Triatlón · Nivel 8: Experto · Subnivel 8.1
Aerodinámica y física del ciclismo
10 tests · 100 datos · actualizado el 12 de octubre de 2026 · markdown
La física que hay tras la velocidad en bicicleta: la ecuación de la potencia, densidad del aire, el CdA en cifras, capas límite y superficies, cómo se mide la resistencia aerodinámica, drafting, subidas y pendientes, viento, energía cinética y cálculos de velocidad y potencia.
Cada test de abajo son diez preguntas en Insporta. La lista bajo cada test es lo que comprueban las preguntas: un dato por pregunta, con su fuente. Léala antes del test o vuelva a ella tras una respuesta incorrecta.
Test 1La ecuación de la potencia en el ciclismoHacer un test
El modelo validado de Martin suma las pérdidas aerodinámicas, por rodadura, de rodamientos y de transmisión, el término de la gravedad en las pendientes y los cambios de energía cinética.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Fuerza de resistencia aerodinámica = 0,5 x densidad del aire x CdA x v al cuadrado, de modo que duplicar la velocidad del aire cuadruplica la fuerza.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
La potencia es fuerza por velocidad, de modo que la potencia aerodinámica crece con v al cubo.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Como la potencia aerodinámica crece con el cubo de la velocidad, 2 x 2 x 2 = 8 veces la potencia.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
La fuerza de resistencia a la rodadura es aproximadamente constante, por lo que la potencia que absorbe crece casi linealmente con la velocidad.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
El modelo explicó cerca del 97 % de la variación de la potencia medida, con errores de unos pocos vatios.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
La densidad del aire (rho) depende de la altitud, la temperatura, la presión y la humedad, no del ciclista.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
El CdA combina un coeficiente de resistencia adimensional con un área, por lo que se expresa en metros cuadrados.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · recuerdo
1,1 al cubo es aproximadamente 1,33, por lo que la parte aerodinámica de la demanda de potencia aumenta en torno a un tercio.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
Test 2Densidad del aire y condicionesHacer un test
La atmósfera estándar da unos 1,225 kg/m³ a nivel del mar y 15 °C.
Fuente: International Standard Atmosphere (ISO 2533) · recuerdo
La densidad del aire disminuye en torno a una décima por cada kilómetro de altitud cerca del nivel del mar.
Fuente: International Standard Atmosphere (ISO 2533) · recuerdo
La menor densidad del aire a la altitud de la Ciudad de México redujo la resistencia lo bastante como para compensar la menor disponibilidad de oxígeno.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
La resistencia disminuye con la densidad, pero la potencia aeróbica máxima también; el efecto neto depende de la altitud y de la duración de la prueba.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · aplicación
La densidad es inversamente proporcional a la temperatura absoluta, por lo que el aire caliente ofrece algo menos de resistencia.
Fuente: International Standard Atmosphere (ISO 2533) · recuerdo
Pasar de 278 K a 308 K reduce la densidad en torno a un 10 %, lo que recorta la potencia aerodinámica a una velocidad dada en la misma proporción.
Fuente: International Standard Atmosphere (ISO 2533) · aplicación
El vapor de agua es más ligero que el nitrógeno y el oxígeno que desplaza, por lo que el aire húmedo es ligeramente menos denso.
Fuente: International Standard Atmosphere (ISO 2533) · recuerdo
Con la misma potencia y el mismo CdA, la menor densidad del aire con calor permite una velocidad mayor, por lo que los parciales no son directamente comparables.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · aplicación
La fuerza de resistencia medida refleja tanto el CdA como la densidad del aire; separarlos exige conocer la temperatura, la presión y la humedad.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · recuerdo
Con una potencia proporcional a la densidad x v al cubo, la velocidad aumenta en torno a la raíz cúbica de 1/0,9, aproximadamente un 3,5 %.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
Test 3El CdA en cifrasHacer un test
Los datos de túnel de viento y de pista sitúan a los mejores contrarrelojistas en torno a 0,20-0,23 m².
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Una posición erguida de carretera duplica aproximadamente el área de resistencia respecto a las mejores posiciones de contrarreloj.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
0,5 x 1,225 x 0,01 x (11,1 m/s) al cubo es aproximadamente 8 W.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
El Cd refleja la forma y el comportamiento del flujo; multiplicado por el área frontal da el CdA.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · recuerdo
Las áreas frontales proyectadas medidas de ciclistas en posiciones aerodinámicas rondan normalmente los 0,3-0,4 m².
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · recuerdo
La suavidad con que fluye el aire alrededor del cuerpo, la parte del Cd, varía con la postura, la ropa y la forma.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · aplicación
Unos pocos vatios ahorrados a velocidad de competición se acumulan; en 180 km, una pequeña mejora del CdA puede valer varios minutos.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · aplicación
Por kilómetro, el tiempo ahorrado en segundos es mayor cuanto más tiempo se pasa en carrera, aunque el ahorro en vatios sea menor.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · aplicación
Los túneles suelen indicar la fuerza de resistencia a una velocidad de referencia, que se convierte en CdA con la densidad y la velocidad.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · recuerdo
Cada 0,01 m² equivale a unos 8 W a 40 km/h, así que 0,02 m² valen aproximadamente 16 W.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
Test 4Capas límite y superficiesHacer un test
El aire junto a una superficie se frena por la fricción y forma una capa límite fina cuyo comportamiento determina la resistencia.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Una capa turbulenta resiste el desprendimiento, lo retrasa y produce una estela de baja presión más pequeña.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Como los hoyuelos de una bola de golf, la textura puede provocar una transición más temprana a la turbulencia en cilindros como los brazos.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
A un número de Reynolds crítico la capa límite se vuelve turbulenta y la resistencia cae bruscamente: es la crisis de resistencia.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Depende de la velocidad, el tamaño y la viscosidad del fluido, y predice si el flujo es laminar o turbulento.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
En formas romas a velocidades de ciclismo, una superficie lisa puede mantener una capa laminar que se desprende pronto y aumenta la resistencia.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · aplicación
Sus pruebas de 2014 hallaron que las piernas afeitadas reducían la resistencia unos pocos puntos porcentuales, lo que se estimó en unos 50-80 segundos en 40 km.
Fuente: Specialized Win Tunnel, 2014 · recuerdo
Los diseños Kammtail cortan la cola donde queda poco beneficio de flujo, ahorrando peso y fuerza lateral.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Cada textura provoca la transición a un número de Reynolds concreto, por lo que los trajes se ajustan a las velocidades de carrera previstas.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · aplicación
El material que ondea crea un flujo desprendido inestable que aumenta la resistencia más allá de su pequeña superficie.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Test 5Medir la resistencia aerodinámicaHacer un test
Los túneles controlan la velocidad del aire y el ángulo de deriva, lo que hace medibles y repetibles las diferencias pequeñas.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · recuerdo
Rodar a velocidad constante en una pista cubierta con medición de potencia permite estimar el CdA con poco viento.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · recuerdo
Si el CdA y el Crr son correctos, el perfil de elevación modelado coincide con el de la carretera real; los valores se ajustan hasta lograrlo.
Fuente: Chung, Estimating CdA with a power meter (2012) · recuerdo
La CFD resuelve numéricamente las ecuaciones del flujo, lo que permite cribar muchas formas antes de las pruebas físicas.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Medir la velocidad y la densidad del aire en la bicicleta elimina parte de las conjeturas sobre el viento en las pruebas de campo.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · recuerdo
Las ráfagas, el tráfico y los pequeños cambios de posición hacen que los resultados de campo sean menos precisos si las pruebas no se repiten con cuidado.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · recuerdo
La rapidez con que cae la velocidad al rodar sin pedalear en llano refleja la resistencia aerodinámica y a la rodadura combinadas.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · recuerdo
La clasificación del equipamiento puede cambiar con el ángulo de deriva, por lo que los resultados se presentan para un rango de ángulos de viento.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Volver a una referencia permite comprobar la deriva de las condiciones y de la posición del ciclista a lo largo de la sesión.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · recuerdo
El CdA absoluto varía según el método; las comparaciones de configuraciones dentro de un mismo método son más fiables que los totales entre métodos distintos.
Fuente: Debraux et al., Sports Biomech 2011 · aplicación
Test 6La física del draftingHacer un test
Ir a rueda a distancias cortas reduce la resistencia del ciclista que sigue en aproximadamente un tercio o más.
Fuente: Kyle, Ergonomics 1979 · recuerdo
El ciclista que sigue eleva la presión detrás del que va delante, reduciendo la resistencia de este unos pocos puntos porcentuales.
Fuente: Blocken et al., J Wind Eng Ind Aerodyn 2013 · recuerdo
Los ciclistas en el centro y en la parte trasera de un gran pelotón experimentaron solo una pequeña fracción de la resistencia en solitario.
Fuente: Blocken et al., J Wind Eng Ind Aerodyn 2018 · recuerdo
La estela de baja velocidad detrás de un ciclista se mezcla con la distancia, por lo que el abrigo se debilita.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
A las largas distancias exigidas, la estela se ha recuperado en gran parte, por lo que el beneficio restante es pequeño pero no nulo.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Blocken mostró que un vehículo detrás de un ciclista eleva la presión a su espalda y reduce su resistencia, lo que puede importar en las contrarrelojes.
Fuente: Blocken et al., J Wind Eng Ind Aerodyn 2016 · recuerdo
Con viento lateral la estela se desplaza hacia un lado, por eso los abanicos se forman en diagonal a lo ancho de la carretera.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
En subidas empinadas la velocidad es baja y domina la gravedad, por lo que el abrigo aerodinámico ahorra poca potencia.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
La resistencia del líder es parecida a la de un ciclista en solitario, mientras que los seguidores ruedan en su estela.
Fuente: Blocken et al., J Wind Eng Ind Aerodyn 2013 · aplicación
Una menor resistencia significa que se necesita menos potencia mecánica para mantener la misma velocidad.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Test 7Subidas, peso y pendientesHacer un test
Potencia gravitatoria = masa x g x velocidad x seno del ángulo de la pendiente.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
1 kg x 9,81 x 4,17 m/s x 0,08 es aproximadamente 3,3 W.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
La Velocita Ascensionale Media es la velocidad de ascenso vertical en metros por hora, un indicador de la potencia de ascenso por kilo.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
A velocidades bajas de ascenso, casi toda la potencia se destina a elevar la masa, así que los W/kg determinan la velocidad.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
A menos que las subidas sean largas y empinadas, el tiempo que se pasa a velocidad hace de la aerodinámica el factor más importante.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · aplicación
La velocidad aumenta hasta que las fuerzas de resistencia aerodinámica y de rodadura igualan la componente de la gravedad que tira cuesta abajo.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
La fuerza cuesta abajo crece con la masa, pero la resistencia depende del CdA y de la velocidad, así que el ciclista más pesado alcanza una velocidad de equilibrio mayor.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
La potencia aerodinámica crece con el cubo de la velocidad del aire, así que a velocidades de ascenso pasa a ser una pequeña parte de la potencia total.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
A altas velocidades de descenso, la posición aerodinámica es la que más tiempo ahorra; a bajas velocidades de ascenso, importan más la potencia y la respiración.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · aplicación
La masa importa más donde domina la gravedad; en llano y en los descensos influye poco, o incluso algo negativamente.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
Test 8El viento en la bicicletaHacer un test
La resistencia depende de la velocidad del aire relativa al ciclista, que incluye cualquier viento.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Como la resistencia aumenta bruscamente con la velocidad del aire y se pasa más tiempo en el tramo lento con viento de cara, las pérdidas superan a las ganancias.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
El tiempo ahorrado por vatio es mayor a bajas velocidades, así que un modesto extra de potencia en los tramos lentos mejora el tiempo total.
Fuente: Swain, Med Sci Sports Exerc 1997 · aplicación
Con un ángulo de deriva moderado, la llanta puede actuar como una vela y producir una sustentación con componente hacia delante que reduce la resistencia neta.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Las áreas laterales mayores producen más fuerza lateral y más par de dirección cuando llegan las ráfagas.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Si el aire se mueve a la misma velocidad que el ciclista, la velocidad relativa del aire y, por tanto, la resistencia se acercan a cero.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Con una menor velocidad del ciclista, la componente del viento lateral supone una parte mayor del viento relativo, lo que aumenta el ángulo de deriva.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Las diferencias de resistencia crecen con el cuadrado de la velocidad del aire, así que una ventaja aerodinámica aumenta con viento de cara.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
El viento aparente es la suma vectorial del viento real y del flujo de aire creado por la propia velocidad del ciclista.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Aflojar ligeramente en el rápido tramo con viento a favor cuesta poco tiempo y permite aplicar más potencia donde esta rinde más tiempo.
Fuente: Swain, Med Sci Sports Exerc 1997 · aplicación
Test 9Energía cinética y cambios de velocidadHacer un test
Energía cinética = 0,5 x masa x v al cuadrado.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Cada frenada disipa energía cinética, que el ciclista debe recuperar en forma de potencia al acelerar.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Tomar las curvas con fluidez conserva la velocidad y reduce el coste repetido de volver a acelerar hasta el ritmo de carrera.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
0,5 x 80 x (11,1 al cuadrado - 5,6 al cuadrado) es aproximadamente 3,7 kJ, antes de las pérdidas por resistencia.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
El impulso lleva al ciclista hacia las subidas cortas, por eso mantener la velocidad al entrar en una subida es eficiente.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Una rueda en giro añade energía rotacional, pero el extra es modesto y solo importa cuando la velocidad cambia con frecuencia.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Frenar y acelerar repetidamente hace que las ráfagas de potencia y el manejo sean más importantes en relación con la aerodinámica pura.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · aplicación
Las aceleraciones breves cuestan tanto energía cinética como potencia aerodinámica cúbica; la ganancia suele ser pequeña.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
Los ciclistas de la parte trasera frenan más y deben acelerar con más fuerza, por lo que el efecto acordeón estira el grupo.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · recuerdo
Como la potencia de resistencia crece con el cubo de la velocidad, rodar de forma irregular a la misma velocidad media requiere más energía.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
Test 10Cálculos de velocidad y potenciaHacer un test
Como la potencia crece aproximadamente con el cubo de la velocidad en llano, la velocidad varía en torno a un tercio de cualquier cambio de potencia.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
Cinco horas con un 1 % más de velocidad ahorran en torno al 1 % de 300 minutos, aproximadamente 3 minutos.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
(36/40) al cubo es aproximadamente 0,73, y 0,73 x 250 es aproximadamente 182 W.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
El tiempo ahorrado por vatio es mayor a menor velocidad y se acumula en un recorrido más largo.
Fuente: Crouch et al., Sports Eng 2017 · aplicación
Trabajo = potencia x tiempo: 200 J/s x 3600 s = 720.000 J.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Quemar 4,18 kJ de energía de los alimentos para realizar en torno a 1 kJ de trabajo con una eficiencia de ~24 % hace que las cifras sean casi iguales.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Solo entre una quinta y una cuarta parte de la energía metabólica se convierte en potencia en los pedales; el resto es calor.
Fuente: Coyle et al., Med Sci Sports Exerc 1992 · recuerdo
Con una eficiencia en torno al 20-25 %, la mayor parte de la energía sale en forma de calor, que el cuerpo debe disipar.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · recuerdo
Un ahorro equivalente de potencia del 4 % da aproximadamente un tercio de eso en velocidad, en torno al 1,3 %.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
La velocidad escala con la raíz cúbica de la potencia/CdA, así que una reducción del CdA del 10 % da en torno a un 3,5 % más de velocidad.
Fuente: Martin et al., J Appl Biomech 1998 · aplicación
Fuentes
Literatura revisada por pares de ingeniería deportiva y fisiología, con datos de pruebas publicados y normas para los hechos establecidos
- Martin et al., J Appl Biomech 199841
- Crouch et al., Sports Eng 201731
- Debraux et al., Sports Biomech 201113
- International Standard Atmosphere (ISO 2533)5
- Blocken et al., J Wind Eng Ind Aerodyn 20132
- Swain, Med Sci Sports Exerc 19972
- Specialized Win Tunnel, 20141
- Chung, Estimating CdA with a power meter (2012)1
- Kyle, Ergonomics 19791
- Blocken et al., J Wind Eng Ind Aerodyn 20181
- Blocken et al., J Wind Eng Ind Aerodyn 20161
- Coyle et al., Med Sci Sports Exerc 19921