A vueltas con la VAM: La Potencia en subidas
Foto: Getty Sport / Astana Pro Team
Como bien sabéis, debido al avance del coronavirus a lo largo del planeta, nos encontramos en medio de un parón de toda la actividad ciclista. Muchas competiciones se han cancelado y se volverán a disputar en 2021 y algunas otras han solicitado un aplazamiento con la finalidad de ser reubicadas a lo largo de la temporada 2020, en otras fechas.
Con motivo de todo esto, los últimos días he estado dándole algunas vueltas a los rendimientos en subida de los ciclistas profesionales a lo largo de las pocas carreras que se han disputado hasta la fecha, análisis que siempre llevamos a cabo desde el equipo, pero que esta vez y debido a las circunstancias, tenemos algo más de tiempo para profundizar en él.
Todos hemos visto como algunos ciclistas batían récords en subidas conocidas este 2020 y es por esto que he decidido revisar estos datos con la idea de conocer cuáles habrían podido ser las intensidades manejadas por cada uno de estos ciclistas.
Para ello vamos a darle un pequeño repaso a la VAM o Velocidad de Ascensión Media. Los que estáis familiarizados con este indicador, sabréis que normalmente se mide en metros por hora, y no es más que expresar la velocidad a la que ascendemos cualquier pendiente mostrando los metros verticales de ascensión por hora.
Este parámetro fue inventado por el Dr. Michele Ferrari, con la finalidad de conocer o estimar la intensidad (Potencia relativa a peso expresada en W/kg) a la que ascendemos las subidas, y poder saber así sin la necesidad de un potenciómetro el rendimiento de los ciclistas en subidas de todo tipo.
Si no estáis del todo familiarizados con el VAM (m/h) y el posterior cálculo de potencia, os recomiendo antes de continuar darle una ojeada al artículo escrito hace algunos años por mi excompañero en Astana, Aritz Arberas, actual preparador físico de Bahrein-McLaren.
Limitaciones
Como bien explica Aritz en su artículo, en la actualidad existen bastantes personas en las redes sociales, que basándose en las reglas del Dr. Ferrari tratan de descifrar los vatios por kilo (w/kg) a los que los ciclistas profesionales suben los puertos de montaña, así como repechos de todo tipo.
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Como voy a tratar de mostrar a continuación, la estimación de la Potencia (Qué es la Potencia y por qué es tan importante) de un ciclista basándonos en la velocidad de ascensión media o VAM y en los factores de corrección en función de la pendiente que desarrolló el Dr. Ferrari tiene bastantes limitaciones. No quiero decir con esto que la ecuación propuesta, así como los factores de corrección de la pendiente que él expone, no tengan validez, pero al estar dicha ecuación matemática basada en parámetros empíricos recogidos de todos los test que él personalmente ha llevado a cabo a lo largo de los años con diferentes atletas, no recoge todos los parámetros físicos que intervienen en la realidad, pudiendo así falsear los resultados en bastantes situaciones.
Vamos a ver qué parámetros físicos intervienen cuando ascendemos una subida en bicicleta, todos ellos los hemos visto ya a lo largo de los diferentes artículos que he venido escribiendo con anterioridad, así que ninguno de ellos os pillara de sorpresa.
Como veis, la física de la bicicleta siempre está relacionada con los mismos aspectos que hemos venido tratando hasta la fecha.
Ecuación del Dr. Ferrari
Si vamos hasta su web y más concretamente al artículo donde habla sobre la VAM y cómo estimar después la potencia relativa al peso del ciclista en función de la pendiente, tenemos las siguientes conclusiones basadas en sus propios datos:
Ferrari nos dice que si ascendemos una subida a 1800m/h de VAM para pendientes comprendidas entre el 6% y el 11%, obtendremos los siguientes datos de potencia relativa al peso, usando los siguientes factores de corrección que ha calculado de la siguiente manera:
Como podéis observar, subir a 1800m/h de VAM supone una intensidad y velocidad diferente para cada una de las pendientes de subida. Como es lógico, cuanto mayor es la pendiente, menor es la intensidad que necesitaremos para subir metros de manera vertical para una misma VAM (Velocidad de Ascensión Media). Vamos a expresarlo gráficamente que seguro se entiende mejor:
Así pues, tenemos que para subir pendientes del 6% a 1800m/h de VAM, que corresponderían con 30km/h de velocidad, necesitaríamos 6,92w/kg e iríamos descendiendo en intensidad hasta 5,81w/kg que según el Dr. Ferrari serían necesarios para ascender pendientes del 11% a 1800m/h de VAM, y que a su vez se corresponden con una velocidad de 16,36 km/h.
Aplicando la Física
Como he mencionado con anterioridad, podemos hacer este mismo ejercicio, pero aproximándonos a él desde un punto de vista más Físico y menos empírico. También es cierto que, realizándolo de esta manera, incluimos muchas más variables que en ocasiones desconocemos y todo se complica un poco más, pero seremos más fiables estimando los vatios por kilogramo necesarios para subir una pendiente dada a una determinada velocidad o VAM.
Para poder hacer este primer ejemplo, fijaremos algunos datos como Crr (coeficiente de rodadura) y Densidad del aire, e iremos variando el CdA del ciclista para ver cómo evoluciona la estimación de los vatios por kilo a producir para ascender diferentes pendientes. Utilizaremos el mismo ejemplo anterior a 1800m/h de VAM, pudiéndolo así comparar con los datos que obtenemos de la ecuación del Dr. Ferrari.
Tomaremos los siguientes datos de referencia:
Vamos a ver gráficamente cómo evolucionan los w/kg estimados para diferentes coeficientes aerodinámicos (CdA) a 1800m/h y a diferentes pendientes. Los compararemos también con las estimaciones del Dr. Ferrari.
Como se puede observar en la gráfica, la ‘curva’ (en negrita) que describe la ecuación del Dr. Ferrari (negro) es casi una recta en comparación con lo que ocurre en la realidad. Podríamos afirmar que entre 7% y 10% de pendiente la estimación se acerca bastante a lo que la Física nos dice, aunque como podéis observar podemos cometer errores dependiendo del factor aerodinámico del ciclista.
Recordemos que la aerodinámica no solo está relacionada con el ciclista en sí, sino también con el impacto que generan otros ciclistas que le rodean, como por ejemplo en grupo o a rueda. El factor aerodinámico también varía mucho si el ciclista va mucho de pie sobre los pedales durante la ascensión, así como si tenemos viento a favor o en contra durante la subida.
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En cuanto nos desviamos de esta zona central del gráfico, es muy posible que cometamos grandes errores en la estimación de potencia si usamos el método del Dr. Ferrari. En pendientes menores al 7% la velocidad del ciclista es relativamente elevada, por lo que la influencia del factor aerodinámico hace que seguramente subestimemos la producción de potencia usando sus fórmulas y lo mismo ocurrirá para pendientes mayores al 10%. Podéis comprobar como las curvas se separan bastante de su estimación en los extremos, por lo que el error de cálculo puede ser bastante abultado.
Cabe destacar que en el ejemplo anterior solo hemos visto como varia la estimación de Potencia en función del coeficiente aerodinámico (CdA), pero todavía existen más posibilidades. ¿Qué ocurre si en vez de un coeficiente de rodadura de Crr = 0,0043, tenemos uno peor (Crr = 0,0065) debido a poca presión en los neumáticos, una mala carretera o que nuestros neumáticos son de baja calidad? ¿O qué ocurre si el Crr es incluso uno mejor (Crr = 0,0030) debido a un mejor compuesto? Pues que las curvas de estimación se verán afectadas igual que cuando variamos el CdA. Vamos a ver el mismo ejemplo variando el Crr y dejando la Densidad del aire fija en 1,17kg/m^3 y el Coeficiente aerodinámico (CdA) fijo en 0,28m^2:
Como podéis observar y tal y como nos dice nuestra lógica, a medida que el coeficiente de rodadura (Crr) empeora, la potencia que debemos desarrollar para ascender cualquier pendiente es a una velocidad dada, es de mayor magnitud.
Y lo mismo que ocurre con las variables del coeficiente aerodinámico (CdA) y el coeficiente de rodadura (Crr), sucede con la densidad del aire. ¿Qué ocurrirá si cambiamos la densidad del aire, rodando a nivel del mar (1,225kg/m^3) o en altitudes más elevadas como 1800m (1,02kg/m^3)? Pues exactamente lo mismo. La curva de estimación variara hacia arriba o hacia abajo, haciendo que estemos más acertados o menos en nuestra predicción. Vamos a verlo esta vez fijando el CdA en 0,28 y el Crr en 0,0043:
Conclusión
¿Cuál es la conclusión que podemos extraer de todo esto? Pues sencillamente que, aunque logremos estimar la Potencia relativa al peso de un ciclista, mediante el VAM y la pendiente media de la subida usando las ecuaciones del Dr. Ferrari, puede que los datos que obtengamos subestimen o sobreestimen la Potencia real que el ciclista ha producido, debido a que no conocemos todas las variables.
Imaginaros que para un ciclista profesional cometemos un error de aproximación en el cálculo de 0,2w/kg o 0,3w/kg, algo totalmente factible cuando no conocemos su CdA, Crr, velocidad del aire en esa subida, si ha guardado mucho a rueda, la densidad del aire ese día, eficiencia de pedaleo, tiempo empleado sentado y de pie, etc. Podríamos afirmar que ha subido a 6,4w/kg durante 30 minutos, cuando en realidad han sido 6,1w/kg, lo cual podría inducir en sospechas infundadas sobre números imposibles de conseguir por un ciclista, poniendo así en entredicho el rendimiento, cuando en realidad no sabemos exactamente cuáles han sido sus números de potencia producidos realmente.
Tomemos pues estas estimaciones con cautela, sabiendo que la estimación de Ferrari nos dará un dato fijo de Potencia relativa al peso (w/kg), pero que en la realidad nos encontramos en un rango de posibles resultados, y que, sin conocer absolutamente todas las variables, podemos estar desviados de la realidad.
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