Hur snittar man 40km/h (respektive 50km/h!) på ett individuellt cykeltempolopp?

Lagom inför den svenska temposäsongen tänkte vi försöka kasta lite perspektivgivande ljus på vad som krävs för att prestera & nå sina mål i tempo – rakt på sak med betoning på de faktiskt mest avgörande variablerna i ett individuellt tempolopp av längre slag (~20km eller längre). De är aerodynamik och metaboliska kapaciteter (kroppens idrottsspecifika förmåga att producera energi).

Vi utgår ifrån ett så relaterbart scenario som möjligt i diskussionen – drömmålet kanske för många amatör- och veterancyklister: att snitta 40km/h på ett 3-mils tempolopp! Numera i effektmätarens & ”wattens” tidevarv så är det betydligt lättare att presentera detta i siffror som allt flera kan relatera till, åtminstone lite grann. Det gör denna diskussion förhoppningsvis inte bara till en abstrakt övning för matematiker, motionsfysiologer och cykelnördar!

Scenarioförutsättningar – 30km tempo i 40km/h (måltid: 45 minuter)

Cyklist (vi kallar honom ”Tommy Tempo”!): 180cm / 70kg. Tempocykel, väloptimerad (men UCI-regelmässigt laglig) & ”inkörd” ej rörelseanatomisk begränsad sittposition. Modern kringutrustning

Bana: Vändpunktsbana. Typisk svensk halvlätt kupering (böljande terräng, inga riktiga backar att tala om), säg 200 höjdmeter totalt. Platsens altitud är försumbart ovanför havsnivå (säg 100m). Fin asfalt på sträckningen, men lite åt det svenska ”grövre” hållet

Väderförhållanden: Lätta vindförhållanden men ej försumbara, säg 4 m/s. Normal svensk sommartemperatur och luftdensitet

Estimation på CdA (aerodynamiskt drag: ”slipperiness” Cd * frontalarea A) för Tommy Tempo med sin väloptimerade sittställning (0,23). Värde taget från beräkningsformel baserad på historiska observationer, se länk till denna läsvärda sidan om cykelaerodynamik på CyclingPowerLab med andra mät- & estimeringsmetoder m.m. Som jämförelse så ser du ett CdA-tal för samma person enligt formeln på en vanlig landsvägcykel (0,37). En annan jämförelse åt det extrema hållet är Graeme Obree’s numera bannlysta originella position på specialbyggd velodromcykel som användes för att slå timrekordet 1993 (CdA 0,17).

Amatör- och veterancyklister med måttligt väloptimerade och aggressiva positioner på tempocyklar kan som referens utgå från CdA upp mot 0,3 (± lite grann för betydligt större/mindre kroppskompositioner än i detta exempel). För de läsande triathleter med ergonomiska anpassade sittställningar för längre distanser (tex Ironman) får nog dock ofta tänka sig ett utgångsvärde lite högre än så!

En modell & kalkylator för ”effekt vs hastighet” vid cykling av Steve Gribble. Estimerade inmatade cykel- & miljövärden som drivlinans förlust, rullmotstånd däck-asfalt och luftdensitet för dessa sagda plats- & väderförhållanden. Höftat pålagt 1km/h extra på 40 – som marginal för fartsänkande faktorer som stillastående start, vändpunkt, vindförhållanden och upp-& nedförsbackar. Beräkningen säger då att 251 watt (med CdA 0,23) behöver snittas för att klara hastighetsmålet.

Hur mycket spelar aerodynamik roll i cykling? Mycket! Speciellt i högre hastigheter. Vi jämför och testar att använda landsvägcykelns mycket mer ”bekväma” CdA 0,37 istället.

 Ända upp mot 378 watt / 5,4w/kg (och ner till 251 watt / 3,6w/kg) beroende på cykelval och sin aerodynamiska färdighet kunde vara ett bra och fullgott svar på frågeställningen, men vi stannar inte där!

Vad behöver man ha för metaboliska kapaciteter för att snitta 251 watt? Snittar alla 251 watt på ”samma sätt”, energimässigt? Det är nu det blir spännande, för här finns det för många ett kanske outforskat område med en eventuell signifikant förbättringspotential.

Se här två olika potentiella virtuella metaboliska kapacitets-profiler för Tommy Tempo genererade av uthållighetsidrotts-analysprogrammet INSCYD, som båda borde klara denna målsättning precis. Kroppskomposition och effektivitet (standardinställt på 12,5ml/W, enhet: O2 per watt-ekvivalent) är den samma på båda – endast aerob- & anaerob kapacitet skiljer sig åt. ”very low – toplevel”-skalan är en jämförelsereferensskala, i detta fall med en motionärsreferensgrupp.

Observera identiska watt på anaeroba tröskel (ganska likt FTP ”Functional Threshold Power”, men definitionsmässigt olika). Det metaboliska jämviktsfenomenet anaerob tröskel är händelsevis den effekt vi enkelt direkt kan utgå ifrån att han cirka kommer orka hålla i en sådan ”längre stund” som detta loppets 45 minuter. Utifrån anaerob tröskel är det för övrigt skapligt tillförlitligt att göra effektuppskattningar ner på ”vad man skulle klara” på tider ner till 15 minuter, och upp till 2 timmar åt andra hållet. Detta tidsspann täcker i princip alla cykeltempolopp (exklusive prologer då).

Men vad är grejen med att anaerob tröskel (FTP) kan vara den samma trots stora skillnader i aerob kapacitet (VO2max), som ofta målas upp att vara den enskilt viktigaste parametern för prestationsnivån för alla arbetstider som varar mer än någon enstaka minut? FTP-mässigt så vägs skillnaden i VO2max upp av anaerob kapacitet (VLamax).

Ett högre VLamax gör att kroppen använder det anaeroba (glykotiska) systemet mera vid alla intensiteter – det möjliggör mer effektutveckling vid tex en 30sek spurt, men mindre effekt för längre arbetstider som tex 45min tempo. Varför? Det snabba glykotiska energisystemet har en baksida, det tillverkar vätejoner som en ”restprodukt” som försurar muskeln och hämmar vidare kontraktionsförmåga. Ett lägre VLamax (vid vidbehållen VO2max) innebär i praktiken en bättre utnyttjandeförmåga av fett som energikälla istället av det aeroba systemet, vilket inte har någon ”negativ bieffekt” som det anaeroba systemet. Utförligare redogörelse om detta VLamax-fenomen finns i denna pågående VLamax-serie på bloggen!

Här kan de två olika cyklisternas belastningsegenskaper jämföras. Utan att här gå in i detalj på vad alla grafer betyder och innebär, så ser vi att kurvorna från respektive ”test” (de 2st virtuella metaboliska profilerna av Tommy Tempo) skiljer sig åt i utseende med VLamax som enda modifierade parameter. Men något som är inte skiljer sig åt är att de gula ”lactate concentration”-kurvorna i den nedre vänstra grafen som båda ”sticker iväg” ungefär just vid 250watt, vid anaerob tröskel (jämvikt mellan laktatproduktion- och rensning kan inte längre hållas). Har man sett en laktatkurva från ett standard laktat-steptest tidigare så känner man igen det gula kurvutseendet.

Densamma omdiskuterade grafen inzoomad som illustrerar den identiska anaeroba tröskeln

En spontan första slutsats att dra: aerodynamik är riktigt viktigt! Sen hur mycket det faktiskt finns att vinna i genomsnitt på en översyn & sänkning av CdA på en amatörs hemsnickrade tempoposition, inklusive hänsyn till troliga effektivitetsförluster genom att knö ihop sig, är en bra följdfråga som någon annan erfaren specialist får svara på. Men tiotals sekunder rör det sig garanterat åtminstone om på ett sådant längre tempo.

En andra intressant slutsats är att det kan finnas sekunder, om inte hela minuter i vissa fall, att hämta från annat håll. Inte från aerodynamiken, och inte heller från ”mycket & hård träning” överlag på tempocykeln, utan just hur man tränar och anpassar sina ”osynliga” metaboliska kapaciteter. Är man villig att sänka sin anaeroba kapacitet för att uppnå en bättre tröskeleffekt (med konsekvensen sämre ”short effort” förmåga istället), så kan det finnas watt att hämta, beroende på sin individuella utgångspunkt. Anaerob kapacitet är väl träningsbart både uppåt och nedåt med specifik typ av träning, trots att det som i andra metaboliska kapaciteter är delvis genetiska förutsättningar inblandade. Referensgrupperna ”motionärer” & ”amatörer” har dock statistiskt ganska högt VLamax, därav det är ökad sannolikhet att det kan finnas god förbättringspotential på detta område för den dedikerade tempoentusiasten som jagar 40km/h.

Vi kanske har någon snabb läsare som redan med god marginal snittar 40km/h på längre tempolopp, och har funderat på hur mycket mer effekt och/eller aerodynamiska förbättringar som skulle krävas för världsklassiga 50km/h? Spoiler: mycket mer! Ok, vi ställer även på ett sådant scenario.

50km tempo i 50km/h (måltid: 60 minuter)

Vi kör samma scenarioförutsättningarna som innan, förutom en förlängd distans för att matcha någon någorlunda vanlig tävlingsdistans (tex svenska tempomästerskapen) och hålla tävlingstiden runt en timme. Vi kör även samma värde på aerodynamiska drag (CdA 0,23) – detta är fortfarande ett bra värde för en 180cm/70kg cyklist om Tommy Tempo vore professionell.

Effekt krävd för 50km/h i snitt (inklusive marginal för realistiska tävlingsförhållanden): 458watt (eller 6,5w/kg). Och ett väldigt snabbt ökande effektbehov på det om aerodynamiken endast försämras bara lite. För de som cyklar så här fort så är aerodynamikjusteringar befogat att ligga sömnlös över på nätterna! 🙂

Två olika möjliga metaboliska profiler skapade för att matcha en anaerob tröskel på 458watt, och dess belastningsegenskaper. En professionell tempospecialist har vid ett viktigt & framgångsrikt tävlingstillfälle garanterat förberett sig med anpassande träning ner till ett lågt VLamax, då det annars skulle kräva extremt sällsynt höga nivåer av VO2max (som 90+) som är för många är allt för genetiskt begränsat att någonsin kunna uppnå.