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Stack y reach: cómo la geometría del cuadro y del manillar determina tu posición en la bicicleta

Biomecánica17 de julio de 20259 min de lecturaBorja Alfaraz

Posición y aerodinámica

15–20 %

Reducción media del arrastre aerodinámico al pasar de una posición erguida con los brazos extendidos a la parte baja del manillar, según los datos de túnel de viento revisados por Crouch et al. (2017).

Para la posición de contrarreloj, la reducción media recogida es del 30–35 %. Son promedios entre estudios; los valores individuales varían ampliamente.

Resumen. El stack y el reach describen la posición del tubo de dirección respecto al eje del pedalier y, junto con los espaciadores, la potencia y el manillar, fijan dónde apoya el ciclista las manos. Este artículo define ambas cotas, explica cómo determinan el ángulo del tronco y la flexión de cadera en relación con la altura y el retroceso del sillín, y revisa la evidencia sobre sus efectos en la aerodinámica, la respuesta fisiológica y la carga sobre manos, cuello y columna lumbar. Se concluye que la literatura respalda la existencia de un compromiso entre arrastre y coste fisiológico, pero no permite derivar valores óptimos universales de stack y reach.

La elección de la talla del cuadro y la configuración del puesto de conducción suelen discutirse en términos de milímetros de potencia o número de espaciadores. Desde el punto de vista biomecánico, sin embargo, lo relevante es dónde quedan los tres puntos de contacto (sillín, manillar y pedales) y qué postura del tronco imponen. El stack y el reach son las dos cotas que describen la parte delantera de ese triángulo, y su efecto se transmite a la aerodinámica, a la producción de potencia y a la carga que soportan las manos, el cuello y la zona lumbar.

Qué son el stack y el reach de una bicicleta

Se denomina stack a la distancia vertical entre el centro del eje del pedalier y el punto central superior del tubo de dirección, y reach a la distancia horizontal entre esos mismos dos puntos. Ambas son cotas del cuadro y, a diferencia de la longitud del tubo horizontal, no dependen del ángulo del tubo del sillín ni de la altura del sillín, lo que facilita comparar cuadros de geometrías distintas.

Para la posición del ciclista, no obstante, lo determinante son las coordenadas del manillar o de las manetas, que añaden a las del cuadro la altura de los espaciadores, la longitud y el ángulo de la potencia y la forma del manillar. Referidas al sillín, estas coordenadas se expresan como alcance (distancia horizontal entre sillín y manillar) y caída (diferencia de altura entre ambos). Holliday y Swart emplearon precisamente cuatro dimensiones, altura y retroceso del sillín y alcance y caída del manillar, para describir la configuración elegida por 50 ciclistas bien entrenados1. El consenso Delphi coordinado por Priego-Quesada et al. establece recomendaciones para medir y comunicar estas dimensiones de forma reproducible; la distancia diagonal entre sillín y manillar fue uno de los puntos con mayor desacuerdo entre los expertos2.

Stack 560 mm Reach 385 mm Caída sillín-manillar Sillín Manillar Eje del pedalier Tubo de dirección
Figura 1. Definición geométrica del stack y del reach en una vista lateral dibujada a escala (0,4 px/mm) con una geometría hipotética: stack 560 mm, reach 385 mm, ángulo de dirección 73°, ángulo del tubo del sillín 73,5°, vainas de 415 mm y caída del pedalier de 70 mm. El manillar y la caída sillín-manillar dependen además de los espaciadores, la potencia y la altura del sillín. Esquema ilustrativo, no corresponde a ningún modelo comercial.

Del cuadro al manillar

Como el tubo de dirección está inclinado, los componentes no desplazan el manillar en una sola dirección. Con un ángulo de dirección de 73°, cada 10 mm de espaciadores elevan el manillar unos 9,6 mm y lo retrasan unos 2,9 mm; una potencia 10 mm más larga con un ángulo de −6° lo adelanta unos 9,9 mm y lo baja 1,0 mm (cálculo geométrico propio con esos supuestos). De ello se deduce que dos cuadros con stack y reach distintos pueden situar las manos en el mismo punto, y que el cuadro define el intervalo de posiciones alcanzables mientras que el puesto de conducción ajusta la posición dentro de ese intervalo.

Cómo determinan la posición del tronco

Con el sillín fijo, bajar o adelantar el manillar reduce el ángulo del tronco respecto a la horizontal y aumenta la flexión de cadera; subirlo o acercarlo produce el efecto contrario. El otro extremo del sistema es el sillín, cuya altura se establece en función de la extremidad inferior. La revisión de Bini, Hume y Croft concluyó que los métodos para fijarla son variados y poco consolidados, y sugirió un ángulo de flexión de rodilla de 25–30° medido en estático3; en medición dinámica, Swart y Holliday recogen intervalos de 33–43° a baja intensidad y de 30–40° a alta intensidad en el punto muerto inferior4. La revisión sistemática de Husband et al. añade que la posición longitudinal del sillín modifica los ángulos de cadera y de tronco5. En consecuencia, stack y reach no pueden interpretarse aisladamente: elevar el sillín con el mismo manillar aumenta la caída, y retrasarlo aumenta el alcance efectivo.

La postura elegida depende también del ciclista. En el estudio de Holliday y Swart, la flexibilidad isquiosural predijo la caída del manillar, y los ángulos medios en estático fueron de 36 ± 7° en la rodilla, 77 ± 5° en la cadera, 112 ± 7° en el hombro y 19 ± 8° en el codo1. Bini et al. observaron que los triatletas competitivos adoptaban un 10 % más de flexión de tronco y un 17 % menos de área frontal proyectada que los ciclistas de carretera competitivos, mientras que ciclistas recreativos y competitivos se sentaban con el tronco más vertical6.

Efectos del stack y el reach sobre la aerodinámica

El área de arrastre (CdA, producto del coeficiente de arrastre por el área frontal) depende sobre todo del ciclista. La revisión de Crouch et al. recoge que el cuerpo aporta en torno al 80 % de la resistencia aerodinámica del conjunto, que la posición, definida habitualmente por la ubicación del manillar y del sillín, es la variable sobre la que más puede actuarse, y que el paso de una posición erguida con los brazos extendidos a la parte baja del manillar reduce el arrastre en un 15–20 % de media7. En ciclistas profesionales en posición de contrarreloj, bajar el manillar y adelantar los apoyos de los antebrazos entre 2 y 5 cm redujo el área de arrastre en 0,011 ± 0,007 m² (4,6 %)8. La misma revisión advierte, no obstante, que reducir el ángulo del tronco disminuye en general el arrastre, pero que el ángulo mínimo no siempre produce el menor valor7.

Erguida (referencia) 0 % Parte baja del manillar 15–20 % Contrarreloj 30–35 % 0 10 20 30 40 Reducción media del arrastre respecto a la posición erguida (%)
Figura 2. Reducción media del arrastre aerodinámico según la posición, a partir de los datos de túnel de viento revisados por Crouch et al. [7]. El tramo ámbar representa el intervalo publicado. Son promedios entre estudios: los valores de la posición de contrarreloj difieren hasta un 40 % entre investigaciones.

Por ello, el efecto aerodinámico de un cambio de stack o reach en una persona concreta no puede deducirse de la geometría: debe medirse. El Aero Test estima el CdA en carretera para cada configuración, y AthletePro Super Record permite trasladar ese valor a tiempos de carrera en un recorrido determinado.

Efectos sobre la eficiencia y la producción de potencia

Una posición más baja tiene un coste fisiológico. Grappe et al. observaron en nueve ciclistas competitivos, al 70 % del consumo máximo de oxígeno (VO2máx), mayor ventilación, lactato sanguíneo y esfuerzo percibido en la parte baja del manillar que en posición erguida, sin cambios en el consumo de oxígeno9. En participantes no entrenados, Ashe et al. registraron valores máximos de VO2 y de carga más altos, y una eficiencia mecánica bruta mayor, en posición erguida que con acoples10. Dorel et al. hallaron que la posición aerodinámica modificaba la activación electromiográfica (EMG) y el perfil de fuerza sobre el pedal sin diferencias en el intercambio de gases11.

Fintelman et al. estudiaron ángulos de tronco de 0 a 24° en posición de contrarreloj: los ángulos más bajos redujeron la potencia pico y aumentaron el coste fisiológico12, y al 70 % de la potencia aeróbica máxima elevaron el consumo de oxígeno y redujeron la eficiencia bruta, aunque la ganancia aerodinámica compensó esas pérdidas13. Su modelo indicó que el ángulo óptimo depende de la velocidad: por encima de 46 km/h dominan las pérdidas aerodinámicas, un tronco completamente horizontal no resulta óptimo y por debajo de 30 km/h conviene una posición más erguida14. Estos datos proceden de posiciones de contrarreloj, por lo que su extrapolación a la posición en manillar de carretera debe hacerse con cautela. En ciclistas de carretera, una mayor caída del manillar y un mayor retroceso del sillín se asociaron a una potencia pico más alta, aunque se trata de una correlación y no de un efecto causal demostrado15.

Carga en manos, cuello y zona lumbar

La revisión sistemática de Streisfeld et al. encontró que los ciclistas con manillares más bajos presentaban mayor flexión lumbosacra, y que en quienes sufrían dolor lumbar coexistían mayor flexión lumbar y desequilibrios de activación de la musculatura del tronco16. En la región cervical, Kolehmainen et al. describieron que el manillar de carretera inducía un momento flexor en el segmento C7-T1 tres veces mayor que la sedestación vertical y una mayor extensión de la columna cervical superior al bajar el manillar17. En las manos, tras una ruta de seis días y 420 millas (unos 676 km), Akuthota et al. observaron una prolongación de la latencia motora de la rama profunda del nervio cubital18. La posición de las manos afecta también al sillín: al pasar de la parte alta a la parte baja del manillar, el centro de presiones se desplazó hacia delante y, en las mujeres, aumentó la carga en la región anterior19. Estas cargas justifican que la comodidad forme parte de la evaluación en un estudio biomecánico, junto a la altura del sillín y la colocación de las calas.

Qué se sabe y qué no se sabe

  • Se sabe que bajar el tronco reduce en general el arrastre y aumenta el coste fisiológico, y que el equilibrio entre ambos depende de la velocidad7,14.
  • Se sabe que las posiciones más bajas se asocian a mayor flexión lumbosacra y a mayor carga cervical16,17.
  • No se sabe qué altura de manillar es óptima: la revisión de Husband et al. analizó 47 estudios, ninguno de calidad «buena», y no encontró recomendaciones claras para la altura del manillar5.
  • No se sabe con precisión cómo configurar el tronco y la pelvis: faltan datos sobre la posición óptima del tren superior4, y el panel Delphi no alcanzó consenso sobre la definición de los ángulos de tronco en dos dimensiones2.
Regla práctica. Conviene fijar primero la altura y el retroceso del sillín y, a partir de ellos, determinar la posición de las manos; el stack y el reach del cuadro deben permitir alcanzar esa posición con un margen razonable de espaciadores y longitud de potencia, no imponerla.

Aplicación práctica

Como no existen valores universales de stack y reach, la posición del manillar debe establecerse para cada ciclista a partir de su antropometría, su flexibilidad y sus molestias, y su efecto aerodinámico debe comprobarse mediante medición.

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Referencias

  1. Holliday W, Swart J. Anthropometrics, flexibility and training history as determinants for bicycle configuration. Sports Med Health Sci. 2021;3(2):93–100. doi:10.1016/j.smhs.2021.02.007
  2. Priego-Quesada JI, Arkesteijn M, Bertucci W, Bini RR, Carpes FP, Diefenthaeler F, et al. Bicycle set-up dimensions and cycling kinematics: a consensus statement using Delphi methodology. Sports Med. 2024;54(11):2701–2715. doi:10.1007/s40279-024-02100-6
  3. Bini R, Hume PA, Croft JL. Effects of bicycle saddle height on knee injury risk and cycling performance. Sports Med. 2011;41(6):463–476. doi:10.2165/11588740-000000000-00000
  4. Swart J, Holliday W. Cycling biomechanics optimization: the (R) evolution of bicycle fitting. Curr Sports Med Rep. 2019;18(12):490–496. doi:10.1249/JSR.0000000000000665
  5. Husband SP, Wainwright B, Wilson F, Crump D, Mockler D, Carragher P, et al. Cycling position optimisation: a systematic review of the impact of positional changes on biomechanical and physiological factors in cycling. J Sports Sci. 2024;42(15):1477–1490. doi:10.1080/02640414.2024.2394752
  6. Bini RR, Hume PA, Croft J. Cyclists and triathletes have different body positions on the bicycle. Eur J Sport Sci. 2014;14 Suppl 1:S109–S115. doi:10.1080/17461391.2011.654269
  7. 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
  8. 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):451–455. doi:10.1055/s-0033-1355352
  9. Grappe F, Candau R, Busso T, Rouillon JD. Effect of cycling position on ventilatory and metabolic variables. Int J Sports Med. 1998;19(5):336–341. doi:10.1055/s-2007-971927
  10. Ashe MC, Scroop GC, Frisken PI, Amery CA, Wilkins MA, Khan KM. Body position affects performance in untrained cyclists. Br J Sports Med. 2003;37(5):441–444. doi:10.1136/bjsm.37.5.441
  11. Dorel S, Couturier A, Hug F. Influence of different racing positions on mechanical and electromyographic patterns during pedalling. Scand J Med Sci Sports. 2009;19(1):44–54. doi:10.1111/j.1600-0838.2007.00765.x
  12. Fintelman DM, Sterling M, Hemida H, Li FX. The effect of time trial cycling position on physiological and aerodynamic variables. J Sports Sci. 2015;33(16):1730–1737. doi:10.1080/02640414.2015.1009936
  13. Fintelman DM, Sterling M, Hemida H, Li FX. Effect of different aerodynamic time trial cycling positions on muscle activation and crank torque. Scand J Med Sci Sports. 2016;26(5):528–534. doi:10.1111/sms.12479
  14. Fintelman DM, Sterling M, Hemida H, Li FX. Optimal cycling time trial position models: aerodynamics versus power output and metabolic energy. J Biomech. 2014;47(8):1894–1898. doi:10.1016/j.jbiomech.2014.02.029
  15. Holliday W, Swart J. Performance variables associated with bicycle configuration and flexibility. J Sci Med Sport. 2021;24(3):312–317. doi:10.1016/j.jsams.2020.09.015
  16. Streisfeld GM, Bartoszek C, Creran E, Inge B, McShane MD, Johnston T. Relationship between body positioning, muscle activity, and spinal kinematics in cyclists with and without low back pain: a systematic review. Sports Health. 2017;9(1):75–79. doi:10.1177/1941738116676260
  17. Kolehmainen I, Harms-Ringdahl K, Lanshammart H. Cervical spine positions and load moments during bicycling with different handlebar positions. Clin Biomech (Bristol). 1989;4(2):105–110. doi:10.1016/0268-0033(89)90047-8
  18. Akuthota V, Plastaras C, Lindberg K, Tobey J, Press J, Garvan C. The effect of long-distance bicycling on ulnar and median nerves: an electrophysiologic evaluation of cyclist palsy. Am J Sports Med. 2005;33(8):1224–1230. doi:10.1177/0363546505275131
  19. Potter JJ, Sauer JL, Weisshaar CL, Thelen DG, Ploeg HL. Gender differences in bicycle saddle pressure distribution during seated cycling. Med Sci Sports Exerc. 2008;40(6):1126–1134. doi:10.1249/MSS.0b013e3181666eea
Borja Alfaraz
Borja AlfarazFisiólogo del deporte, biomecánico y entrenador de ciclismo. Fundador de AthletePro y creador de Super Record.