LOS CUERPOS EN LOS FLUIDOS. BICI VS AIRE

Voy a tratar de explicar en la forma mas sencilla (y sin utilizar formulas) como se comporta un objeto moviéndose a través de un fluido.

Cuando rodamos en una ruta el aire ejerce una fuerza que se incrementa con la velocidad, esta fuerza se debe a la fricción del aire (fluido) y la superficie del ciclista, a mayor velocidad esta fuerza es la mayor resistencia que tendremos para avanzar sobre la bicicleta.

Las fuerzas aerodinámicas provienen principalmente de la presión y del corte sobre el fluido que ejerza la superficie que se desliza através de el.Estas dos tipo de fuerza surgen por que todos los fluidos tienen una viscosidad asociada , en el caso del aire es demasiado pequeña pero hay que tenerla en cuenta.

Imaginemos esta prueba trivial, en una balde lleno de agua con el puño cerrado de la mano apliquemos una fuerza constante hasta llegar a tocar con los nudillos el fondo del balde , registremos esa “sensación de fuerza” ahora vaciemos el balde y realizamos la misma prueba , vamos a notar que esa sensación de fuerza con el balde vacío es menor.

Ahora hagamos la misma prueba con el balde lleno de agua, pero esta vez no con el puño cerrado si no con la mano abierta y dedos juntos en punta, vamos a notar que la “sensación de fuerza” es menor que con el puño cerrado.

Esto se debe a que la resistencia que obtenemos atravesando el fluido depende mucho de la forma de la superficie en cuestión.

El cuerpo que se mueve através de un fluido experimenta una fuerza de arrastre que usualmente se las divide en dos componentes :

(Fd) Arrastre por fricción.

La fricción es producida por la misma viscosidad del líquido y su "resistencia" a separarse de la superficie: aumenta con la velocidad y está relacionada con la superficie que se mueve por el mismo. (Reynolds Numbers)




(Pd) Arrastre por presión.

El arrastre por presión está asociado a la formación de una estela detrás del objeto, que genera un "pozo de presión": la diferencia de presiones entre el frente y la parte trasera resulta en una fuerza neta hacia atrás, tanto mayor cuanto más grande es el área transversal que presenta el cuerpo al flujo. Ambos tipos de fuerzas aparecen en todos los cuerpos, pero su importancia relativa puede cambiar dependiendo de la forma del mismo.

Veamos dos ejemplos de proporción de arrastre, si la forma que se mueve por el fluido en este caso aire es como la vela que sostiene un sillín en la P3 el mayor arrastre proviene por fricción ahora si la vela de una cannondale de ruta se moviera por el mismo fluido el mayor arrastre proviene de la presión.

Entonces lo que tienden a disminuir los diseñadores es la baja presión que se produce dentras del objeto que se mueve por un fluido, si por alguna razón ésta disminuyera, la fuerza total sufriría una baja significativa.



y una grafica:


Y... Que pasa cuando dos objetos iguales circulan por el mismo fluido pero separados por un Δx también conocido como ir a rueda o drafting, o bien lo que esta de moda en estos dias copiar el ritmo.



Vemos que el coeficiente de arrastre en el auto 2 disminuye a medida que Δx / L es menor, pero el coeficiente de ascensión de frente en el auto 2 se incrementa al aumento de Δx / L no asi el el coeficiente de ascensión de cola que disminuye en el auto 2.

Ahora bien en el ciclismo no todos tienen un mismo coeficiente aerodinámico por lo cual depende mucho de el area frontal de el que nos lleve a rueda.
Aproximadamente el 25% del área frontal efectiva se soluciona con dinero , invirtiendo en un cuadro,ruedas,aerobar,etc que tengan el menor coeficiente de arrastre, pero dicho sistema me debe poder optimizar el 75% restante que es el ciclista en su posición aerodinámica.

Disminuir el área efectiva del ciclista es una de las mejores inversiones que podemos realizar, analizar hasta los pequeños ángulos de ataque pueden significar un ahorro de energía que son vitales para carreras de larga duración, si bien la potencia sostenible que pueda desarrollar un atleta es muy importante si no viene acompañada de una pulida área frontal estaremos regalando watts.

Vale ya por hoy que sino la fiebre me va a matar.......

fuente: age mobile