Selección del casco de contrarreloj en función de la posición de la cabeza y de la espalda
Aerodinámica
6,4 %
Diferencia máxima de resistencia aerodinámica entre dos posiciones de la cabeza, frente a menos del 1,5 % atribuible a la forma del casco con la cabeza en la misma posición.
Simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) de tres cascos de contrarreloj y dos posiciones de la cabeza, a 15 m/s sin viento (Beaumont et al., 2018).
Es frecuente asumir que el casco de cola larga es, por definición, el más rápido. La evidencia disponible no respalda esa generalización. Por su ubicación en la parte delantera y superior del conjunto y por su tamaño relativo, la cabeza y el casco tienen un efecto apreciable sobre la resistencia total, y en algunos estudios la diferencia entre cascos de buen y mal rendimiento ha superado la observada entre ruedas rápidas y lentas1. Sin embargo, la geometría de cada casco y la de la cabeza y la parte alta de la espalda del ciclista limitan la posibilidad de establecer conclusiones generales sobre el diseño1.
El casco no actúa de forma aislada
La resistencia aerodinámica de un ciclista se expresa habitualmente mediante el área de arrastre, CdA (producto del coeficiente de arrastre, Cd, por el área frontal, A, en m²). El casco modifica el CdA no solo por su propia forma, sino por su efecto sobre el flujo que alcanza la espalda y la estela del conjunto.
Beaumont et al. simularon mediante CFD tres cascos de contrarreloj con dos posiciones de la cabeza. Con la cabeza en una posición dada, la forma del casco tuvo un efecto débil sobre la resistencia (menor del 1,5 %), mientras que el cambio de posición de la cabeza produjo diferencias de hasta un 6,4 %. Tanto la forma del casco como la posición de la cabeza modificaron la distribución de presiones y de esfuerzo cortante en todo el cuerpo, al alterar la estela próxima y la localización de las zonas de separación y readherencia del flujo2.
En túnel de viento, Chabroux et al. midieron nueve ciclistas profesionales y observaron que la inclinación habitual del casco era la que minimizaba la resistencia, y que añadir una visera amplia reducía el coeficiente de arrastre en función de dicha inclinación3. Los mismos autores habían mostrado previamente una fuerte interacción entre la postura (carretera frente a contrarreloj) y la resistencia del casco, y otros ensayos con maniquí registraron diferencias de hasta un 10 % entre cascos, con resistencias elevadas en todos ellos cuando la inclinación del borde de ataque era extrema1. En ciclistas profesionales, García-López et al. comprobaron que el casco aerodinámico no fue favorable para todos los deportistas evaluados4.
Variables posturales que condicionan la elección
- Posición y estabilidad de la cabeza. Es la variable con mayor efecto documentado en la simulación de Beaumont et al.2 Además, la inclinación del casco modifica la resistencia1,3, de modo que un casco cuya orientación cambia con los movimientos de la cabeza no mantiene el rendimiento medido en una postura fija.
- Geometría de la espalda. La revisión de Crouch et al. señala que el comportamiento de los cascos de cola larga debe analizarse en su contexto, es decir, junto con la geometría de la cabeza y de la espalda del ciclista1.
- Sostenibilidad de la postura. Reducir el ángulo del tronco disminuye la resistencia, pero en un estudio de laboratorio también redujo la eficiencia bruta y la potencia media en una contrarreloj de 20 min5. La postura sobre la que se elige el casco debe ser la que el ciclista puede mantener, no la más baja posible.
Criterio de decisión
A partir de la evidencia anterior puede formularse un criterio orientativo, que debe entenderse como hipótesis de trabajo y no como regla establecida:
- Cabeza estable y espalda con continuidad respecto a la cola del casco. Es la situación en la que un casco de cola larga tiene más posibilidades de conservar la orientación con la que fue diseñado.
- Cabeza que cambia con frecuencia de posición o de inclinación. Dado que la inclinación y la posición de la cabeza influyen en la resistencia2,3, es razonable evaluar diseños de cola corta, cuya geometría depende menos de la alineación con la espalda.
- Visera y accesorios. Su efecto no es uniforme: en unos estudios la visera redujo la resistencia y en otros la aumentó ligeramente1,3.
No hemos identificado estudios revisados por pares que comparen directamente cascos de cola larga y cola corta en función de la estabilidad de la cabeza o de la anchura de los hombros; por ello, la decisión final debe basarse en la medición individual.
Cómo confirmarlo: medición
La comparación debe realizarse con el ciclista en su posición real. Las pruebas en velódromo con potenciómetro han mostrado validez frente al túnel de viento (r = 0,88), alta fiabilidad y sensibilidad suficiente para detectar cambios pequeños de posición, del orden de 0,011 m² (4,6 %)6; en túnel de viento, la fiabilidad descrita en ciclistas profesionales fue también elevada, con un coeficiente de variación inferior al 2 %4. En el Aero Test de AthletePro se comparan distintas configuraciones en carretera a potencia controlada, y el CdA medido con cada casco puede introducirse en AthletePro Super Record para que el plan de carrera utilice el valor real y no el de catálogo. La posición de partida se define en el estudio biomecánico.
Aplicación práctica
La elección del casco depende de la posición de la cabeza y de la espalda de cada ciclista, y la evidencia no permite generalizarla. La medición del CdA en la posición de competición es el procedimiento que permite decidir entre alternativas.
Referencias
- Crouch TN, Burton D, LaBry ZA, Blair KB. Riding against the wind: a review of competition cycling aerodynamics. Sports Eng. 2017;20:81–110. doi:10.1007/s12283-017-0234-1
- Beaumont F, Taiar R, Polidori G, Trenchard H, Grappe F. Aerodynamic study of time-trial helmets in cycling racing using CFD analysis. J Biomech. 2018;67:1–8. doi:10.1016/j.jbiomech.2017.10.042
- Chabroux V, Barelle C, Favier D. Aerodynamics of cyclist posture, bicycle and helmet characteristics in time trial stage. J Appl Biomech. 2012;28(3):317–23. doi:10.1123/jab.28.3.317
- García-López J, Rodríguez-Marroyo JA, Juneau CE, Peleteiro J, Martínez AC, Villa JG. Reference values and improvement of aerodynamic drag in professional cyclists. J Sports Sci. 2008;26(3):277–86. doi:10.1080/02640410701501697
- Fennell CRJ, O'Grady C, Hopker JG. The effect of the aerodynamic time-trial position on gross efficiency and self-paced time-trial performance. J Sci Cycling. 2020;9(3). doi:10.28985/1220.jsc.07
- García-López J, Ogueta-Alday A, Larrazabal J, Rodríguez-Marroyo JA. The use of velodrome tests to evaluate aerodynamic drag in professional cyclists. Int J Sports Med. 2014;35(5):451–5. doi:10.1055/s-0033-1355352
