De Ring of Fire: hoe deze innovatie de sport al een decennium vooruithelpt
Een vermindering van luchtweerstand van 2% levert 10 seconden tijdwinst op in een wielertijdrit van 15 km. Weinig? Het verschil tussen plek 1 en 6 in de Giro d'Italia tijdrit was slechts 7 seconden! Kleine aerodynamische verbeteringen kunnen bepalend zijn in diverse sporten. En dat bewijst de Ring of Fire al 10 jaar: “Het kan het verschil maken tussen wel of niet op het podium staan”, vertelt hoofdonderzoeker Andrea Sciacchitano van TU Delft Aerospace Engineering.
“Met mijn team ontwikkel ik meettechnieken die zowel in windtunnels als buiten windtunnels kunnen worden gebruikt, om de stroming rond objecten te bestuderen”, vertelt Andrea. “We begonnen tien jaar geleden met een bolvorming object dat door een Lego-treintje werd voortbewogen in een opstelling zo groot als een schoenendoos. Deze opstelling gebruikten we als proof of concept om te onderzoeken of we weerstand accuraat konden meten.”
Tien jaar later wordt met de Ring of Fire de luchtstroom rond atleten gemeten tijdens hun training. Niet in een statische windtunnel, maar in hun natuurlijke omgeving. Het principe: waar traditionele windtunnels lucht langs een stilstaand object blazen, draait de Ring of Fire het om. Heliumgevulde zeepbellen worden in een tunnel geblazen, atleten bewegen erdoorheen, en highspeed camera's registreren hoe de bubbels – die exact dezelfde dichtheid als lucht hebben – rond het lichaam stromen. Ledverlichting maakt de stroming zichtbaar, en geavanceerde software vertaalt de bewegingen naar de hoeveelheid luchtweerstand – de remmende kracht die de atleet moet overwinnen om vooruit te komen.
‘Als we die weerstand maar een beetje kunnen verminderen, geven we atleten een competitief voordeel.’ - Andrea Sciacchitano, TU Delft Aerospace Engineering
“Veel snelheidssporten, denk aan wielrennen en schaatsen zijn voor 90% luchtweerstand”, legt Andrea uit. “Als we die weerstand maar een beetje kunnen verminderen, geven we atleten een competitief voordeel. Ook in sporten waarbij luchtweerstand minder is, zoals bij hardlopen, kan het optimaliseren van de aerodynamica een flink verschil opleveren.
Met de Ring of Fire krijgt de atleet informatie over de luchtweerstand. En die informatie kan de doorslag geven of een bepaald type helm of kleding beter presteert, maar ook of bepaalde bewegingen meer of minder aerodynamisch zijn. “Bij het wielrennen hebben we ook gekeken naar het luwte-effect wanneer je een peloton wielrenners hebt - de voorste renner beschermt natuurlijk de achterliggende renners tegen de wind.”
Doorbraak in de praktijk
In de afgelopen jaren heeft Andrea met zijn team verschillende optimalisaties doorgevoerd. Zo werd de stroming voorheen zichtbaar gemaakt met lasers en nu met ledverlichting, wat een stuk veiliger is voor de atleten. De echte doorbraak kwam in Thialf, waar de tunnel in 2021 drie weken stond opgesteld in aanloop naar de Olympische Spelen.
‘Een van de belangrijkste dingen die uit die metingen kwam, was het verschil tussen één of twee armen op de rug. Nu rijdt de schaatswereld langzamerhand met twee handen op de rug in de bocht bij lange afstanden.’ - Inge Stoter (Innovatielab Thialf)
“We konden dingen meten die we nooit eerder hadden kunnen meten”, vertelt Inge Stoter van Innovatielab Thialf. “Aerodynamica-testen gebeurden altijd in een statische omgeving op een krachtplaat met een paspop. Maar tijdens het schaatsen zwaaien je benen, armen, lichaam en je hoofd alle kanten op. Met de Ring of Fire kun je dynamisch meten. Een van de belangrijkste dingen die uit die metingen kwam, was het verschil tussen één of twee armen op de rug. Nu rijdt de schaatswereld langzamerhand met twee handen op de rug in de bocht bij lange afstanden.”
Het systeem heeft zich inmiddels bewezen in verschillende sporten. Voor de Atletiekunie werden verschillende hardlooppakken getest, waarbij een vermindering van twee tot drie procent in luchtweerstand werd gevonden – gelijk aan 0,2 seconden tijdwinst. “Dat lijkt weinig, maar in Tokio was het verschil tussen de tweede en derde plaats 0,25 seconden”, legt Andrea uit. “Het kan het verschil maken tussen wel of niet op het podium staan.”
‘Op het huidige topniveau maken juist deze kleine verbeteringen het verschil.’ - Andrea Sciacchitano, TU Delft Aerospace Engineering
Van sport naar bedrijfsleven en industrie
De toepassingen reiken ver buiten de sport. Autofabrikanten gebruiken de Ring of Fire technologie voor het optimaliseren van auto’s. In de luchtvaartsector is de technologie vooralsnog alleen een onderzoeksproject aan de TU Delft. Een commercieel bedrijf heeft de technologie inmiddels opgepakt en biedt deze aan in de buurt van Oxford, waar veel Formule 1-teams gevestigd zijn. Maar de grootste uitdaging ligt nog voor hen. “We willen steeds kleinere verschillen kunnen meten”, vertelt Andrea. “Wanneer een atleet 0,5 procent beter presteert, willen we dat kunnen waarnemen. Op het huidige topniveau maken juist deze kleine verbeteringen het verschil.”
De toekomst
Voor de toekomst droomt het team van permanente opstellingen. Nu moet voor elke meting de complete hardware opnieuw worden opgebouwd, wat kostbaar en tijdrovend is. “Ook ontstaan veel logistieke uitdagingen rond de vraag: wanneer en waar kunnen we meten, en wanneer hebben atleten tijd? Een vaste meetlocatie zou dit probleem oplossen - atleten hoeven dan alleen maar een tijdslot in te plannen.” Dit vraagt om een flinke investering en een partij dit commercieel oppakt, legt Andrea uit. “Als universitair onderzoeker focus ik op het onderzoek zelf. De toekomst ligt dan ook bij een team of bedrijf dat dit als professionele service kan aanbieden aan de sportwereld. Dat staat zeker op onze wensenlijst voor de toekomst.”
