Resuelto el dilema de la contrarreloj de los ciclistas

Aquí tienes una pregunta interesante sobre las carreras de bicicletas. Imagina que estás corriendo por un circuito en condiciones que te ofrecen un viento de cola constante en una recta y un viento en contra similar en la otra.

Tu objetivo es completar una determinada cantidad de vueltas en el menor tiempo posible. ¿Cuál debería ser tu estrategia de carreras? En otras palabras, ¿a qué velocidad debería viajar en dirección contraria al viento para alcanzar la velocidad media más alta posible?

Hoy, Alan Brad Anton nos da la respuesta gracias a un buen ejercicio de optimización no lineal. Su objetivo en este cálculo es simple. Busco una regla empírica que pueda implementarse sobre la marcha, en su cabeza, sin requerir cálculos sofisticados, mediciones previas a la carrera en un laboratorio o comunicaciones durante el curso con un entrenador, dice.

Y ha encontrado uno.

Comienza explicando que optimizar la velocidad en una carrera como esta implica resolver dos problemas. El primero es calcular la resistencia de la resistencia aerodinámica, que domina todas las demás fuerzas de resistencia en el ciclismo a velocidades superiores a 15 mph.

Esta es la razón por la que las bicicletas modernas de seguimiento del tiempo tienen tubos en forma de perfil aerodinámico y cables de control ocultos, y por qué sus ciclistas se agachan en una posición incómoda y, a menudo, usan trajes de piel y cascos de seguridad con cola de bote, explica.

El segundo es determinar cuánta potencia de pedaleo puede entregar el ciclista. En este problema, Brad Anton asume que el ciclista tiene un inventario fijo de energía para gastar durante la carrera.

Luego continúa simplificando el problema asumiendo que la pista es una carretera plana de cierta longitud y que una vuelta implica viajar en una dirección con el viento en la cara y la dirección de regreso con el viento en la espalda.

Para simplificar aún más las cosas, también asume que el ciclista puede elegir sólo dos velocidades: la velocidad asistida por el viento de cola y la velocidad obstaculizada por el viento en contra.

Básicamente, hay tres estrategias que el ciclista puede adoptar. La primera es hacer el recorrido de ida y vuelta a una sola velocidad, aumentando la potencia del pedal en contra del viento y reduciéndola en contra del viento.

La segunda opción es ofrecer la misma potencia de pedaleo durante todo el viaje. Esto mantiene al ciclista en una especie de punto óptimo de cierta frecuencia de pedaleo, latidos cardíacos y respiración. Esto se siente mejor para mí, dice Brad Anton.

La última posibilidad es encontrar la velocidad óptima para diferentes partes de la pista para que el ciclista pueda trabajar más duro viajando contra el viento y relajarse con el viento en cola.

Brad Anton aborda este problema creando primero un modelo matemático simple del proceso cíclico. Luego lo resuelve para cada una de estas tres estrategias en una carrera de 24 millas con un viento de frente / cola de 8.5 mph y un ciclista capaz de 25 mph.

Calcula que en el escenario de velocidad óptima, el ciclista puede completar el recorrido en una hora a una velocidad promedio de 24 mph. Pero si el ciclista opta por el escenario de igual potencia, promediará 23.6 mph y completará el recorrido un minuto más lento. En el escenario de igual velocidad, el ciclista promediará 23.5 mph y completará el recorrido aún más lentamente.

Entonces el resultado es claro. Es mejor para el ciclista optimizar su velocidad de manera adecuada para cada tramo del viaje.

Pero, ¿qué pasa con la regla general que buscaba Brad Anton? Dice que el truco consiste en medir la velocidad del viento antes del comienzo de la carrera y luego elegir una velocidad objetivo para el recorrido.

Su regla general es conducir a la velocidad objetivo más un cuarto de la velocidad del viento cuando tiene viento de cola y conducir a su velocidad objetivo menos la mitad de la velocidad del viento cuando el viento está en su cara.

¿Lo tengo?

Brad Anton finaliza con un mensaje de apoyo a sus lectores. Si está atento (y tal vez un poco de suerte), puede ganar suficiente tiempo o conservar suficiente energía con este truco para atrapar o dejar a otros ciclistas que tienen una estrategia menos rentable para luchar contra el viento. ¡Buena suerte!

¡Por supuesto!

Ref: arxiv.org/abs/1309.1741 : Carreras de bicicletas contrarreloj óptimas con vientos en contra y en cola

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