Hola a todos.
Hoy quiero hacer una mezcla entre las dos cosas que más tiempo me han ocupado en esta vida, el triatlón y la aeronáutica. Voy a intentar explicaros, aunque esto de la docencia no se me de muy bien, cómo "funciona" una rueda lenticular, o de perfil alto, aerodinámicamente hablando.
Antes de nada, debemos plantear unas hipótesis iniciales para la mejor comprensión (que no compresión) de las ideas que voy a intentar explicar. También quiero decir que las únicas veces que he utilizado rueda lenticular era cuando el gran Felipe "el tiburón" me las dejaba para pegarme algún vacile en el paseo de detrás de mi casa, por lo que no voy a contar sensaciones en carretera, únicamente lo que la física nos diría.
En cuanto a las hipótesis, vamos a suponer que nos encontramos a nivel del mar, a una temperatura de unos 15ºC (un poquito frío, pero creo que esta temperatura no nos va a influir en ninguna reflexión), una superficie de rueda de unos 0.38 metros cuadrados, si utilizamos una rueda de 700 mm de diámetro y que vamos en competición escapados, con Eneko Llanos a nuestra caza (esto tampoco influirá en los cálculos, pero por soñar que no quede). También despreciaremos la viscosidad del aire, con el fin de simplificar las cosas.
Si el viento nos viene de culo, nos dará un poco lo mismo qué tipo de rueda utilicemos, porque aunque rodemos más agustito, las ruedas poco o nada nos van a ayudar aerodinámicamente hablando (más adelante veremos que sí que nos pueden ayudar, pero por temas de inercias).
Ya que si el viento nos viene de culo nos va a dar lo mismo, vamos a ver qué ocurre cuando nos viene de cara....
Cuando el viento nos da de cara, o mejor con un pequeño ángulo de lado (ángulo de ataque), la rueda se va a comportar como una placa plana, y en esta placa va a aparecer una fuerza que descompuesta según nos movamos va a ayudarnos en nuestra marcha o no.
Según podemos ver en la imagen (disculpad la cutrez del paint, pero es la herramienta informática que mejor he aprendido a utilizar en la carrera y que creo que más fácil nos va a ilustrar nuestra explicación), la velocidad V, es la velocidad del viento que nos viene con un ángulo (de ataque) alfa.
Al incidir esta corriente de aire, se va a producir una fuerza R, que descompuesta, nos va a dar la sustentación L de la placa (rueda) con su correspondiente resistencia aerodinámica D. Estas serían las fuerzas que actúan sobre un ala, pero como no volamos (aunque alguno parezca que lo haga), estas fuerzas a su vez se van a descomponer en una que nos ayuda al avance de nuestra bicicleta F y otra que se va a oponer a nuestro movimiento R. F y R Son la proyección de la fuerza de sustentación L y la de resistencia aerodinámica D, sobre nuestra rueda. Quedaría otra fuerza, que es la proyección de L y D perpendicular a la rueda que es la que nos da la sensación de que el viento nos va a tirar de la bici.
Como F y R dependen de la sustentación y resistencia aerodinámica de nuestra rueda, vamos a ver cómo "funcionan" estas dos fuerzas aerodinámicas.
La sustentación aerodinámica depende de la densidad del aire (esto es función de la altura a la que nos encontremos, cuanto más alto estemos menos densidad tiene el aire), del cuadrado de la velocidad a la que nos movemos, de la superficie en planta de la rueda (esos 0.38 metros cuadrados) y de un coeficiente de sustentación que depende del material, forma...
La resistencia aerodinámica depende de lo mismo, con la salvedad del coeficiente de resistencia.
Como estas fuerzas varían con el cuadrado de la velocidad, que es el factor con el que podemos jugar, podemos aumentar mucho la sustentación, ayudando así a nuestro movimiento, pero con el consiguiente pago del impuesto "revolucionario" de la resistencia aerodinámica.
En el gráfico podemos ver la variación de la sustentación y la resistencia para una rueda tipo como la explicada en las hipótesis, suponiendo un coeficiente de sustentación de 1.3 y un coeficiente de resistencia de 0.4 (estos valores son más o menos aceptables y sirven para hacernos una pequeña idea). Ojo, los 0.38 metros cuadrados estos son suponiendo rueda lenticular, si es de perfil, sería una especie de mezcla entre la superficie del aro y los radios.
En el gráfico no se aprecia la entrada en pérdida de la rueda, que es cuando aumenta drásticamente la resistencia aerodinámica, haciéndose incluso mayor que la sustentación, y hemos supuesto también que el aire nos incide siempre con el mismo ángulo.
Bueno, pues prácticamente así es como funcionan las llamadas ruedas "aerodinámicas", explicado de una forma muy básica y sin entrar en los torbellinos que se forman al desprenderse el aire de la rueda y de los radios (cuando no es lenticular). Si el clamor popular lo pide, haré otro post explicando cómo funcionan estos torbellinos en nuestras ruedas.
Pido disculpas si he sido muy técnico o alguna parte no se ha entendido muy bien, si teneis interés en profundizar algo más en el tema hacedmelo saber y lo contaré aquí o en tutoría personalizada previa invitación a una cañeja jejeje.
También pido disculpas si he cometido algún error técnico, ya que esta entrada la he escrito de cabeza y no se si se me habrá pasado algún detalle por alto, así que estoy a la espera de las críticas...
Para los que hayan llegado hasta aquí leyendo, agradeceros vuestra paciencia y ganas de leer tanto "rollo".
Un saludo!!!!
