Fisiología del ciclismo

 

Veamos algunas características fisiológicas y biomecánicas de este deporte. Para pedalear sobre una superficie plana, el ciclista tiene que vencer dos tipos de resistencia:

· La resistencia al rodaje
· La resistencia al avance

La resistencia al rodaje en superficie lisa y con unos neumáticos bien inflados es muy baja. La resistencia al avance representa de lejos la principal fuerza que el ciclista debe vencer para avanzar. Efectivamente, la resistencia del aire aumenta con la velocidad y con la sección frontal del ciclista y además depende de la aerodinámica de la forma que asume el ciclista en la bicicleta, caracterizada por la postura sobre el sillín y el apoyo sobre el manillar. Se sabe que la fuerza necesaria para vencer la resistencia del aire aumenta con el cuadrado de la velocidad; además, para avanzar, el ciclista debe, en analogía con un motor de explosión, imprimir una potencia, y esta está dada por el producto entre la fuerza necesaria para avanzar y la velocidad. En definitiva, entonces, la potencia que los músculos deben desarrollar aumenta con el cubo de la velocidad. Se explica de esta forma cómo es posible mantener una determinada velocidad sin un esfuerzo excesivo, pero se sentirá rápidamente – e increíblemente – una aguda fatiga si la velocidad aumenta apenas un poco. Se explica asimismo cuál es la gran ventaja de ser empujado por otro ciclista; en efecto: en este caso la fuerza necesaria para avanzar es menor puesto que la masa de aire es acelerada en la dirección del movimiento del ciclista que está detrás; de hecho, la velocidad en relación con el aire del ciclista que es empujado es menor si se la compara con la del sujeto que lo empuja. El factor aerodinámico es sumamente importante y se caracteriza por el denominado coeficiente Cx del cual se habla mucho en relación con las máquinas. A un menor coeficiente Cx, menor será la fuerza necesaria para avanzar y más económico resultará el avance. Un ciclista sobre una bicicleta de turismo aventura tiene un Cx de 1.1, un valor muy elevado semejante al de un TIR; por el contrario, bajar la altura del tronco en una bici de carreras, lleva a una reducción de la sección frontal y nos permite asumir una postura más aerodinámica; en este caso el Cx se reduce a 0.8, una pequeña cúpula trasparente aerodinámica sobre el manillar  la reduciría hasta 0.7.
Reducir el Cx lleva a un menor gasto de energia, a una mayor economía de carrera y a una velocidad máxima mayor.
La reducción de la resistencia del aire ha sido la causa de la elección de realizar el récord de la hora en un terreno de altura (ciudad de México). En efecto, a gran altura respecto del nivel del mar, si bien tenemos la ventaja de la menor resistencia del aire, aparece también la desventaja de la limitación de la máxima potencia aeróbica. Actualmente, habiendo mejorado la aerodinámica de la postura en el sillín, se prefiere efectuar la prueba del record de la hora a nivel del mar.

Es interesante notar que en el ciclismo en superficie plana tienen ventaja los sujetos de considerable talla, ya que, aunque una sección frontal mayor conlleve ciertamente una mayor resistencia al avance, será mucho mayor la ventaja que deriva de fuerza imprimida por los músculos. Sin embargo, si una mayor constitución corporal representa una ventaja sobre la superficie plana, ésta será una desventaja en el terreno en subida, donde la potencia se expresa por unidad de masa: los atletas ligeros están pues aventajados cuando la pendiente sube. Y siempre cuando esto sucede todos saben que deben recurrir a los cambios de velocidades.

 

 "Bicicleta

El cambio de velocidades

El cambio es un instrumento admirable que permite que los músculos optimicen el rendimiento al variar la inclinación del terreno. Los músculos principales involucrados en el pedaleo son los extensores del muslo, las contracciones son siempre de tipo concéntrico (es decir que el músculo al contraerse, se acorta). El cambio de velocidades apareció por primera vez en el año 1927 y fue perfeccionado luego del ‘30 al ’36 por la empresa Campagnolo.
Actualmente se puede disponer de los cambios con tres platos y nueve relaciones de transmisión con la rueda trasera. ¿Para que sirven las relaciones de transmisión? Digamos que la fuerza ejercida sobre los pedales se transmite a la rueda trasera para generar el avance. La fuerza de propulsión de la rueda en el terreno es siempre bastante escasa, aproximadamente 1/10 de la fuerza ejercitada por el pie sobre el pedal: por ejemplo, si el pie ejerce una fuerza de 20 N, la fuerza de propulsión de la rueda sobre el terreno es de 2 N. A su vez, la fuerza ejercida por el pie es aprox. 1/10 de la fuerza máxima voluntaria ejercida  por los músculos extensores del muslo. Pero lo importante a tener en consideración no es tanto la fuerza sino la potencia imprimida por el músculo, la cual está dada por el produco entre la fuerza desarrollada y la velocidad de contracción del músculo mismo. Si, por ejemplo, un músculo se contrae desarrollando una fuerza máxima pero no se acorta, de esto se deriva que no se genera movimiento y por lo tanto la potencia es nula. Este sería el caso de quien empuja los pedales, pero, a causa de la dureza de la relación no logra hacer girar los pedales. En el otro extremo tenemos el caso de quien hace girar las piernas con una relación muy suave: en este caso la velocidad de contracción de los músculos es muy alta, la fuerza que se ejerce es mínima pero el producto ‘fuerza X velocidad’ (o sea, la potencia) es también muy bajo. Entre ambos extremos se halla la elección perfecta.
La fisiología nos sugiere que un músculo imprime la máxima potencia cuando la velocidad de contracción es de aprox. 1/3 de la velocidad máxima. El uso del cambio de velocidades permite elegir en modo preciso la relación de transmisión para mantener la velocidad de contracción de los músculos y lograr la cercanía al valor óptimo. Obviamente este caso aparece cuando el terreno va en subida y la inclinación de éste es muy variable.
En el ciclismo, la velocidad de contracción se calcula según la frecuencia del pedaleo. La frecuencia óptima es de 80-90 padaladas por minuto; este valor, sin embargo, varía en relación con la tipología de las fibras musculares, con la biomecánica del sujeto y con el entrenamiento.
En el laboratorio es posible identificar la frecuencia óptima del pedaleo: se le pide a un sujeto que aumente gradualmente la frecuencia del pedaleo de 40 a 120 por minuto manteniendo la potencia constante. Se trata de identificar la frecuencia en la que el consumo energético (medido en términos de consumo de oxígeno) es mínimo.

La práctica del ciclismo y el entrenamiento sugieren la elección adecuada de la relación. La mayor parte de las personas se va a montar en bici con gran disfrute sin pensar demasiado en la frecuencia del pedaleo: está bien así porque, como ya hemos dicho, el ciclismo genera fuerzas que, de cualquier forma, son relativamente bajas y justamente por esto pertenece al grupo de los deportes que ‘hacen bien’.