Densidad del aire en ciclismo: cuánto cambian la altitud, el calor y la presión tu velocidad

A igual potencia, el aire menos denso hace ir más rápido: con 300 W y CdA 0,24 m², una crono de 40 km en llano se hace en 55,4 minutos a nivel del mar y 15 °C, y en 51,3 minutos a 2000 m. Pero a 2000 m el ciclista no mantiene sus 300 W, y la ganancia real se queda en algo menos de 2 minutos.

¿De qué depende la densidad del aire?

La densidad (ρ) es la masa de aire por metro cúbico. Sube con la presión y baja con la temperatura: ρ = p / (R·T), con la presión en pascales, la temperatura en kelvin y R = 287 J/(kg·K) para aire seco. La humedad la baja muy poco, porque el vapor de agua pesa menos que el aire seco. En la práctica, dos factores mandan:

• La altitud, que baja la presión: cerca de un 11 % menos de presión cada 1000 m en las primeras capas de la atmósfera.
• La temperatura: pasar de 15 a 30 °C a nivel del mar baja la densidad un 5 %, de 1,225 a 1,164 kg/m³.

Como el término aerodinámico de la ecuación de potencia es ½·ρ·CdA·v³, un 5 % menos de densidad equivale a un 5 % menos de CdA. Es la misma ganancia que un buen mono de crono, solo por el tiempo que hace^1,5.

¿Cuánto más rápido se va en altitud?

La línea discontinua es el efecto puramente físico: unos 2 minutos menos por cada 1000 m. La continua añade la fisiología: el consumo máximo de oxígeno cae de forma casi lineal con la altitud en deportistas de resistencia, alrededor de un 6 % por cada 1000 m⁴. Las dos fuerzas se compensan en parte, y a partir de cierta altitud la ganancia deja de crecer.

Este intercambio es exactamente el que explica por qué tantos récords de la hora se han intentado en velódromos de altitud moderada, y por qué ir mucho más alto no siempre compensa³. Lo desarrollamos en el artículo sobre cuánta potencia hace falta para el récord de la hora.

¿Y en un día de calor?

El calor tiene el mismo efecto físico que la altitud, en menor escala: a 30 °C la crono de 40 km del ejemplo es casi 1 minuto más rápida que a 15 °C a igual potencia. Pero el calor también reduce la potencia sostenible, y en pruebas largas puede pesar más el golpe fisiológico que la ventaja aerodinámica. Por eso conviene planificar con la temperatura de la hora real de paso, no con la de la salida (ver viento y meteo por hora de paso).

¿Cómo usarlo al planificar?

• Calcula ρ para la hora y el lugar de la carrera, con la presión y la temperatura previstas. Una diferencia de 0,05 kg/m³ entre dos días cambia el tiempo esperado tanto como un cambio de material.
• Compara marcas en kilos de aire, no en kilómetros por hora. Dos cronos iguales en dos días distintos no son comparables si la densidad cambió un 5 %.
• Al medir el CdA, anota la densidad. Un CdA calculado con la densidad equivocada sale falseado en la misma proporción.

Regla práctica: cada 1 % menos de densidad equivale a un 1 % menos de CdA. A igual potencia, en llano, eso es en torno a un 0,3 % menos de tiempo.

Qué se sabe y qué no

El efecto físico de la densidad está bien establecido y los modelos que lo incluyen predicen con precisión la potencia medida en carretera^1,2. Lo que más varía entre personas es la pérdida de potencia en altitud: el 6 % por cada 1000 m es una media, y hay deportistas que pierden bastante más o bastante menos, sobre todo sin aclimatación⁴.

Preguntas frecuentes

¿Se va más rápido en altitud en bici?

A igual potencia, sí: el aire frena menos. Pero el cuerpo produce menos potencia en altitud, así que la ganancia real es menor que la que da la física sola.

¿Cuánto cambia la densidad del aire con la temperatura?

Alrededor de un 0,35 % por grado. Pasar de 15 a 30 °C la baja un 5 %.