Wielrenner op kop rijdt harder door achtervolger

Wielrenners rijden graag vlak achter de man op kop, uit de wind. Daardoor kan de volger zijn krachten sparen. Maar de man op kop blijkt hier ook voordeel van te hebben; hij ondervindt 2,5 procent minder luchtweerstand. Dit blijkt uit onderzoek van TU/e-hoogleraar Bert Blocken, dat woensdag 7 maart wordt belicht in het tv-programma Labyrint van de VPRO en NTR. Blocken heeft ook interessante bevindingen voor ploegentijdritten. De positie die het minste kracht kost in het rijtje renners, is niet de laatste, maar de een-na-laatste.

De 2,5 procent afname in luchtweerstand voor de man op kop doet zich voor bij een afstand tussen de renners van zo’n 15 centimeter en bij een snelheid van 54 kilometer per uur. Dat is ongeveer de topsnelheid van een sprint bij een licht oplopend parcours of tijdens een ploegentijdrit. Als de renners een meter uit elkaar rijden, is het voortstuwende effect van de achtervolger nog 0,6 procent. Volgens Blocken toont zijn onderzoek aan dat met zijn tweeën rijden altijd voordeel oplevert voor beide renners; ook als een van beiden weigert kopwerk te doen. Het voordeel voor de volger is natuurlijk wel groter, die heeft 34 procent minder energie nodig.

De wetenschappelijke verklaring voor dit effect, is dat een achtervolger zorgt voor een verlaging van de onderdruk achter de rijder op kop, vertelt Blocken. Daardoor ‘zuigt’ de lucht minder hard aan de voorganger.

Ploegentijdritten
De 37-jarige hoogleraar onderzocht ook ‘treintjes’ van renners, zoals bij een ploegentijdrit. Daaruit blijkt dat vaak niet de laatste renner het beste af is, maar de een-na-laatste. Dit geldt overigens niet altijd; tot en met een rijtje van vier heeft de achterste renner het meeste voordeel, bij langere rijtjes niet meer. Blocken wil in de toekomst ook simulaties doen voor treintjes met renners van verschillende posturen, om de voorspellende waarde nog beter te maken.

Tactiek
Blocken trekt een aantal tactische conclusies op basis van zijn onderzoek. “Als je de betere sprinter bent in bijvoorbeeld een lange ontsnapping met twee, waarbij je ontsnappingsgenoot niet voorop wil rijden, is het niet altijd de beste keuze om je metgezel zo snel mogelijk te lossen . Die helpt je juist vooruit.” En hij denkt dat ploegen andere keuzes kunnen maken bij de volgorde van de renners bij ploegentijdritten. “Bij een ontsnapping of een ploegentijdrit gaat de winst vaak om maar een paar seconden, en dit kan dan het verschil maken”, vertelt de professor.

Grote nauwkeurigheid
Het onderzoek van Blocken bestaat uit rekensimulaties van de windstromingen rond renners, en testen in windtunnels. Hij testte verschillende fietshoudingen, met zowel echte mensen als modellen van wielrenners, voorzien van 115 drukmeters. De simulaties hebben een nog niet eerder gebruikte nauwkeurigheid: hij berekent de wind in stapjes van 0,0003 seconden en op stukjes van 0,014 millimeter groot. Voor een rijtje van vier renners rekende hij bijvoorbeeld achttien miljoen punten door. Dit vergde zware rekenkracht: per simulatie zo’n vijf dagen rekenen door een cluster computerprocessors. Het onderzoek, dat Blocken doet in samenwerking met KU Leuven en ETH Zürich, leidde al tot meerdere publicaties in het Journal of Biomechanics.

Tv-uitzending
Het werk van Blocken is te zien in het programma Labyrint, op 7 maart om 20:50 uur op Nederland 2. In die uitzending komt ook het gedetailleerde windonderzoek in de Rotterdamse haven aan bod. Blocken deed voor het Havenbedrijf Rotterdam vier maanden metingen in het volledige havengebied, samen met TU/e-promovenda ir. Wendy Janssen en ing. Herm Jan van Wijhe van het havenbedrijf. Ook deden ze computersimulaties van de windstroming voor het gehele havengebied. Het is voor het eerst dat het volledige windveld van een grote haven zo in detail wordt onderzocht. De uitkomsten zijn van belang voor de afmetingen van vaarwegen en havens, en voor het veilig manoeuvreren, aanmeren en het laden en lossen van de allergrootste schepen. Het onderzoek past bij de de havenvisie 2030 door de inzet op innovatie en het investeren in optimale nautische voorzieningen.