Ciclismo a 54 km/h sin pedalear: la ciencia que explica las propiedades aerodinámicas del pelotón

La estampa es de lo más veraniega: un cúmulo de pobres desgraciados, a menudo tres o cuatro, cabalgan contra viento y marea en busca de una exigua victoria de etapa que adorne su discreto palmarés. Por detrás, una bestia serpenteante y colorida de más de cien ciclistas consume los minutos y los kilómetros entre bostezos y una aparente e inexplicable relajación. El reloj corre, y también el cuentakilómetros: unos los zampan a 40 kilómetros por hora. Otros, a 50.

¿Por qué? El hecho en sí no es misterioso: todos los aficionados ciclistas y todos los ciclistas profesionales son plenamente conscientes de las ventajas de circular dentro del pelotón. La resolución del escenario previo es casi siempre invariable, especialmente en la primera semana: conforme la llegada se acerca, el pelotón acelera el ritmo, se enfila y devora la antaño gigantesca ventaja de los escapados. Es la primera semana del Tour y el espectador novicio, probablemente aturdido por la siesta, se dispone a contemplar un sprint.

En Xataka

Qué bicicleta eléctrica comprar (2021): recomendaciones y 16 modelos desde 500 a 3.000 euros

En el proceso, resuelto mediante una pelea a cara de perro entre un puñado de hercúleos llegadores, se juntan diversos factores. Pero uno de ellos sobresale con nitidez: el aire.

Esa es, al menos, la obsesión de Bert Blocken, profesor de la Universidad Técnica de Eindhoven y de la Universidad Católica de Leuven. Blocken saltó a la fama hace algunos años cuando analizó la sorprendente postura adoptada por Chris Froome en un descenso (clave) del Tour de Francia. El británico se agazapó sobre el manillar, volcado encima de la barra, para ganar algunos segundos de ventaja sobre Nairo Quintana y los demás perseguidores. Aquella tarde no sólo obtendría la etapa (de forma estelar y en un descenso, algo inédito), sino también el maillot amarillo.

El Sky, equipo del tetracampeón, corrió raudo a ofrecer una explicación técnica del fenómeno. Desde sus inicios, la escuadra de Dave Brailsford había presumido de una vis cientifista, supuestamente revolucionaria, muy celebrada entre la opinión pública. Pequeños detalles y aspectos a priori marginados por otros equipos (y por la sapiencia ciclista tradicional) que permitirían a los ciclista de Sky mejorar aspectos marginales ("marginal gains") para imponerse a sus rivales. El descenso de Froome pasaba así de fea excentricidad a virguería científica.

Blocken, reputado especialista en las interacciones entre la resistencia del aire y el movimiento de los ciclistas, arqueó una ceja desde su despacho. Analizó los vídeos de Froome y escribió un artículo, a la postre viral, descifrando el misterio. Para ello se valió de complejos modelos algorítmicos y de diversas simulaciones que explicaban con todo lujo de detalles el rango de posturas idóneas para ganar tiempo durante un descenso. La de Froome, según Blocken, era bastante mediocre.

En Xataka

Patinete eléctrico vs. bicicleta eléctrica: ventajas e inconvenientes y cuál es la mejor recomendación en función del uso

El aire y los ciclistas: cuestión crucial

Las imágenes compuestas por Blocken, amparadas en las posturas desplegadas por toda una variedad de ciclistas durante las competiciones oficiales, recorrieron los foros ciclistas de la red como la pólvora. Su clasificación tuvo éxito, y al cabo de los años Froome corregiría su postura en los descensos (como se aprecia en su totémica etapa del pasado Giro de Italia) para aproximarla a la de Peter Sagan y otros ciclistas, señalada por Blocken como la más aerodinámica.

Para entonces Blocken ya tenía cierta reputación dentro de los círculos deportivos por sus interesantes experimentos y hallazgos. Originalmente, los trabajos del investigador belga se centraron en la relación aerodinámica entre dos ciclistas cualquiera. Se sabe desde tiempos inmemoriales que el corredor que pedalea frente al otro asume la mayor parte de la carga aerodinámica, invirtiendo más esfuerzo (potencia) para alcanzar la misma velocidad. Aquel que le sigue se aprovecha de su estela, quedando protegido del choque con el viento.

En Xataka

Cuando las ciudades y edificios se adaptan a las bicicletas y no al revés: 10 creativos ejemplos

Blocken no sólo puso ciencia allí donde antes sólo había tradición oral, sino que también descubrió algo interesante: el ciclista que circulaba detrás también contribuía a aligerar la carga de esfuerzo de su abnegado compañero. Al chocar frontalmente contra el viento, la masa corpórea del primer ciclista generaba bolsas de altísima presión por delante y de bajísima presión por detrás. Si el ciclista que se colocaba a su rueda cerraba la distancia al máximo, empujaba la bolsa de baja presión, contribuyendo a reducir la carga aerodinámica.

Dicho de otro modo, si Alejandro Valverde tira de Nairo Quintana para atrapar a Chris Froome, la presencia de Quintana, por más que sea puramente de acompañamiento, dota de cierta ventaja al dúo del Movistar.

La maqueta empleada por el equipo de Blocken para su estudio.

La materia le resultó de tanto interés que Blocken continuó indagando. Su siguiente trabajo exploró las relaciones aerodinámicas entre los ciclistas y los coches. Por descontado, tener una moto por delante (no digamos ya un coche) es una ayuda descomunal para cualquier ciclista (motivo por lo que está prohibido). Pero resulta que, siguiendo la misma lógica expuesta antes, tenerlo detrás también ayuda. Un coche demasiado cercano cierra las bolsas de alta presión, empujando virtualmente al corredor. La UCI, en consecuencia, alejó la distancia entre ambos en las CRI.

Los trabajos del investigador belga contaron con cierto recorrido dentro del pelotón profesional, y contribuyeron a despertar el interés de diversos equipos en sus modelos para descifrar qué posturas o qué formaciones en carrera contribuían a reducir el choque aerodinámico. De modo que su siguiente paso era relativamente previsible: estudiar, en agregado, qué pasa cuando un pelotón rueda a bloque. Qué ciclistas soportan la mayor parte del esfuerzo y cuáles se benefician de ellos.

Es aquí donde entraron en juego otros socios tradicionales de Blocken, Ansys y Cray. Dada la escala y la capacidad técnica de sus investigaciones, Blocken requería de profundos y revirados modelos de simulación para proyectar posibles soluciones a sus dilemas físicos, y de grandes computaciones que dieran respuesta a las infinitas probabilidades planteadas por las simulaciones. Ansys, dedicada durante décadas y en exclusividad a la provisión de sistemas de simulación, proveería los primeros; Cray, en su variante europea, los segundos.

Bert Blocken.

"Quería investigar qué ocurre dentro del pelotón", explica Blocken, "saber cuál es el mejor punto aerodinámico para ubicar al maillot amarillo". No es una cuestión baladí: pese a la aparente intrascendencia de las etapas llanas, condenadas durante décadas al ritual de la siesta, los equipos principales labran durísimas batallas en busca de la posición más óptima. Sus líderes deben ir protegidos y expuestos al mínimo, pero también en posiciones delanteras para evitar percances.

Los manuales y las teorías ciclistas sobre la reducción de carga aerodinámica gracias al posicionamiento suelen afirmar que ir a rueda reduce el 50% del esfuerzo requerido para generar una potencia cualquiera. Blocken encontraba el dato insuficiente. "Si preguntas a los ciclistas profesionales sobre cómo es circular dentro del pelotón te dirán que apenas tienes que pedalear", cuenta. El beneficio debía ser mucho mayor, ¿pero por qué y cuánto más?

En Xataka

Trabajo en una tienda que vende bicicletas eléctricas: Así ha cambiado mi negocio y esto es lo que piden los clientes

¿Cuánto ganas yendo a rueda?

El primer proyecto de su equipo consistió en un modelo de cuatro ciclistas. Por ahí, es cierto, la ciencia aportaba validación al conocimiento popular: los ciclistas ubicados en la posición tercera y cuarta obtenían reducciones de esfuerzo de entre el 50% y el 54%. Pero las dinámicas físicas generadas por la interacción de los cuerpos humanos y del aire varían drásticamente cuando el grupo aumenta su tamaño poco a poco. Casi todas las simulaciones tiradas hasta la fecha habían sido pequeñas. Si Blocken quería resolver su misterio, necesitaría mucho más.

Para ello, el equipo de la Universidad de Eindhoven se valió de dos caminos: por un lado, una réplica del pelotón. Escogieron a uno de los investigadores, lo montaron sobre una bicicleta y extrajeron un molde de Thijs van Druenen, doctorando de la universidad, a pequeña escala. Después lo multiplicaron por 121 y obtuvieron un hermoso pelotón de ciclistas clónicos capaz de introducirse en el túnel del viento. Ahí optarían por la experimentación variando la formación del pelotón.

El modelo de pelotón elaborado por Blocken. El porcentaje de cada celda indica el volumen de esfuerzo relativo a un ciclista en solitario. Incluso el que se sitúa al frente del pelotón desarrolla menos esfuerzo (86%) al beneficiarse del efecto grupal y aerodinámico del grupo.

Por otro, Blocken desarrolló un sistema de simulación compuesto por más de 3.000 millones de celdas, con la tecnología de Ansys. El pelotón obtenido del molde sería trasladado a un diseño 3D sobre el que se tirarían diversas simulaciones. "Cada parte de tu cuerpo es relevante a la hora de luchar contra la resistencia que opone el aire", indica, por lo que el modelo debía ser detalladísimo. Dibujar y tener en cuenta cada curva de la nariz, cada ángulo del cuadro, cada rendija del casco.

En Xataka

Cómo han cambiado las bicis del Tour de Francia en los últimos 100 años

En ambos casos, el equipo de investigación obtuvo resultados muy similares: ir a cola de pelotón y en las filas centrales reducía el esfuerzo requerido por un ciclista para circular a 54 kilómetros por hora entre un 5% y un 10%. Es decir, Nairo Quintana, agazapado y protegido en el interior de la gran masa ciclista que surca cada estío las carreteras francesas, invertiría en su desplazamiento apenas una décima parte del desplegado por Danielle Bennati, su gregario, al frente del pelotón.

A nivel virtual, añade Blocken, el esfuerzo realizado por los ciclistas situados en las posiciones más favorecedoras del pelotón sería el "equivalente a pedalear a 12 o 17 kilómetros por hora". Es decir, el grueso de la serpiente multicolor, un porcentaje aproximado del 40% de los corredores que lo componen, disfrutaría de un trayecto a más de 50 kilómetros por hora por el mismo precio que tú pagas al ir al trabajo en bicicleta. No pedalearían, no se cansarían, pero volarían.

Los datos de Blocken rompen con las tradicionales predicciones del conocimiento ciclista. "Es uno de los grandes motivos por los que las escapadas de hoy no llegan tanto a meta", explica. Los equipos suelen planificar con detalle el punto exacto en el que un ataque tiene visos de prosperar o no: se valen de datos de todo tipo y afinan el rendimiento de sus ciclistas hasta en detalles tan ínfimos como la forma del casco. Cada milésima cuenta en un deporte marcado por una alta competitividad. Y sin embargo, según Blocken, estarían utilizando datos erróneos en sus previsiones.

En rojo, los ciclistas que afrontan una gran "presión" del aire mientras pedalean. En azul, aquellos que se benefician de la aerodinámica.

La investigación belga-holandesa evidencia la enorme superioridad del pelotón a la hora de tirar las escapadas. Una superioridad, hasta cierto punto, minusvalorada en los cálculos clásicos, que invitarían a los equipos a moverse demasiado pronto, condenando el esfuerzo requerido (X vatios durante Y minutos) para cobrarse la victoria.

El proyecto de Blocken afina otros aspectos del posicionamiento dentro del pelotón. Por ejemplo, los hombres delanteros también se benefician de rodar en grupo. Ellos se comen las altas presiones consecuentes al choque con la masa de aire con la que tienen que lidiar de forma permanente, pero se benefician del impulso virtual que generan sus colegas a cola de formación beneficiados por una muy baja presión. Es decir, el efecto aerodinámico es global. Aunque un sólo corredor seguido por 120 persiguiera a otro, correría con ventaja: su resistencia aerodinámica sería menor.

En Xataka

Competir subiendo el Alto de l'Angliru en bici desde el salón de casa: así quiere La Vuelta a España enganchar a los espectadores de forma virtual

¿La mejor opción para los líderes, entonces? Por ahí no hay novedad: "Las posiciones delanteras, pero centrales", indica el belga, señalando a los ciclistas que requieren del 14% o el 20% de energía para correr a la misma velocidad. Al frente, previniendo posibles ataques, cortes o caídas, pero aún así protegidos. Aquellos que sólo realizan el 5% del esfuerzo se cansan mucho menos ("hasta yo podría correr ahí", bromea Blocken), pero están expuestos a otros imprevistos.

Más allá de la maqueta y de las imágenes, el equipo de investigación ha producido un detallado paper científico donde dan cuenta de sus descubrimientos. Según relatan, los trabajos profesionales centrados en esta materia eran hasta ahora inexistentes, por lo que puede abrir nuevos caminos a la investigación. Trazados útiles que algunos equipos, como CCC, Jumbo-Visma o Groupama-FDJ, ya están tomando. El interés es evidente: al comprender mejor la física del pelotón, te puedes aprovechar de ella.

A gran escala, trabajos como el de Blocken permiten difundir los porqués del ciclismo. Por qué los profesionales pueden recorrer tan largas distancias durante tantos días seguidos, por ejemplo; por qué son capaces de alcanzar medias tan altas, impensables para cualquier grupeta o incluso para ellos mismos durante sus entrenamientos; o por qué la labor de los gregarios durante este tipo de etapas es tan esencial, lejos del adormecido espectáculo que algunos creen contemplar.

Los hallazgos no inventan la rueda del deporte, por descontado: sólo lo cuantifican y le ofrecen un razonamiento técnico, medido. A partir de aquí, el camino de Blocken y sus compañeros es incierto: el pelotón simulado es un hito de las simulaciones deportivas, dado que jamás antes se habían corrido sobre un conjunto de celdas tan gigantesco (cada simulación requería de 54 horas de computación por parte de Cray, cifra que da idea de lo complejo de los cálculos).

El futuro dirá si la ciencia puede desentrañar otros misterios aún candentes dentro del ciclismo.