Patilla OSPW: balance entre ahorro de fricción y masa añadida

El argumento técnico de una patilla OSPW es sencillo: poleas de mayor diámetro obligan a la cadena a articularse con un ángulo menor al pasar por el cambio, lo que debería reducir la energía disipada por fricción. La cuestión relevante para el rendimiento no es si ese efecto existe, sino cuántos vatios supone y si compensa la masa añadida. Para responder a la segunda parte no hace falta conocer con exactitud la primera: basta con un modelo que convierta vatios y gramos en segundos.

El modelo de cálculo

La potencia necesaria para avanzar a velocidad constante se describe con la ecuación de equilibrio clásica:

P = ½ · ρ · CdA · v³ + Crr · m · g · cos θ · v + m · g · sin θ · v

donde P es la potencia en la rueda (W), ρ la densidad del aire (kg·m⁻³), CdA el área de arrastre (m²), v la velocidad (m·s⁻¹), Crr el coeficiente de resistencia a la rodadura, m la masa del conjunto ciclista-bicicleta (kg), g la aceleración de la gravedad (9,81 m·s⁻²) y θ el ángulo de la pendiente. Martin et al.¹ validaron un modelo de esta familia frente a mediciones de potencia en carretera, con una correlación de 0,97 y un error típico de 2,7 W entre potencia modelizada y medida. Olds et al.² aplicaron un modelo de primeros principios análogo precisamente a problemas como el efecto de la masa añadida sobre el rendimiento.

Un ahorro de fricción en la transmisión equivale, a efectos del modelo, a disponer de más potencia en la rueda con el mismo esfuerzo del ciclista. Una patilla más pesada equivale a aumentar m. Ambos efectos pueden, por tanto, compararse en la misma unidad: el tiempo.

El balance: vatios frente a gramos

Se adoptan como hipótesis de trabajo un ahorro de 2 W en la rueda y una penalización de 30 g. Los supuestos comunes son 300 W, 80 kg de masa total, Crr = 0,004 y ρ = 1,225 kg·m⁻³; en llano se toma CdA = 0,25 m² (posición de contrarreloj) y en subida CdA = 0,32 m² (posición de carretera).

Tabla 1. Efecto sobre el tiempo de un ahorro hipotético de 2 W y de 30 g de masa adicional. Cálculo propio con la ecuación anterior en régimen estacionario.

Se desprenden dos conclusiones. La primera es que el planteamiento «vatios contra peso» está mal formulado para este componente: incluso en subida, donde la masa pesa más, 30 g cuestan medio segundo en 10 km, mientras que 2 W ahorran unos 10 s. Para que la masa llegara a anular ese ahorro en la subida del ejemplo harían falta aproximadamente 0,6 kg adicionales. La segunda es que, en llano y con los supuestos anteriores, cada vatio de ahorro vale alrededor de 4 s en 40 km, de modo que el beneficio total depende por completo de cuántos vatios ahorre realmente el sistema.

Lo que no se sabe

Ese último punto es el débil. En la búsqueda realizada en PubMed y en la biblioteca bibliográfica del autor no se ha localizado ningún estudio revisado por pares que mida el ahorro de fricción de las patillas OSPW frente a las poleas de serie. Las cifras que circulan proceden de ensayos de banco de laboratorios comerciales o de divulgación técnica, con protocolos que no han pasado revisión por pares. Por ese motivo, el valor de 2 W empleado aquí debe entenderse como una hipótesis de cálculo y no como un resultado.

Conviene además situar el orden de magnitud. En llano y a velocidades de competición, la resistencia aerodinámica absorbe en torno al 90 % de la potencia mecánica³. Una mejora de 2 W equivale, con los supuestos de la Tabla 1, a reducir el CdA en unas dos milésimas de metro cuadrado (≈ 0,002 m²), un cambio pequeño frente a los que pueden obtenerse modificando la posición del ciclista.

Cuándo tiene sentido

• Cuando el resto está optimizado. Si la posición, el área de arrastre y la transmisión en general ya se han revisado, un ahorro de pocos vatios puede ser relevante en pruebas decididas por segundos.
• En los demás casos. Antes de invertir en componentes de efecto no cuantificado, es más rentable medir el área de arrastre y trabajar la posición, cuyo impacto sobre el tiempo puede estimarse con precisión.

La herramienta AthletePro Super Record permite introducir hipótesis de ahorro de potencia o de masa y observar su efecto sobre el tiempo previsto en un recorrido concreto, antes de tomar la decisión de compra.