMS. En las pruebas de MacDermid, los acelerómetros del brazo izquierdo midieron 18 m/s2 y 27 m/s2 para carretera y todoterreno; en la tija del sillín eran 12m/s2 y 18m/s2.

MacDermid dice que los adoquines generarían proporciones de vibración similares y que los sujetos tendrían que generar alrededor de un 30 % más de potencia para mantener la misma velocidad, lo cual es importante ya que la potencia está relacionada con la vibración.

'Esto se basa en los datos de Training Peaks de la victoria de Mat Hayman en 2016, cuando en el Arenberg Forest su potencia promedio aumentó en un 44 % y su frecuencia cardíaca en un 20 % [en comparación con la carrera anterior]', dice MacDermid.

Por supuesto, el aumento en el esfuerzo de Hayman no se puede atribuir por completo a las vibraciones adicionales estimuladas por esos adoquines; es seguro asumir que Hayman también puso el martillo en una sección notoria por hacer o deshacer la carrera.

Pero si aplicamos ampliamente ese aumento del 30 % a los adoquines y al aumento de las vibraciones, estamos observando valores RMS de más de 30 m/s2 a través del manillar y más de 20 m /s2 a través del sillín.

Así que, de nuevo, al frente está el área que requiere un mayor enfoque de amortiguación. "Ciertamente podría argumentar eso, porque impulsar la bicicleta sobre los baches provocará más movimiento en la parte superior del cuerpo", dice MacDermid.

'Eso está respaldado por más datos que tenemos que muestran que en las secciones cuesta arriba a velocidades de alrededor de 16,5 kmh, las vibraciones eran generalmente mayores a través de las barras y los brazos que a través de la tija del sillín.'

Sin embargo, sus cifras se modifican cuando la carretera se inclina cuesta abajo: Realizamos otro estudio para observar los efectos en la bicicleta cuando se bajan escalones de más de 13 cm.

'Los resultados mostraron que la tija del sillín y el tobillo sufrieron los mayores golpes con el manubrio en un cercano tercer lugar.'

Construido para los adoquines

No es concluyente si la suspensión se emplearía mejor en la parte delantera o trasera de la moto, pero podría darse el caso de que ninguna tenga tanta influencia como los propios ciclistas.

‘Un estudio en Francia demostró que cuanto más pesado es el ciclista, menor es el valor de la dosis de vibración’, dice MacDermid.

Esencialmente, los tipos de más de 80 kg amortiguan naturalmente las vibraciones más que los tipos de 60 kg.

Y otro estudio francés mostró que la postura del ciclista también tiene una influencia significativa en el VDV, en particular la posición de los antebrazos y los ángulos de las muñecas, y que la geometría optimizada de la bicicleta puede reducir esta cifra hasta en un 50%.

También está el tema del estilo de conducción, dice Jeppesen: Como ejemplo, si miras a Fabian Cancellara, que es suave en su bicicleta, probablemente experimentará menos vibraciones que alguien como Ian Stannard, que es más fuerza bruta y pisa fuerte los pedales.'

Ahí lo tienes. Cuando los ciclistas profesionales lleguen al Arenberg en la Paris-Roubaix de este año, algunos apreciarán la amortiguación adicional en el manillar, mientras que otros estarán contentos con la suspensión en la parte trasera (y todos optarán por neumáticos más anchos y blandos de lo habitual).

Pero lo más probable es que el ganador sea el que sepa montar mejor sobre los adoquines. Después de todo, el ganador del año pasado, Mat Hayman, estaba en una Scott Foil, una bicicleta aerodinámica que hace pocas concesiones a la comodidad.

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