Читать книгу El secreto del ciclismo (Bicolor) - Hans van Dijk - Страница 16

7. ENERGÍA

Mira profundamente en la naturaleza y entonces entenderás todo mejor. (Albert Einstein)

En este libro utilizaremos las leyes de la física para estudiar el ciclismo, de forma que podamos entender los factores fundamentales que determinan el rendimiento. Correr en bicicleta cuesta una cierta cantidad de energía (E) que, por supuesto, es mayor en una clásica de seis horas que en una contrarreloj de una hora. En ciclismo utilizamos los músculos y el sistema corazón-pulmón; nos referiremos a este sistema combinado como el motor humano. El motor humano tiene una capacidad determinada de potencia (P), que es la cantidad de energía por unidad de tiempo. Obviamente, los ciclistas de élite tienen un motor humano con una capacidad mayor que la gente normal, por lo que pueden correr más deprisa. La relación general, que utilizaremos con frecuencia en este libro, es que podemos calcular el tiempo (t) de competición para una distancia determinada si conocemos la potencia (P) de nuestro motor humano y qué cantidad de energía (E) se necesita para correr esa distancia.

Por supuesto, el truco consiste en conocer los valores numéricos de E y P. Una vez que los conocemos, podemos calcular con facilidad nuestro tiempo de competición. En capítulos posteriores elucidaremos cómo podemos determinar los valores numéricos de E y P, y de qué factores dependen estos valores. Con este nuevo conocimiento podremos entender qué factores determinan nuestro rendimiento en competición, de forma que también podamos tomar una decisión mejor informada sobre cómo mejorar nuestro rendimiento. También demostraremos que las cifras del ejemplo son exactamente correctas para Eddy el Rápido, nuestro ciclista hipotético. Le hemos llamado Eddy el Rápido en honor al gran Eddy Merckx. Eddy el Rápido es un hombre hipotético de 40 años que pesa 75 kilogramos y puede mantener una potencia de 300 vatios durante una hora. En este libro utilizaremos con frecuencia a Eddy el Rápido para ilustrar el efecto de diversos factores sobre sus tiempos de competición.

Antes, en este capítulo, explicaremos el concepto de energía (E). Ofreceremos algunos ejemplos de la vida diaria e ilustraremos cómo podemos utilizar el concepto de energía para hacer cálculos útiles.

La energía de nuestra comida

En la vida diaria, el concepto de energía se conoce mejor a partir de la cantidad de kilocalorías (kcal) que hay en nuestra comida. La mayoría de los lectores saben que consumimos aproximadamente 2500 kcal diarias (por supuesto, el campeón de los pesos pesados, Tyson Fury, consume mucho más que la supermodelo Naomi Campbell). Puesto que 1 kcal equivale a 4,184 kilojulios (kJ), podemos calcular que 2500 kcal equivalen a 10.460 kJ.

Pérdida de peso resultante de la maratón

Debemos señalar que la eficiencia del motor humano (la eficiencia metabólica) es de aproximadamente el 25 %. Esto significa que el consumo de energía de nuestro cuerpo es cuatro veces mayor que el uso neto de energía al correr. En consecuencia, para correr la contrarreloj de una hora, Eddy el Rápido utiliza un total de 4*1080 = 4320 kJ de energía metabólica. Cuando comparamos esto con su consumo diario de comida, 10.460 kJ, podemos calcular que el requerimiento energético de la contrarreloj es de solo 4320/10.460 = 41 % de la ingesta energética (calorías) diaria con su comida. Por supuesto, correr una contrarreloj de una hora no dará como resultado una gran pérdida de peso (aparte del peso perdido por el sudor, que bebiendo agua se recuperará con rapidez).

¿Cuánto peso perdemos en realidad al correr esa contrarreloj? Podemos calcularlo cuando nos damos cuenta de que nuestra grasa corporal tiene una densidad energética de 9 kcal/gramo, o 37,6 kJ/gramo. En consecuencia, Eddy el Rápido perderá 4320/37,6 = 115 gramos de grasa corporal. Una cantidad modesta que tal vez no inspire a los pesos pesados a correr una contrarreloj como medio para perder grasa. Por supuesto, como han experimentado muchos ciclistas, a largo plazo, el entrenamiento diario producirá una pérdida de peso notable y estable.

La energía en nuestra vida diaria

En casa, el concepto de energía lo conocemos mejor por el consumo de electricidad (en kWh) de la iluminación, el frigorífico y otros usos caseros. Cuando somos conscientes de que 1 kWh equivale a 3600 kJ, podemos calcular la cantidad de energía de nuestra comida diaria, que equivale a 10.460/3600 = 2,9 kWh. En efecto, una cantidad muy pequeña, en especial si tenemos en cuenta que 1 kWh cuesta solo 0,12 dólares. Así, en teoría necesitaríamos solo 2,9*0,12 = 0,35 dólares para aportar la energía diaria a nuestro metabolismo. Es una pena que no podamos comer electricidad, ya que sería mucho más barata que los productos de los que nos alimentamos.

Otro ejemplo de la vida diaria es el consumo de gasolina del coche. La densidad energética de la gasolina es de 28.800 kJ/l, por lo que si pudiéramos comer gasolina solo necesitaríamos 10.460/28.800 = 0,4 litros al día. Con el precio de la gasolina de alrededor de 0,6 dólares por litro, nuestro coste diario sería tan bajo como 0,4*0,6 = 0,24 dólares, así que incluso más barato que la electricidad. Por supuesto, la densidad energética de la gasolina es bastante elevada, podemos verlo cuando calculamos que el contenido energético de un pequeño tanque de 40 litros equivale a 40*28.800 = 1.152.000 kJ. Es la misma cantidad de energía que consumimos con nuestra comida en 1.152.000/10.460 = 110 días. ¡Al parecer, el kilometraje de gasolina del cuerpo es muy superior al del coche!

¿Cuánta energía utilizamos para correr en bicicleta?

En capítulos posteriores explicaremos la física del ciclismo. Allí mostraremos que necesitamos energía para superar un total de cuatro resistencias: la resistencia rodante de las ruedas, la resistencia del aire, la resistencia de las subidas y la resistencia mecánica de la cadena y el cambio de marchas. También calcularemos que con la potencia de su motor humano (300 vatios), en una contrarreloj de una hora Eddy el Rápido puede correr 40,41 kilómetros. Por ahora solamente mantendremos la suposición de que puede sostener su potencia de 300 vatios de manera indefinida (en la práctica esto no es cierto; con el tiempo la potencia disminuye). Con esta suposición, podemos calcular el coste energético de correr en bicicleta con la fórmula:

La fórmula simplemente dice que en una hora (3600 segundos), Eddy el Rápido utilizará 300*3600 = 1.080.000 J o 1080 kJ.

La figura muestra el coste energético total como una función del tiempo.

¿Cuánto tiempo debemos correr en bicicleta para perder 1 kg de grasa corporal? Podemos calcular con facilidad que 1 kg de grasa corporal equivale a 37.600 kJ. Teniendo en cuenta la eficiencia metabólica del 25 %, Eddy el Rápido necesita correr t = E/P = 37.600.000/(4*300)/3600 = 8,7 horas para quemar 1 kg de grasa corporal. Esto parece ser bastante, pero con un entrenamiento habitual alcanzaremos esta cantidad con facilidad, por lo que en definitiva perderemos grasa (por supuesto, suponiendo que no aumentemos el consumo de comida).

Llamamos Eddy el Rápido a nuestro ciclista hipotético en honor al gran Eddy Merckx. Eddy Merckx (nacido el 17 de junio de 1945) ganó 525 competiciones y es considerado por los expertos el ciclista más exitoso de todos los tiempos.

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