Читать книгу El secreto del ciclismo (Bicolor) - Hans van Dijk - Страница 17
Оглавление8. POTENCIA
El conocimiento es poder.
(Sir Francis Bacon)
En el capítulo anterior hemos explicado la relación general que podemos utilizar para calcular nuestro tiempo (t) de competición para cualquier distancia, una vez conocida la potencia (P) de nuestro motor humano y el coste energético (E) de correr esa distancia:
En este capítulo explicaremos con más detalle el concepto de potencia (P). Una vez más, ofreceremos algunos ejemplos tomados de la vida diaria e ilustraremos cómo podemos utilizar el concepto de potencia para hacer cálculos útiles.
La potencia media del motor humano
Una forma de aproximarnos a esto es simplemente dividiendo la ingesta energética diaria de nuestra comida (E = 10.460 kJ) por el número de segundos de un día (t = 86.400 segundos). El resultado es una potencia (P) media de 121 vatios, aproximadamente el equivalente a una bombilla antigua. Sin embargo, debemos ser conscientes de que esto es solo un cálculo teórico de la potencia térmica media. En la práctica, debemos tener en cuenta que la eficiencia metabólica es de aproximadamente el 25 %, por lo que la potencia mecánica media del motor humano es de solo 121*0,25 = 30 vatios.
Por supuesto, el motor humano es muy capaz de aportar más potencia durante un breve tiempo. Como ejemplo mencionamos que en el Tour de Francia de 2015, el ciclista profesional Chris Froome imprimió 415 vatios durante 39 minutos mientras subía a la cima del Alpe d’Huez.
Podemos apreciar el significado de 30 vatios pensando que usamos un aparato casero para producir electricidad. Si corriéramos en bicicleta toda una jornada de trabajo (8 horas), produciríamos 8*30/1000 = 0,24 kWh de electricidad, con un valor económico de solo 0,24*0,12 = 0,031 dólares.
Otros ejemplos de potencia
En 1777, James Watt definió la unidad de caballo de vapor como la cantidad de potencia que un caballo produce levantando un peso de 150 kg a una altura de 30 metros en un minuto. El coste energético de esto puede calcularse como:
Con la constante de gravedad g = 9,81 m/s2, E se convierte en 150*9,81*30 = 44.145 julios.
En consecuencia, el caballo de vapor equivale a:
Como sabemos que un caballo puede mantener esta potencia con facilidad, podemos concluir que el poder de resistencia del motor del caballo es sustancialmente mayor que el del motor humano.
La potencia de los coches modernos es mucho mayor. Muchos coches están equipados con un motor de 100 CV o 73.600 vatios. En el capítulo anterior ya vimos que el contenido energético de un pequeño tanque de 40 litros de gasolina equivale a 40*28.800 = 1.152.000 kJ. En consecuencia, podemos concluir que el tanque estará vacío después de un tiempo t = E/P = 1.152.000/73.600/3600 = 4,3 horas de conducción a máxima potencia.
¿Cómo podemos calcular nuestro tiempo de competición en ciclismo?
En el capítulo anterior ya mencionamos que con su potencia de 300 vatios, Eddy el Rápido puede correr 40,41 kilómetros en una contrarreloj de una hora. De nuevo suponemos que su potencia permanecerá constante a 300 vatios. Suponiendo esto, podemos calcular el tiempo de competición en función de la distancia:
Por supuesto, esta sencilla fórmula solo dice que su tiempo (t) de competición será de una hora para cubrir una distancia (d) de 40,41 kilómetros con su velocidad (v) de 40,41 km/h. La figura siguiente ofrece el tiempo de competición como una función de la distancia.
Tenemos que hacer dos comentarios sobre esta figura:
1. Aún tenemos que explicar por qué su distancia en una contrarreloj de una hora será de 40,41 kilómetros.
2. En la vida real, su potencia no será constante a 300 vatios, sino que disminuirá con el paso del tiempo. A consecuencia de esto, en distancias más cortas que 40 kilómetros, el tiempo de competición será menor que lo calculado; mientras que para distancias mayores de 40 kilómetros, su tiempo de competición será superior.
En capítulos posteriores trataremos ambos aspectos, de forma que podremos calcular los tiempos de competición exactos.
La mayoría de los potenciómetros para el ciclismo utilizan medidores del esfuerzo para medir la torsión aplicada, y cuando se combina con la velocidad angular, calcular la potencia. Esta tecnología se adaptó al ciclismo a finales de la década de 1980. Los potenciómetros han revolucionado el mundo del ciclismo.
