Optimización biomecáncica y aerodinámica

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A lo largo del siguiente artículo vamos a detallar el trabajo que realizamos con los ciclistas que acuden a nuestras instalaciones para optimizar su rendimiento. En este caso, realizamos un análisis biomecánico y aerodinámico con el triatleta Miquel Blanchart.

Yago Alcalde. Licenciado en Ciencias de la Actividad Física y el Deporte. Máster en Alto Rendimiento Deportivo. Entrenador Nacional de Ciclismo – Ciclismo y Rendimiento

Como es sabido, el objetivo de hacer un análisis biomecánico para ciclismo es conseguir posicionar al ciclista sobre la bicicleta en una posición que reúna las siguientes características:

• Debe ser una posición que evite lesiones.
• Debe ser una posición cómoda.
• Debe ser una posición eficiente, es decir, que optimice el trabajo muscular.
• Debe ser una posición aerodinámica.

Si bien es cierto que mediante el método de ensayo y error muchos ciclistas consiguen posiciones correctas, muchos otros no terminan de dar con una posición en la que se encuentren cómodos y es cuando recurren a un profesional de la biomecánica para orientarles sobre como conseguir una mejor colocación sobre la bicicleta. Este fue el caso de Miquel, que además de optimizar su aerodinámica también necesitaba mejorar algunas sensaciones sobre la cabra como veremos más adelante.

Análisis biomecánico

Cualquier análisis comienza con una entrevista en la que se recaba información sobre el ciclista. A grandes rasgos, la información que necesitamos para valorar la posición del ciclista sobre la bicicleta es la siguiente:

• Objetivos del ciclista. En este caso, es triatlón distancia Ironman. Como es lógico, la posición del ciclista está muy condicionada por la disciplina que practique. En este caso, el objetivo es conseguir una posición que sea sostenible para la duración de la prueba. El término sostenibilidad de la posición es especialmente importante en triatlón puesto que luego hay que bajarse y correr a pie. Un error clásico es adoptar posiciones que puede que sean muy aerodinámicas pero no son sostenibles.
• Sensaciones sobre la bici: es muy importante conocer si el ciclista se encuentra cómodo o si por el contrario padece dolores, molestias o adormecimientos a medida que hace kilómetros. Esta va a ser la guía de trabajo sobre todo en ciclistas que ya llevan muchos años montando en bici y por lo tanto se supone que su posición ya está más o menos estudiada. En estos casos, los cambios de posición deben estar muy justificados. En el caso de Miquel, por lo que nos transmitió en la entrevista, tenía un problema con la sostenibilidad de la posición puesto que nos comentó que después de las 3 primeras horas de carrera le costaba mucho sostener la posición debido a una gran fatiga a nivel de brazos y hombros. Este detalle fue el factor que más determinó el análisis biomecánico puesto que estaba influyendo negativamente en su rendimiento. En la entrevista siempre revisamos las sensaciones del ciclista sobre el sillín puesto que es el punto de contacto más conflictivo, especialmente en posiciones aerodinámicas. Al respecto, Miquel nos informó de que después de unos cuantos experimentos con 2 o 3 sillines se encontraba muy cómodo con un John Cobb Plus 2.

Después de la entrevista inicial nuestro protocolo incluye una medición inicial de la bicicleta que nos va a servir para compararla con la medición final de la misma  y así poder cuantificar los cambios realizados. Además, nos aporta información relevante para el análisis biomecánico. Datos como el adelanto del sillín, el ángulo del mismo o la altura del acople respecto al sillín nos dan una visión de cómo está configurada la bici. En muchas ocasiones, solo analizando las medidas de la bici se pueden detectar errores sin ni siquiera ver al ciclista sobre ella.

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El siguiente paso en el análisis biomecánico es la grabación en vídeo con cámara lateral y frontal así como la toma de datos empleando el sistema Retül como herramienta de captura de movimiento bilateral en 3D. El sistema Retül se compone de un sistema de LED´s que se colocan en las articulaciones del ciclista y mientras pedalea el sistema mide las angulaciones y distancias que determinan la posición del ciclista. En la tabla 1 podemos ver una pequeña muestra de los ángulos y mediciones más importantes a la hora de analizar la posición de un triatleta. Se pueden observar los valores medios (izquierda y derecha)  iniciales y finales así como los rangos de referencia que empleamos para cuantificar la posición del ciclista.

Tabla 1.

Aunque el software nos aporta una información muy valiosa para determinar si una posición está optimizada o no, existen otros detalles no menos importantes que también debemos revisar para asegurarnos de que la posición es la adecuada. El ojo crítico y el vídeo junto con la experiencia son las herramientas que usaremos llegados a este punto. Estos detalles son:

• Ajuste de las calas.
• Posición del ciclista sobre el sillín: es importante valorar en que zona se está apoyando el ciclista sobre el sillín. En este caso, apreciamos una clara tendencia de Miquel a irse en exceso sobre la punta del sillín, generando una posición inestable e incómoda. La explicación de esta posición tan adelantada sobre el sillín estaba generada por dos circunstancias:

1. El sillín estaba demasiado alto a la vista del ángulo del tobillo cuando el pedal se encuentra en el punto más bajo. Como se puede ver en la tabla 1, el ángulo inicial estaba en 105 grados, es decir, había un exceso de flexión plantar en la pedalada aun sentándose en la parte delantera del sillín.
2. El acople estaba demasiado bajo si nos fijamos en el ángulo de la espalda, 17 grados, cuando en triatlón de larga distancia raramente bajamos de 20 grados. Normalmente, bajar de 20 grados supone una posición demasiado forzada para una distancia tan larga.

Esta posición tan adelantada sobre el sillín así como un manillar demasiado bajo eran los causantes de que la posición generase un exceso de peso y sobrecarga en el tren superior con el paso de los kilómetros. Para valorar la posición del ciclista en relación al eje del pedalier utilizamos la referencia denominada “rodilla respecto al pedal” que nos proporciona el software Retül. El sistema nos informa acerca de la posición de la rodilla en referencia al eje del pedal cuando la biela está en horizontal (a las 3 en punto). Un valor 0 significa que la rodilla está justo encima del eje del pedal cuando la biela está en su posición más adelantada. Cuando este valor es positivo significa que la rodilla está por delante del eje del pedal. Es un indicador sobre el reparto de pesos del ciclista, puesto que cuanto mayor sea el valor más peso estaremos poniendo sobre el manillar. En este caso, Miquel se encontraba en lo que nosotros consideramos valores máximos: la rodilla está casi 12cm por delante del eje del pedal, dándonos una pequeña pista sobre lo que podía estar pasando.

Esta posición adelantada también estaba teniendo una influencia negativa sobre el ángulo del brazo (cadera-hombro-codo) como se puede ver en la tabla 1: 69 grados. Cuando este ángulo está próximo o por debajo de 70 grados es muy frecuente que el triatleta note una gran sobrecarga en los hombros, ya que genera un exceso de flexión.

• Posición de la cabeza en relación con la espalda y el casco aerodinámico, un factor muy importante a considerar cuando pensamos en aerodinámica, ya que unos de los objetivos es facilitar al ciclista que sea capaz de esconder la cabeza entre los hombros para minimizar el área frontal.
• Posición de las manos. Siempre buscaremos una posición de las manos lo más relajadas posible. Por este motivo, siempre tratamos de usar acoples con curva hacia arriba que faciliten una posición relajada de manos y antebrazos. En este caso, el manillar de Miquel ya cumplía este requisito.

Una vez analizados los datos las conclusiones eran claras: Miquel necesitaba adoptar una posición más sostenible sobre la bici. Para conseguirlo, se hicieron las siguientes modificaciones:

1. Sillín bajado y retrasado con el objetivo de conseguir una posición más estable sobre el mismo. Retrasarlo ha ayudado a conseguir un mejor reparto de pesos (rodilla sobre el pie 3cm más atrás) y un ángulo de brazo más sostenible (75 grados en vez de 69).
2. Manillar subido 20mm para reducir la carga del tren superior y para mantener un ángulo de cadera por encima de los 50 grados. Se consigue un ángulo de espalda más normal para este tipo de pruebas: 20 grados.

Aerodinámica

Una vez conseguida una mejor posición en el estudio nos desplazamos al velódromo para seguir afinando la posición, esta vez, con criterios aerodinámicos. Para cualquier ciclista competitivo tener la posibilidad de medir la aerodinámica supone una gran ventaja, ya que es una forma directa de ir más rápido sobre la bici. Llega un momento en el que si no se puede medir el impacto aerodinámico de una determinada posición solo se estará especulando sobre la misma, es decir, podemos estar asumiendo relaciones que no tienen porque ser ciertas. Un ejemplo clásico es pensar que una posición de manillar muy baja va a generar un mejor coeficiente aerodinámico. Esto es cierto a groso modo, pero llega un momento en el que seguir bajando puede que esté empeorando o no mejorando la aerodinámica, y sin embargo, está comprometiendo la sostenibilidad de la posición o la producción de potencia. Por estos motivos, si se tiene la oportunidad, lo ideal es medir la aerodinámica para tomar mejores decisiones.

Para la valoración aerodinámica hemos utilizado el software Alphamantis (Garmin TAS), que nos proporciona el coeficiente aerodinámico en tiempo real mientras el ciclista está dando vueltas en el velódromo. El software procesa en tiempo real las variables que determinan el coeficiente aerodinámico de un ciclista: densidad del aire (se mide en el momento del test), potencia desarrollada (se utiliza un buje powertap) y velocidad de desplazamiento (sensor de velocidad Ant+). Estos datos se emiten vía WIFI al ordenador para que el software calcule el coeficiente aerodinámico.

La metodología de trabajo en el velódromo consiste en hacer una serie de tandas probando diferentes configuraciones y midiendo el coeficiente aerodinámico en cada una de ellas hasta llegar a la posición más aerodinámica siempre y cuando el ciclista tenga buenas sensaciones en dicha posición. En este caso, fijamos un desarrollo fijo para conseguir una potencia más o menos estable en todas las tandas que se correspondió con la potencia que Miquel suele mantener durante un Ironman. Cada tanda consistió en hacer entre 8 y 10 vueltas al velódromo tratando de mantener siempre la misma posición y una cadencia similar. Casi todas las pruebas se repitieron 2 veces para confirmar la repetibilidad de las mediciones.  En la tabla 2 se pueden ver todas las pruebas que realizamos.

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Como se puede apreciar en la tabla, la reducción del Cda (coeficiente aerodinámico) ha sido muy modesta: de 0,285 (la media de las dos primeras tandas de referencia) a 0,279, es decir, un 2,2%. Aunque no es una gran mejora, lo bueno es que por lo menos sabemos que dentro de lo que hemos podido probar estamos en la posición el mejor coeficiente aerodinámico posible, que se ha conseguido bajando el acople 10mm desde la posición inicial (test 7 y test 10). Como se puede observar, bajar más el acople en este caso no generó una reducción del coeficiente aerodinámico como supuestamente se hubiera esperado. Esta es la posición inicial que tenía Miquel y que se modificó en el estudio. Ir tan bajo no estaba generando un beneficio aerodinámico y sin embargo estaba generando demasiada fatiga.

Contrariamente a lo que suele suceder en este tipo de tests, buscar una mayor angulación en el acople no supuso una mejora aerodinámica como se puede ver en el test número 1 y número 2, por lo que se descartó el cambio volviendo a la posición original. A continuación, Miquel quiso medir la aerodinámica del nuevo casco de Spiuk, el Obús. Como se puede apreciar, se obtuvo un empeoramiento en el coeficiente aerodinámico incluso tratando de bajar la cabeza, que es supuestamente la ventaja que se obtiene con un casco sin cola al no quedar esta expuesta al viento.

El último experimento consistió en probar si la anchura de los pads tendría alguna influencia sobre el coeficiente aerodinámico puesto que a veces juntar los codos ayuda a reducir el área frontal del ciclista. Como se puede ver, el coeficiente empeoró tanto si juntamos los brazos como si los separamos (tests 8 y 9), curiosamente obteniendo el mismo número. Ante estos datos, estaba claro que lo mejor era dejar la anchura de acople inicial.

Si este artículo te ha parecido interesante mejora tu posición pinchando en la siguiente foto.

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