¿Qué es la calculadora de vatios en ciclismo?
Esta calculadora estima la potencia mecánica, en vatios, que un ciclista debe generar para rodar a una velocidad determinada. Modela las tres fuerzas que el ciclista tiene que vencer: la resistencia a la rodadura entre los neumáticos y el asfalto, la resistencia aerodinámica del aire y la gravedad cuando se afronta una pendiente. Un factor de pérdida de transmisión convierte la potencia que llega a la rueda en la potencia algo mayor que debes aplicar en los pedales. Se basa en un modelo físico universal, así que sirve en cualquier lugar.
Cómo usarla
Introduce tu masa total (ciclista más bici y equipamiento), la velocidad objetivo en km/h y la pendiente de la carretera en porcentaje (0 para llano, valores negativos para bajadas). Los valores por defecto de resistencia a la rodadura (Crr ≈ 0,005 para neumáticos de carretera), área aerodinámica (CdA ≈ 0,3 m² rodando sobre las manetas), densidad del aire (ρ = 1,225 kg/m³ a nivel del mar) y pérdida de transmisión (≈ 2 %) son razonables para un ciclista de carretera, pero puedes ajustarlos. El resultado muestra la potencia total en pedales y un desglose por cada fuerza.
La fórmula explicada
La potencia es igual a la fuerza por la velocidad. La fuerza de rodadura es \(C_{rr}\cdot m\cdot g\), la fuerza aerodinámica es \(0{,}5\cdot\rho\cdot C_dA\cdot v^2\) y la fuerza de ascenso es \(m\cdot g\cdot\text{pendiente}\). Al multiplicar cada una por la velocidad \(v\) (en m/s) obtenemos la potencia de cada componente. Ten en cuenta que la potencia aerodinámica crece con el cubo de la velocidad: por eso resulta tan exigente ir más rápido en llano.
$$ P = \dfrac{\left(C_{rr}\,m\,g\,v\right) + \left(\tfrac{1}{2}\,\rho\,C_dA\,v^{3}\right) + \left(m\,g\,G\,v\right)}{1 - \dfrac{\text{Drivetrain Loss (\%)}}{100}} $$$$ \text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} v &= \dfrac{\text{Speed (km/h)}}{3.6}, \quad g = 9.8067 \\ m &= \text{Mass (kg)}, \quad G = \dfrac{\text{Grade (\%)}}{100} \\ C_{rr} &= \text{Crr}, \quad C_dA = \text{CdA} \\ \rho &= \text{Air Density} \end{aligned} \right. $$
Ejemplo resuelto
Para un ciclista de 80 kg rodando a 30 km/h (8,333 m/s) en llano con Crr 0,005, CdA 0,3, ρ 1,225 y g 9,8067:
$$ \text{rodadura} = 0{,}005\cdot 80\cdot 9{,}8067\cdot 8{,}333 \approx 32{,}69\ \text{W} $$$$ \text{aerodinámica} = 0{,}5\cdot 1{,}225\cdot 0{,}3\cdot 8{,}333^{3} \approx 106{,}34\ \text{W} $$$$ \text{gravedad} = 0\ \text{W} $$La potencia en la rueda \(\approx 139{,}04\ \text{W}\) y, al dividir por 0,98 (2 % de pérdida de transmisión), salen unos 141,9 W en los pedales.
Preguntas frecuentes
¿Por qué el desglose no incluye la pérdida de transmisión? Las tres filas del desglose son la potencia en la rueda; el total destacado suma por encima la pérdida de transmisión.
¿Qué CdA debo usar? Aproximadamente 0,4 erguido, 0,3 sobre las manetas, 0,25 agarrado al manillar bajo y 0,20 o menos en posición de contrarreloj.
¿Influye el viento? Sí: el viento de cara aumenta de hecho la velocidad del aire en el término aerodinámico. Este modelo básico asume aire en calma.
