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Diferencias en la frecuencia cardiaca y el gasto energético según el tipo de bicicleta empleada: de carretera o de contrarreloj |
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*Licenciado en Ciencias de la Actividad Física y Deporte por la Universidad de Sevilla Coordinador Técnico Club Deportivo Amigó San Hermenegildo **Licenciado en Ciencias de la Actividad Física y Deporte por la Universidad de Sevilla Técnico de la Federación Andaluza de Tenis ***Licenciada en Ciencias de la Actividad Física y Deporte por la Universidad de Sevilla (España) |
Javier Sola López* Juan de Dios Álvarez Casado** Jana Jiménez Fraidías*** |
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Resumen Objetivo: Este estudio pretende examinar las diferencias encontradas en las demandas fisiológicas de un ciclista de élite según el tipo de bicicleta escogida y su posición sobre la misma. Método: El diseño consistió en dos protocolos en los que se cubría una distancia de 8km a la misma velocidad y cadencia de pedaleo pero en un caso con una bicicleta de carreras y en otro de contrarreloj, registrando en ambos casos la frecuencia cardiaca (FC) y gasto energético. Las demandas fisiológicas se registraron mediante un pulsómetro. Resultados: Las pulsaciones medias en ambas tandas fueron muy similares, sólo aparecen las diferencias cuando se analizan las distintas partes del recorrido, en función de la pendiente del terreno. Con la bicicleta de contrarreloj en pendientes ascendentes las pulsaciones fueron más altas en comparación con las obtenidas con la bicicleta de carretera. En cuanto al gasto energético, no existen diferencias. Conclusión: El uso de la bicicleta de contrarreloj en su especialidad (contrarrelojs individuales o por equipos), demuestra una mayor rentabilidad de gasto energético y una menor frecuencia cardiaca para un mismo esfuerzo que realizado con una bicicleta de carretera siempre y cuando las condiciones ambientales sean desfavorables. Palabras clave: Bicicleta de contrarreloj. Frecuencia cardiaca. Gasto energético
Abstract Objective: Our present study tries to examine the differences in an elite cyclist’s physiological demands according to the type of bicycle chosen and the position on it. Methods: The design consisted in two protocols, covering a distance of 8km at the same speed and same cadence of pedalling but in a case with a racing bicycle and in other one with a time-trial bicycle, registering in both cases the cardiac frequency (CF) and energetic expense. The physiological demands were registered by heart rate monitor. Results: The average pulsations in both protocols were very similar, only the differences appear when the different parts of the track were analyzed, depending on the slope of the area. With the time-trial bicycle in ascending slopes the pulsations were high in comparison with the obtained ones with the racing bicycle. Conclusion: The use of the time-trial bicycle in its speciality (individual time-trial or team time-trial), demonstrates major profitability of energetic expense and a minor cardiac frequency for the same effort that realized with a racing bicycle when environmental conditions are unfavorable. Keywords: Time trial machine. Heart rate. Energetic expense |
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http://www.efdeportes.com/ Revista Digital - Buenos Aires - Año 14 - Nº 138 - Noviembre de 2009 |
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Introducción
Hoy en día en el ciclismo de competición a máximo nivel, todos los corredores cuentan con una magnífica preparación física y psíquica, por tanto en ocasiones, el ganar o perder una carrera puede quedar determinada por una adecuada selección del material a utilizar en carrera y obviamente una buena táctica durante la misma (Jeukendrup y Martin, 2001).
Ejemplo de ello, encontramos el final del Tour de Francia del año 89, donde Laurent Fignon defendía el liderato en la última contrarreloj con una ventaja de 50 segundos sobre Greg Lemond que sorprendió a todo el mundo al aparecer con una bicicleta aerodinámica especialmente diseñada para las contrarrelojs, toda una rareza en aquella época, y con la cual consiguió arrancarle 58 segundos al ciclista francés y hacerse así con el maillot amarillo con un margen de tan sólo ocho segundos, la diferencia más pequeña en toda la historia del Tour.
Actualmente, en las contrarreloj los ciclistas trabajan en torno al 70% FCmáx, en cambio en las etapas en línea se trabaja a una intensidad en torno al 50-60% FCmáx. (Padilla et al. 2000). Por esta razón, en esta investigación se ha querido comprobar las respuestas fisiológicas del sujeto experimental en función de la bicicleta empelada, primero con una bicicleta de carretera y posteriormente con una de contrarreloj.
Otra de las razones de este estudio, es que el metabolismo de la mayoría de los ciclistas es más eficiente en una posición de carrera sobre la bicicleta que en una posición aerodinámica, dado que la mayoría del tiempo en carreras y entrenamientos se produce en esta postura. Por ello, es necesario que los ciclistas entrenen la posición aerodinámica para obtener un buen rendimiento en las contrarrelojs. En cambio, los triatletas obtienen un rendimiento similar en ambos posiciones dado que están entrenados para ellos. (Peveler et al. 2005).
Los estudios de Gnehm et al, 1997; Padilla et al, 2000; Peveler et al, 2005 demuestran que un ciclista en posición aerodinámica con la bicicleta de contrarreloj obtiene una mayor rendimiento y mejores que con una bicicleta de carretera, sobre todo con condiciones de viento.
El objetivo del presente estudio, es medir las diferencias obtenidas a nivel fisiológico (frecuencia cardiaca y gasto energético en un ciclista experimentado), al recorrer 8 Km. con una misma cadencia, velocidad y condiciones ambientales favorables, usando dos tipos de bicicletas: una de carretera y otra de contrarreloj. De esta manera, al ser las condiciones ambientales favorables pensamos que apenas deberían existir diferencias entre ambas bicicletas.
Otros objetivos secundarios, son analizar los datos obtenidos en la aceleración, que variará en función del material utilizado, y la posición del centro de gravedad en ambas posturas, en posición de carrera sobre la bicicleta de carretera y en posición de contrarreloj.
Método
Condiciones del estudio
Para realizar la investigación nos propusimos trazar un mismo trayecto de 8 Km. en 2 tiempos, primero con un material determinado y después con otro totalmente distinto. En ambas situaciones se mantuvo la misma cadencia de pedaleo, misma velocidad y mismas condiciones ambiéntales, concretamente 18ºC de temperatura y una situación de viento de calma.
Materiales utilizados
Por un lado la medición de las variables cinéticas (velocidad, aceleración y distancia), se utilizó un GPS modelo Garmin® Forerunner 310 con sus correspondiente software Garmin® Training Center v 3.2.3 y el Map Source® versión 6.13.5 para poder tratar los datos
Mientras que las demandas fisiológicas de la actividad realizada (frecuencia cardiaca y gasto energético) se utilizó un pulsómetro Polar S725X ProTeam Edition™ y el software para el tratamiento de los datos (Polar Trainer 5™). Los datos se registraron cada 15 segundos. Por otro lado, incorporamos al pulsómetro un sensor de cadencia Polar™, para así obtener los registros de la cadencia de pedaleo y para poder mantener la misma durante el transcurso de la prueba.
En cuanto a las bicicletas utilizadas, durante la primera cobertura de los 8 Km. se utilizó el siguiente equipamiento:
Una Bicicleta Goka® modelo Greenwich, con un peso total de 8.100 gramos que se desglosan de la siguiente manera: Cuadro modelo full carbon monocasco, talla L y con un peso de 1.285 gramos, construido con Multidirectional Carbon Fiber CMT 700. Las ruedas empleadas fueron una Campagnolo® modelo Sirocco (delantera) de 770 gramos de peso y Campagnolo® modelo Khasim (trasera) 1.040 gramos de peso. Ambas ruedas están fabricadas de aluminio y la presión de sus neumáticos era de 8,5 bares. El resto de componentes de la bicicleta poseían un peso de 5.005 gramos
En cuanto a la indumentaria, se utilizó un traje de tipo buzo fabricado en un 80% poliamida y un 20% lycra que quedaba amoldado y ajustado al sujeto. El casco seleccionado fue un Spiuk® modelo Nexion con un peso de 290 gramos.
Para la segunda cobertura de los 8 Km. se utilizó una bicicleta modelo Ditec® Time Trial Machine con un peso total de 8.500 gramos, los cuales se desglosan de la siguiente forma: Cuadro T, tamaño L con un peso de 1.270 gramos de construcción monocasco de carbono alto módulo M30 unidireccional de talla. El cuadro iba acompañado por unas ruedas Ruedas: Mavic® 3 palas edición especial fabricadas en carbono 90º con un peso de la rueda delantera de 1.420 gramos, y la rueda trasera con un peso de 1.620 gramos. La presión de los neumáticos utilizada fue de 9 bares. El resto de componentes se estima en 4.190 gramos de peso. Respecto a la indumentaria utilizada fue la misma que en los 8 km anteriores
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Carretera |
Peso |
Contrarreloj |
Peso |
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Cuadro |
Goka® Greenwich |
1,285 kg. |
Ditec® Time Trial Machine |
1,270 kg |
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Rueda delantera |
Campagnolo® Sirocco |
0,770 kg |
Mavic® 3 palas edición especial |
1,420 kg |
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Rueda trasera |
Campagnolo® Kashim |
1,04 kg |
Mavic® 3 palas edición especial |
1,620 kg |
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Resto de componentes |
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5,005 kg |
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4.190 kg |
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Casco |
Spiuk® Nexion |
0.290 kg |
Spiuk® Nexion |
0.290 kg |
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Ciclista |
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77Kg |
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77Kg |
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Peso total |
85.39 Kg |
85.79 Kg |
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Procedimiento de la prueba
En un primer momento se localizó el lugar donde se iba a realizar la prueba. Previa revisión meteorológica, se seleccionó una carretera secundaria ubicada en la localidad sevillana de Los Palacios y Villafranca. La carretera presentaba un perfil irregular a lo largo de sus 8km a recorrer y con pocas curvas
Para la realización de la prueba se contó con la presencia de un corredor de la categoría sub-23 con un peso de 77kg, una altura de 180cm y una frecuencia cardiaca de reposo de 49 ppm. Se le dio la oportunidad al corredor de elegir aquella cadencia y aquel desarrollo que el pudiera mantener a lo largo de los 8km.
Antes de realizar cada prueba, se realizó un calentamiento de 16 minutos con el desarrollo que posteriormente se iba a utilizar. Entre el calentamiento y la realización de la prueba se dejó un margen de 2 minutos de descanso.
Por otro lado, entre prueba y prueba se dejó un periodo de recuperación de 45 minutos, buscando la recuperación del sujeto para afrontar los 8 kilómetros siguientes.
Prueba nº1: cubrir 8 Km. con la bicicleta de carretera
El desarrollo elegido por el sujeto fue 52/18 y se intentaría trabajar a una cadencia de 90 pedaladas por minuto. Se equipó la bicicleta con el GPS Garmin® Forerunner 301, el pulsómetro Polar S725X ProTeam Edition™ y su respectivo sensor de cadencia. Tras el descanso del calentamiento se cubrieron los 8 km del tramo de carretera. Una vez cubiertos los 4 primeros kilómetros el sujeto realizaba un giro de 180º y volvía a recorrer los 4 km que le devolvían a la posición inicial de salida.
Prueba nº2: cubrir 8 Km. con la bicicleta de contrarreloj
Tras un descanso de 45 min se dio comienzo a la prueba nº2. En este caso se utilizó la bicicleta Ditec® Time Trial Machine y el sujeto optó por utilizar un desarrollo de 55/19 (mismo desarrollo que el anterior, dado que un diente de piñón equivale a 3 dientes del plato). Por otro lado, la cadencia sería de 90 pedaladas por minuto.
Para la segunda prueba se respetaron los protocolos de calentamiento y descanso de la prueba anterior.
Centro de gravedad
Un objetivo secundario de la investigación, fue analizar la posición del Centro de Gravedad (CDG) en ambas bicicletas para así observar en cual de ellas existe una mayor estabilidad.
Se tomaron fotografías del corredor en ambas bicicletas en posición de carrera (pierna derecha en ligera flexión (150º) y manos sobre el manillar) para analizar posteriormente la posición del centro de gravedad. Ambas bicicletas se colocaron sobre el rodillo marca Massi® (modelo Trainer CM 1420). La cámara de fotos utilizada fue una Canon EOS 350D Digital colocada en un trípode a una distancia de 2 metros de manera perpendicular a la línea formada por ciclista y bicicleta. Los datos fueron analizados mediante el soporte informático ATD (Comité Olímpico Español, Madrid)
Resultados
Antes de comentar los resultados vamos a proceder a describir el perfil de 8km por donde transcurrió la prueba. Los 4 primeros Km. son en casi su totalidad descendente y los 4 Km. de regreso obviamente con una pendiente ascendente. (1.125% de media)
Durante la primera salida con la bicicleta de carretera se registró una velocidad media de 32.9 km/h y el ciclista pedaleó con una cadencia media de 91 pedaladas por minuto. La aceleración durante la arrancada se corresponde con 0.236 m/s2y con ella el ciclista obtiene una velocidad de 9.72 m/s (35km/h). Por otro lado, cuando el ciclista llega al km. 4 para dar la vuelta la aceleración experimentada es de 0.70 m/s2 y se alcanza una velocidad de 11.88 m/s (33km/h). En el ámbito fisiológico, el ciclista ha realizado los 8km con una frecuencia cardiaca media de 166 SD ± 9.7ppm y alcanzado un pico máximo de 178 ppm (ver gráfico 1). Los primeros 4 km. que son de carácter descendente la media de pulsaciones son 169 ppm. Y los 4 siguientes con una media de 162 ppm. En total el sujeto tuvo un gasto energético de 142 Kcal.
Tras la segunda salida, en este caso con la bicicleta de contrarreloj se registró una velocidad media de 33.1 km/h y trabajando con una cadencia media de 94 pedaladas por minutos. En este caso, la aceleración durante la arrancada se corresponde con 0.94 m/s2, alcanzando una velocidad instantánea de 9.72 m/s (35km/h). Una vez recorridos los 4km. primeros y se procede a dar la vuelta, la aceleración experimentada de 0.79 m/s2 con una velocidad instantánea de 8.9 m/s2. En cuanto al esfuerzo realizado por el ciclista encontramos unas pulsaciones medias de 164 SD± 11.7ppm. y alcanzando un pico máximo de 182 ppm. (Ver gráfico 2) Por un lado, los primeros 4km. con ligera pendiente descendente los realizó con un pulso medio de 165 ppm. Por otro lado, los 4km. siguiente, de ligera pendiente ascendente, se registraron unas pulsaciones de 169 ppm. En el transcurso de los 8km. el gasto energético fue 148kcal.
Gráfica 1. Frecuencia cardiaca, cadencia y perfil; bicicleta de carretera
Gráfica 2. Frecuencia cardiaca, cadencia y perfil; bicicleta de contrarreloj
En cuanto a los análisis de los centros de gravedad, el sujeto sobre la bicicleta en posición estática encontramos diferencias. En la bicicleta de carretera el CDG se encuentra en (138.799; 138.799). En cambio, en la bicicleta de contrarreloj el centro de gravedad queda ubicado en las coordenadas (128.330; 130.996)
Discusión
En un primer lugar vamos a analizar los datos obtenidos en la frecuencia cardiaca, por una lado se obtiene que la frecuencia cardiaca durante los 8 primeros kilómetros con al bicicleta de carretera fue de 163 ppm y los 8 Km. siguientes con la de contrarreloj fueron de 164 ppm. Esto es algo que llama la atención dado que lo lógico sería obtener una frecuencia cardiaca más baja. Tras estos resultados obtenidos decidimos observar el perfil de la distancia recorrida, de tal manera que los 4 primeros kilómetros son descendentes y al realizar los mismos en sentido contrario son de pendiente ascendente. Esto se debe a que dado que la bicicleta de contrarreloj posee un peso mayor al de la bicicleta de carretera (8500gr y 8100gr respectivamente) diremos que el ciclista al tener que desplazar un mayor peso durante los kilómetros ascendentes con la bicicleta de contrarreloj las pulsaciones serán más elevadas. Esto se basa en que a mayor peso, el esfuerzo a realizar por el ciclista será mucho mayor (Burke, 1996). De la misma manera este factor es beneficioso durante los kilómetros descendentes, como reflejan los resultados. (169 ppm con a bicicleta de carretera y 165 con la bicicleta de contrarreloj).
En cuanto al gasto energético, se ha registrado un consumo de 142kcal en la bicicleta de carretera y 148 Kcal. en los kilómetros cubiertos con la de contrarreloj, esto se debe al pequeño incremento de las pulsaciones medias de una bicicleta con respecto a otra y a que durante las pruebas contrarreloj dado a que los ciclistas no están acostumbrados a trabajar en la posición aerodinámica, el reclutamiento de motoneuronas en el miembro superior y en los músculos de la pelvis es mucho mayor que en posición normal, aumenta el consumo de oxígeno, y la frecuencia cardiaca. De esta manera, el gasto energético es ligeramente mayor, pero queda compensado en concepto de rendimiento con las ventajas que nos proporciona la bicicleta de contrarreloj al tener mejor características aerodinámicas. (Gnehm et al. 1997, Peveler et al. 2005).
Al analizar los parámetros de la aceleración obtenidos se puede observar que las mayores son registradas con la bicicleta de contrarreloj de 0.94m/s2 frente a los 0.236 m/s2 de la bicicleta de carretera. Este resultado resulta contradictorio dado que hipotéticamente las ruedas de menor peso, como es el caso de las empleadas en la bicicleta de carretera, permiten una mayor capacidad de aceleración, y curveo, además de una mejor escalada (Burke, E; 1996). Este último parámetro si se cumple en la investigación. Lo mismo ocurre durante la arrancada que se produce durante el giro para iniciar el retorno, (0.79 m/s2 contra los 0.7 m/s2)
En cuanto a los datos obtenidos tras el estudio del CDG del sujeto sobre ambas bicicletas en posición estática, diremos que el centro de gravedad en la bicicleta de contrarreloj es más bajo (128.330; 130.996) que con respecto al centro de gravedad obtenido en la bicicleta de carretera (138.799; 138.799). , de tal manera que el corredor al encontrarse en posición aerodinámica, el centro de gravedad es mucho más bajo y proporciona más estabilidad pudiéndose reducir el tiempo en torno a 2- 2.5 min.en una contrarreloj de 40 km. (Jeukendrup & Martin, 2001).
En cuanto las limitaciones del estudio, podemos señalar que si hubiéramos realizado un trazado de un mayor kilometraje, las diferencias hubieran sido mayores. Del mismo modo, también se podía haber utilizado un perfil mucho más llano y en condiciones ambientales de viento bien lateral o desfavorable, de tal manera que cuando el ángulo con el que el viento golpea al ciclista y a la bicicleta supera los 20º se pueden reducir el tiempo total en casi el 20% del empleado con respecto a una bicicleta de carretera (N. Howard et al.2001) así que se hubieran reflejado aún más las ventajas aerodinámicas que nos proporciona la bicicleta de contrarreloj. A todo ello, podemos señalar que la FCmáx del protocolo (182ppm) se obtiene con la bicicleta de contrarreloj tras realizar el tramo ascendente más duradera durante los 4 Km. de retorno
Como conclusión, cabe señalar que en una distancia tan corta las diferencias obtenidas son muy pequeñas. Pero estamos en la disposición de afirmar que con los datos obtenidos en la investigación con respecto a la frecuencia cardiaca media y el gasto energético que si las condiciones ambientales son favorables no existen diferencias en el uso de una bicicleta de contrarreloj y una de carretera con sus respectivas posiciones. Como queda indicado en la literatura revisada, las diferencias hubieran sido más amplias con un mayor kilometraje y si las condiciones ambientales fueran desfavorables, es decir, con viento, enfatizándose así las ventajas aerodinámicas de la bicicleta de contrarreloj. Así pues, pensamos que para futuras investigaciones sería interesante realizarlas en el interior de un velódromo, eliminando así los factores ambientales totalmente y con una mayor muestra de sujetos, para así dar una mayor consistencia a este pequeño estudio.
Bibliografía
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Flynn M., Long E. & Whelan-Curtin W. (2001). A Systematic Technique for Optimal Bicycle Wheel Selection. The UMAP Journal 22(3). 241-252
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Gnehm P., Reichenbach S., Altpeter E., Widmer H. & Hoppeler H.; (1997). Influence of different racing positions on metabolic cost in elite cyclists. Med Sci Sports. 29(6):818-823
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Gutierrez M. (1994). Biomecánica y ciclismo. Revista Motricidad 1, 77-94
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Howard, N. Miller, Z. & Adams, M. (2001). Selection of a Bicycle Wheel Type. The UMAP Journal 22(3). 225-240
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Jeukendrup A. & Martin J. (2001). Improving Cycling Performance .How Should We Spend Our Time and Money. Sports Med ;31 (7): 559-569
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Padilla S. Mujika I. Orbañanos J. & Angulo F. (2000). Exercise intensity during competition time trials in professional road cycling. Med Sci Sports Excerc 32(4): 850-856
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Peveler W. Bishop P. Smith J. & Richardson M. (2005). Effects Of Training In An Aero Position On Metabolic Economy. JEPOnline 8(1):44-50.
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revista
digital · Año 14 · N° 138 | Buenos Aires,
Noviembre de 2009 |
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