Tijdrit in de Tour: hoeveel seconden wint een renner als de volgauto tien fietsen op het dak zet?

Professor Bert Blocken (KU Leuven) onderzocht voor het eerst hoe groot het aerodynamisch voordeel voor een renner in een tijdrit is wanneer een auto, volgeladen met fietsen op het dak, hem van dichtbij volgt. Knack mocht zijn bevindingen als eerste inkijken.

Het is de laatste jaren een opvallend beeld tijdens tijdritten. Renners, zeker de kandidaat-winnaars, die gevolgd worden door hun ploegauto met op het dak geen één of twee reservefietsen, zoals je normaal zou verwachten, maar zeven tot zelfs tien fietsen.

‘Die teams doen dat niet toevallig of uit extreme voorzorg, bij pech. Het doel is om de renner een aerodynamisch voordeel te bezorgen’, zegt professor Bert Blocken (KU Leuven). ‘Hoe groter de luchtmassa die een auto voor zich uit kan duwen, mede door die fietsen op het dak, hoe groter de bubbel van overdruk die voor de wagen ontstaat. Dat geeft de renner een nog groter pusheffect. En dat doet hem sneller fietsen.’

Simulaties

In 2015 onderzocht Blocken, een professor in de aerodynamica, al het concrete voordeel van een auto die kort op een renner volgt. De voorbije maanden deed hij, gesteund door de KU Leuven en in samenwerking met het softwarebedrijf Ansys CFD, hetzelfde wetenschappelijke onderzoek, maar dan met fietsen op het dak van de wagen.

Via Computational Fluid Dynamics (CFD)-simulaties, gevalideerd met testen in de windtunnel van het Von Karman Instituut in Sint-Genesius-Rode, onderzocht Blocken verschillende opstellingen: met een auto zonder fiets op het dak, en met een auto met één, drie, vijf of tien fietsen op het dak. Die fietsen werden telkens horizontaal geplaatst, in dezelfde richting als die van de renner – de normale manier dus.

Die auto achtervolgde in de CFD-simulaties een renner die in een tijdrithouding, bij kalme weersomstandigheden (zonder rug-, zij- of tegenwind) verschillende snelheden haalde, van 36 tot 54 kilometer per uur. Ook de afstand tussen de auto en de renner liet Bert Blocken verschillen: van 1 meter, over 5 en 10 meter, tot 25 meter.

Die laatste twee afstanden zijn niet willekeurig gekozen: sinds dit jaar moet in tijdritten de ploegauto verplicht minimaal 25 meter afstand houden met de renner. In het verleden was dat slechts tien meter.

‘Michael Rogers, hoofd innovatie van de Internationale Wielerunie (UCI), heeft me daarover vorig jaar gecontacteerd’, zegt Blocken. ‘Hij wilde de afstand vergroten naar 15 meter, maar ik raadde op basis van mijn vorig onderzoek aan om er 25 tot 30 meter van te maken. De UCI heeft mijn advies gevolgd, maar in de praktijk wordt de afstand niet altijd gerespecteerd. Ik zie nog altijd veel wagens een stuk dichter bij hun renner rijden. Zonder specifieke meetapparatuur kun je dat ook moeilijk correct afdwingen en sanctioneren. Dat zou de UCI zeker moeten invoeren, en daar werken ze nu ook aan, zei Michael Rogers mij.’

Concrete cijfers

Zeker omdat Blocken in zijn nieuwe onderzoek ook het aerodynamische voordeel van fietsen op het dak in concrete cijfers heeft aangetoond. En dat is niet verwaarloosbaar.

‘Wanneer een auto met tien fietsen op het dak een renner op een afstand van 25 meter volgt, met een snelheid van 54 kilometer per uur, levert dat een afname van de luchtweerstand op van 0,09 procent, of twee honderdsten van een seconde per kilometer. Let wel: dat is ten opzichte van een auto met één fiets op het dak, de ‘normale’, vaak toegepaste opstelling.

Blocken: ‘Dat lijkt niet veel, maar over een afstand van 48,2 kilometer, de lengte van het komende WK tijdrijden in Glasgow, loopt dat op tot een winst van net geen één seconde. Het voordeel wordt nog groter als de afstand tussen de wagen en de renner tien meter bedraagt, tot vorig jaar de minimale afstand. Dan neemt de luchtweerstand met 0,14 procent af, of 3 honderdsten per kilometer. Over 48,2 kilometer is dat 1,44 seconde tijdswinst.’

Nog groter worden de verschillen als ploegen een nieuwe opstelling op het dak van de wagen zouden hanteren: met twee tijdritfietsen die loodrecht op de rijrichting staan. En zelfs verpakt in een plastic of harde cover, wat het pusheffect nog vergroot. ‘In het UCI-reglement staat nergens dat dat verboden is. Een team zou dat dus kunnen proberen’, zegt Blocken, die ook die opstellingen heeft berekend.

‘Bij een snelheid van 54 kilometer per uur en een tussenafstand van 25 meter leveren twee dwars geplaatste tijdritfietsen een winst op van acht honderdsten per kilometer. Dat worden zelfs vijftien honderdsten per kilometer als de twee fietsen in een cover verpakt worden. Over 48,2 kilometer, zoals op het komende WK in Glasgow, komt dat uit op 3,85 seconden tijdswinst (bij twee tijdritfietsen) en 7,23 seconden (bij twee tijdritfietsen verpakt in een cover).’

‘Dat kan het verschil zijn tussen winst en verlies’, zegt Blocken. ‘Op het WK van 2021 in Brugge, over 43,3 kilometer en met een gemiddelde snelheid van 54 kilometer per uur, was het verschil tussen winnaar Filippo Ganna en Wout van Aert slechts zes seconden. En op het laatste WK in Wollongong reed wereldkampioen Tobias Foss amper drie seconden sneller dan Stefan Küng en negen tellen rapper dan Remco Evenepoel.’

Grotere verschillen in de Tour

Opvallend: voor de tijdrit in de Tour de France van dinsdag kunnen de verschillen per kilometer nog groter zijn. Nochtans is dat een halve klimtijdrit met 647 hoogtemeters, waardoor de gemiddelde snelheid van de winnaar vermoedelijk tussen de 35 en 40 kilometer per uur zal liggen.

‘Je zou verwachten daar het aerodynamische voordeel en bijgevolg de tijdswinst lager is in vergelijking met een tijdrit bij een hogere snelheid van 54 kilometer per uur. Het tegendeel is waar: door de lagere snelheid is de tijd die een renner nodig heeft om een afstand af te leggen groter, terwijl de afname van de luchtweerstand procentueel dezelfde blijft’, zegt Blocken.

‘In concrete getallen: bij een auto met tien fietsen op het dak, en met een afstand van 25 meter tot de renner, is die reductie, zowel bij een snelheid van 54 kilometer per uur als bij een snelheid van 36 kilometer per uur, 0,09 procent. Ook hier ten opzichte van een auto met één fiets op het dak. Maar de tijdswinst stijgt van twee (bij 54 kilometer per uur) naar drie honderdsten per kilometer (bij 36 kilometer per uur). Bedraagt de (nu verboden) afstand tussen de wagen en de renner tien meter, dan loopt de tijdswinst zelfs op naar vijf honderdsten per kilometer (bij 36 kilometer per uur).’

‘Voor de Tourtijdrit richting Combloux, over 22,4 kilometer,’ rekent Blocken, ‘zou dat een voordeel opleveren van respectievelijk 0,67 seconde (bij een afstand van 25 meter) en 1,12 seconde (bij een afstand van 10 meter). Niet groot, maar het zou dus niet de eerste keer zijn dat een tijdrit met zo’n verschil wordt beslist.’