Helpt wieltjesplakken ook als je berg op fietst?

Tom Dumoulin wordt vaak aangevallen tijdens de beklimmingen. Team Sunweb heeft renners die voornamelijk goed zijn op het vlakke, maar bergop komt de Duitse formatie soms nog weleens tekort. Hierdoor vroegen wij ons af hoeveel voordeel het heeft om een ploegmaat te hebben waarbij je in het wiel kan zitten. En dit hebben wij puur vanuit een wetenschappelijk oogpunt  benaderd. 

Tekst: Laura Greenhalgh / Illustratie: Rob Milton 

Stel: je rijdt halverwege een zware beklimming en probeert uit alle macht het wiel van je voorganger vast te houden. Je hijgt je longen uit je lijf, je hartslag blijft stijgen en je lichaam schreeuwt om rust. Is het de moeite waard om je karretje aan te haken, terwijl het misschien een maar weinig voordeel oplevert?  

Het is bewezen dat wanneer je op de vlakke weg in iemands wiel gaat zitten je kostbare krachten kunt sparen. Het effect voor bergop fietsen is relatief slecht onderzocht. Damon Rinard, fietstechnoloog van Cervélo zegt daarover: ‘Er is weinig bekend, omdat het effect van in het wiel zitten bergop moeilijk te onderzoeken is. Er bestaan windtunnels om de aerodynamica van een fietser te analyseren en te verbeteren, en met een wielerbaan kunnen we het voordeel van in het wiel zitten meten, maar het is vooralsnog lastig om een bergsituatie te simuleren.’  

Terug naar de basis. Het staat vast dat aerodynamische voordelen afhankelijk zijn van de snelheid, die uiteraard afneemt als je bergop fietst. Met wielrennen moet je vechten tegen drie verschillende krachten: luchtweerstand, rolweerstand en de zwaartekracht. Matt Williams, specialist aerodynamica bij McLaren: ‘Op het vlakke heb je alleen te maken met de lucht- en rolweerstand, maar op het moment dat je begint omhoog te fietsen speelt de zwaartekracht direct een rol. Bij dezelfde inspanning ga je langzamer, omdat je een deel van de kracht gebruikt om de zwaartekracht te overwinnen en dus in feite minder kracht over hebt om vooruit te gaan.’ Met het afnemen van de snelheid, zal ook de luchtweerstand afnemen. Dit kan formulematig op de volgende manier worden uitgelegd:  

Fd = ½ x p x v2 x Cd x A

(p= luchtdichtheid, v= snelheid, Cd= weerstandscoëfficiënt van lucht en A= frontaal oppervlak)

Dit betekent dat de relatie tussen snelheid en luchtweerstand exponentieel is. ‘De luchtweerstand is evenredig met de snelheid in het kwadraat. En dit betekent dat er door een kleine verandering van de snelheid al een grote verandering in luchtweerstand plaatsvindt. Rinard: ‘Op beklimmingen waar de snelheid tussen de 15 tot 20  km/u ligt, is de luchtweerstand al aanzienlijk gedaald. Wanneer je een steile beklimming op fietst, waar de snelheid ongeveer 12 km/u is, dan is de luchtweerstand al ongeveer gelijk aan de rolweerstand van de banden.’ Dit alles betekent dat je veel minder voordeel hebt om in het wiel van je voorganger te zitten wanneer de weg omhoog loopt, omdat de luchtweerstand veel kleiner wordt. Williams voegt eraan toe: ‘Dus niet alleen je snelheid daalt wanneer je omhoog fietst, maar ook de voordelen van in het wiel zitten worden veel kleiner.’ 

Even rekenen

Wat levert het dan precies op? Williams: ‘Op het vlakke heb je misschien wel 300 watt tot je beschikking om de luchtweerstand te overwinnen. Stel je voor dat je door het in het wiel te zitten één derde kan uitsparen, dan hoef je 100 watt minder te leveren om dezelfde snelheid te fietsen, maar als je op een beklimming van 6% fietst, heb je maar liefst 80% van je energie nodig om de zwaartekracht te overwinnen en is slechts 10% luchtweerstand. Dit betekent dat je nu maar 30 watt nodig hebt om de luchtweerstand te overwinnen. Door in het wiel te zitten levert dit nu slechts een voordeel van 10 watt op.’

‘In feite zijn de voordelen nog kleiner’, aldus Rinard: ‘Om er cijfers aan vast te plakken is lastig. Uit onderzoek is gebleken dat in het wiel zitten een krachtsvoordeel van 30% tot 50% oplevert op vlakke wegen. Tijdens het klimmen is het geleverde vermogen vaak hoger en de snelheden lager, dus zijn de voordelen op het gebied van luchtweerstand ook lager, maar dit is niet makkelijk te bepalen.’  Niettemin geeft David Swain, professor toegepaste wetenschappen aan de Old Dominion University in Virginia aan dat er altijd enig voordeel is, hoe klein ook. ‘Hardlopers hebben duidelijk bewezen voordeel te hebben van een zogenoemde haas. Er werd voor het eerst onder de 4 minuten op de 1500 meter gelopen nadat er helpers waren die de wind voor de andere lopers braken. Daarnaast lijken zelfs de marathonlopers, waar de snelheid lager ligt, er voordeel bij te hebben. Het zal dus altijd minder kracht kosten wanneer je omhoog in het wiel van je voorganger fietst, zolang de berg maar niet te steil is waardoor je nog maar stapvoets fietst.’ 

Hoe meer vermogen je kan leveren of hoe lichter je bent, des te groter de voordelen (dat is ook waarom professionals ook in de bergen zo dicht op elkaar rijden). Tony Purnell, professor engineering aan de universiteit van Cambridge en hoofd technologische ontwikkeling van het Britse wielrennen: ‘De meesten van ons rijden een klim van ongeveer 8% met 8 tot 10 km/uop. Op die snelheid zal het voordeel te verwaarlozen zijn, maar als je zo omhoog rijdt als Vincenzo Nibali, dan is het een ander verhaal: wanneer je 20 km/u rijdt is er nog wel degelijk een voordeel.’  

Williams voegt eraan toe: ‘Als de bergen steiler worden, dan zal het voordeel ook voor de professionals kleiner worden, maar het is wel een paar procent. Fietsfabrikanten doen er enorme inspanningen voor om hun fietsen een paar procent te verbeteren, dus het belang van in het wiel zitten mag aan de andere kant niet onderschat worden. Als je dat vervolgens doorberekent naar een drie weken durende etappewedstrijd zoals de Tour de France, dan zullen de kleine beetjes de doorslag geven.’  

Tel uit je winst

Professionele wielerteams zijn zelf ook op zoek naar de voordelen van in het wiel zitten bergop. De teams proberen de luchtweerstand tijdens het bergop fietsen te meten. Rinard: ‘Wat er nodig is om dit te kunnen meten en inschatten is nog maar net beschikbaar, het zijn sensoren die de snelheid en windrichting digitaal meten. Mavic heeft een windsensor en er bestaat een instrument genaamd Aerostick. De Aerostick meet de windsnelheid, de windrichting, het traject dat de fietser fietst, het vermogen en de snelheid en hij meet dat seconde per seconde. Maar deze technologie is relatief nieuw en de meeste gegevens zijn nog in particuliere handen.’

Het lijkt er dus op dat de teams hun voordeel willen doen met kennis over de luchtweerstand van de renners. Dit is nog eens buiten het tactische en psychologische spel, van aanvallen van achter uit of je teamgenoten de forcing laten voeren, gerekend. Purnell: ‘Het hebben van een wiel van de neutrale volgauto kan psychologisch al een cruciaal verschil maken. Beklimmingen hebben daarnaast zelden een constante stijging, dus is het belangrijk om juist in iemands wiel te zitten als het vlakker wordt, want dan heb je pas echt voordeel.’ 

Voor ons gewone stervelingen ligt het volgens Purnell net even anders: ‘Je moet in ieder geval goed weten tot wat je in staat bent, omdat het alleen nut heeft om je karretje aan te haken bij je voorganger als je diens tempo ook daadwerkelijk bij kan houden. Er wordt vaak gezegd ‘klim op je eigen tempo’ en dat klopt. Als je in het wiel van je voorganger gaat zitten en deze rijdt net even te snel dan zul je het spreekwoordelijke rood in gaan en ploffen.’ 

Om het in cijfers uit te drukken: als een renner van 70 kg die 300 watt kan trappen op een beklimming van 20% zal zijn snelheid iets meer dan 6  km/u zijn. Op deze snelheid is de luchtweerstand verwaarloosbaar en heeft het dus vrijwel geen zin om in het wiel van je voorganger te fietsen. Maar Rinard bekijkt het uit het oogpunt van de wedstrijdrijders: ‘Het is het altijd waard om in iemand zijn wiel te zitten,’ concludeert hij. ‘Als je niet in het wiel van je voorganger gaat zitten, kun je maar beter een reden hebben waarom je dit niet doet. Als je net gaat sprinten of demarreren, dan natuurlijk niet. Maar je karretje aanhaken helpt, ook al is het een klein voordeel, het kost je in ieder geval niks extra’s, dus waarom niet?’