Biomechanica en materiaal

Inleiding

Als trainer/coach valt het mij altijd weer op dat er maar heel weinig renners zijn die goed op hun fiets zitten. Hoe dat komt is voor mij een raadsel want een goede fietsen winkel of dealer is, mijns inziens, verplicht om te zorgen dat een renner in ieder geval de juiste framemaat krijgt. Als wedstrijdrenner of cyclo toerist is dit een dubbele ramp want het betekent in de praktijk dat je, niet alleen een verkeerde maat fiets hebt maar ook energie verlies.

Daarom wat tips en wetenswaardigheden over biomechanica en materiaal.

Luchtweerstand 

De grootste handicap die door een wielrenner moet worden overwonnen is de luchtweerstand. De hoge snelheden die op een fiets worden gehaald zorgen er voor dat de luchtweerstand veel groter is dan bijvoorbeeld bij hardlopen. Alleen als je bergop fietst komt daar de zwaartekracht nog bij. Om zo min mogelijk luchtweerstand te hebben is uit de wind rijden essentieel voor een wielrenner. Goed in het wiel kunnen zitten is dus uiterst belangrijk. Om een kleine indicatie te geven; uit de wind zitten bij 1 renner levert je een energie besparing op van 19%, bij 2 renners of meer 32% en in een peloton levert je dat 50% op. Stayeren achter een vrachtwagen scheelt je zelfs 68% energie maar is niet echt aan te raden, mits je broer de vrachtwagen chauffeur is!

Belangrijk in het geval van luchtweerstand is het frontale oppervlak van een renner. Dat kan variëren van 4.080 cm2, staand en rustend op de remgrepen, tot 2.680 cm2 als je op een tijdrit fiets zit. De vorm van het lichaam heeft ook invloed op de weerstand die je ondervind. Je snapt dat Gert Steegmans meer luchtweerstand ondervind dan Damiano Cunego. Daarom is het zo belangrijk dat een fiets goed wordt aangemeten, hoe comfortabeler je op je fiets zit, hoe gemakkelijker je in de beugels kan rijden wat weer een enorme invloed heeft op de te leveren energie. De luchtweerstand van een renner wordt bepaald door vier factoren: luchtsnelheid, lichaamsomvang, luchtdichtheid en de vorm van het lichaam. Alleen de lichaamsomvang en de vorm van het lichaam zijn factoren die je zelf kunt beïnvloeden.

Het is daarom alweer van belang dat je fiets perfect op jouw maat is aangemeten. Een voorbeeldje; als je comfortabel op je fiets zit is het geen probleem om lang met iets doorgebogen armen in de beugel te fietsen. Als je ze dan ook nog netjes binnen je lichaam houdt, parallel met je frame dan scheelt dat 12% in je frontale oppervlak. Je snapt ondertussen wel hoe belangrijk een aangemeten fiets is. Wil je echt voordeel hebben dan is maar een oplossing: de ligfiets. Tot grote ergernis van de “gewone” fietser is een geoefende ligfietser alle andere fietsers de baas 

Rolweerstand 

Het tweede probleem dat een renner moet overwinnen is de rolweerstand. De rolweerstand die een renner moet overwinnen is afhankelijk van het gewicht van de renner inclusief fiets, de zwaartekracht en de rolweerstandcoëfficiënt Dit laatste is afhankelijk van de ondergrond, klinkers, asfalt, steentjes etc., soort banden en de druk in de banden. Hoe hoger de druk, hoe smaller het contactoppervlak met het wegdek. Verder speelt een kleine rol dat kleinere wielen een grotere rolweerstand hebben dan grotere, daartegenover staat weer dat kleinere wielen een lagere luchtweerstand hebben. De keuze van de banden speelt een grotere rol dan aanvankelijk werd gedacht.

De Belgische website fietsica.be heeft berekend dat met het omleggen van een betere band met extralight binnenband een tijdwinst kan opleveren van 23 Watt per uur bij een fietser van 85 kg, fiets inbegrepen, die een vermogen levert bij 38 km/uur van 285 Watt. Een voordeel van 8% ! Bespaar dus niet op banden. Een ander fenomeen in rolweerstand is de wrijvingsweerstand van de onderdelen, zoals naven, ketting en tandwielen. Er wordt van uitgegaan dat deze mechanische weerstand ongeveer 5% van het totale vermogen is. Een goed onderhouden ketting en goede naven zijn dus belangrijk. Kortom de problemen die een renner allemaal moet overwinnen zijn, de luchtweerstand, de rolweerstand, , de mechanische weerstand en de zwaartekracht. Je snapt nu wel dat een goed aangemeten fiets van groot belang is. Als deze ook nog eens goed wordt onderhouden (mechanische weerstand) zijn we op de goede weg.

De fiets 

Het kiezen van een fiets is geen kleinigheid en dan bedoel ik niet het merk fiets, de kleur van het frame of de kleur van het zadel. Alhoewel dat tegenwoordig belangrijker schijnt te zijn dan de juiste maat! We gaan toch even uit van het feit dat een renner de juiste maat wil. Wat zijn dan de belangrijkste factoren. Als allereerste de maat van het frame. Er zijn twee vuistregels om de juiste framehoogtes te vinden. Wanner je op een fiets zit moet je been bijna gestrekt zijn als je met je hiel op het pedaal staat als de crank in verticale positie staat. De tweede methode is iets ingewikkelder. Met een koersbroek aan, op blote voeten, tegen een muur gaan staan. De benen heel licht gespreid, dan bijvoorbeeld een telefoonboek stevig tegen het kruis drukken. Dan de bovenkant van het boek tot de grond meten en die uitkomst vermenigvuldigen met 0.883. De maat die je dan krijgt is de afstand tussen hart van de trapas en de bovenkant van het zadel.

Verder zijn er nog de gekende verhaaltjes zoals, elleboog tegen de punt van het zadel, dan moeten de vingers net de achterkant van de stuurpen raken. Nog een, als je op de fiets zit moet je de voornaaf net niet kunnen zien. Leuke oplossingen maar niet helemaal wetenschappelijk verantwoord. Waar moet je bij een framemaat verder op letten. Het is belangrijk dat een frame niet te kort is zodat je niet opgekropt gaat zitten. Een enigszins gestrekte zitpositie is beter, vooral voor de aërodynamica. Het moet echter wel comfortabel zijn dus ook weer niet te gestrekt. Heel belangrijk is dat je een lange proefrit mag maken op de fiets van je keuze. Ga er niet van uit dat je er direct perfect op zit, je zult er een paar dagen aan moeten wennen. De lengte van de cranks is ook belangrijk, veelal zijn 170 of 175mm cranks gemonteerd. Ben je echter langer dan 195 cm dan zou je kunnen opteren voor 180 mm cranks. Ben je kleiner dan 170 cm probeer dan eens 167,5 mm cranks.

De breedte van het stuur kun je het beste overeenstemmen met de breedte van je schouders. Zoals je ziet komt er nogal wat kijken bij de aanschaf van een frame. Het is dan ook zeer belangrijk. Nog een tip. Als je wedstrijdrenner bent is een iets korter frame, zeker als je veel criteria fietst, handiger. Een cyclo toerist heeft meer baat bij een langer, iets comfortabeler frame. Het kiezen van een fiets is zeer persoonlijk. Je ziet dat bij wedstrijden op tv, niet een renner zit hetzelfde en allemaal fietsen ze hard. Het is dus een kwestie van persoonlijke voorkeur. Heel belangrijk is dat je comfortabel op je fiets zit en je alles zo afstemt dat het echt jouw fiets is, en ja dan is een leuk kleurtje ook belangrijk!

Bronnen:

 “Wielrennen en wetenschap” van Tim Takken.

“High-performance cycling” van Asker Jeukendrup 

www.fietsyca.be

Jan Nak