Consumo energetico nel ciclismo

Consumo energetico nel ciclismo

Alla fine dell’articolo sul costo energetico della corsa, avevamo iniziato a riflettere su quello nel ciclismo. Ora finalmente vedremo tutte le risposte. Prima tuttavia vi consiglio, per chi non lo ha già fatto, di dare almeno uno sguardo al precedente articolo per facilitare la lettura di questo.

Quanto calorie si consumano nel ciclismo

Esattamente come nella corsa, anche in questo caso il costo energetico è dato da:

Formula costo energetico

Dove vi ricordo che Cna è la componente non aereodinamica e Ca la componente aereodinamica. A differenza della corsa il peso di queste due componenti è nettamente diverso e Cna risulta essere 10 volte più piccola rispetto alla corsa. Questo è dato dal fatto che, per esempio, le contrazioni muscolari per il mantenimento della postura durante il ciclismo sono molto meno di quelle necessarie al mantenere il giusto assetto nella corsa.

Di conseguenza la risposta alla mia domanda è: “La componente aereodinamica cresce perché cresce la velocità e quella non aereodinamica è più piccola?”

Andiamo avanti: entriamo nel mondo della biomeccanica, ma prima vi ricordo che il ciclismo è uno sport ciclico il quale obbiettivo è coprire una certa distanza nel più breve tempo possibile che può essere diviso in un STARTING TIME e un CYCLING TIME.

Starting time: il soggetto effettua lavoro meccanico per portare il suo corpo da V0 a Vmax (per accelerare se stesso e la bicicletta).

In piano

lavoro meccanico = ∆ energia cinetica

Ek Start = 1/2 m (Vmax – V0)2

Dove m è la massa del soggetto + bicicletta

Questo lavoro deve essere AGGIUNTO al lavoro effettuato (energia consumata) a velocità costante

Lavoro meccanico = Ek Start + Ek a Vcostante

Ovviamente per gare di lunga distanza Ek Start è trascurabile.

Tuttavia nel caso del ciclismo si studiano le forze “resistenti” che si oppongono al moto da cui si calcola la potenza meccanica “esterna” che è necessario erogare per procedere alla velocità desiderata e le forze esercitate ai pedali da cui si calcola la potenza meccanica “interna” necessaria per procedere sempre alla velocità desiderata.

Se vogliamo descrivere la prestazione del ciclista, possiamo dire che le gare vengono vinte da coloro che hanno una potenza metabolica elevata e un costo energetico basso.

Vmax = Emax / C

Dove Emax è la massima potenza metabolica e C è sempre il costo energetico.

Tuttavia, come detto prima bisogna comprendere bene il concetto di lavoro meccanico esterno e interno per capire la prestazione del ciclismo e le sue determinanti.

In questo sport il centro di massa non si sposta in alto e in basso (o molto poco, per via del movimento degli arti) e la maggior parte del lavoro serve a proiettarlo in avanti. Inoltre c’è da tenere in considerazione il “sistema uomo-bici”: le quali caratteristiche possono influenzare, di molto, il lavoro meccanico totale.

Dal punto di vista biomeccanico, il lavoro totale è dato dal lavoro esterno e quello interno:

Consumo calorico biclicletta

Non mi soffermo a descrivere tutte le componenti però queste sono le determinanti di SOLO il lavoro esterno. Già da cui capiamo come è complicata la situazione del ciclismo rispetto alla corsa. Pensate che per misurare la resistenza dell’aria si usano le gallerie del vento che consentono di determinare anche l’effetto del mal posizionamento di una bottiglia d’acqua, di cavi “sporgenti”, dell’equipaggiamento ecc. Chiaramente per coloro che non hanno una galleria del vento in cantina è possibile stimare tutto ciò con una fotocamera e applicando un paio di formule (se volete saperne di più scrivetemi per email).

Ci sarebbe da parlare anche dell’effetto che il terreno ha sul ruotismo e quindi sul coefficiente di attrito tra le ruote (e la loro pressione) e il terreno oppure dell’efficienza di trasmissione della catena (ad oggi vicina al 100%), ma non voglio diventare troppo palloso.

Test galleria vento(Test galleria del vento)

Il lavoro interno è:

Wint = q · CF3

dove q è la quantità di massa in movimento e cf è la frequenza del movimento degli arti. Wint è tanto maggiore quanto maggiore è la cadenza: se pedalo a 60 rpm ad un carico di 300 w il contributo di Wint è trascurabile se pedalo a 120 rpm a 100 w no.

Consumo calorico ciclismoDetto tutto questo otteniamo un altro modo per trovare il costo energetico nel ciclismo, dato da:

C = Wtot /  h

Dove  h è l’efficienza che nel ciclismo è prossima la 25%.

Mi rendo conto che è un articolo abbastanza complicato e non molto applicativo.

Oltretutto ciò che può fare l’allenatore o l’atleta per poter abbassare il costo energetico è davvero poco.

Si può ovviamente lavorare sulle variabili fisiologiche (pensate che a 46 km/h il 91% del VO2max è utilizzato solo per vincere le resistenze aereodinamiche), ma dal punto di vista biomeccanico si deve cercare di ridurre al minimo tutto gli spostamenti dell’atleta sopra la bicicletta e di ottimizzare la tecnica di pedalata cercando, inoltre, di lavorare molto bene con i sistemi di monitoraggio della potenza (es: SRM) per capire a quale frequenza di pedalata, in relazione al rapporto e al terreno, il nostro atleta ottimizza i parametri del lavoro interno e esterno.

Sistema SRM ciclismo

Del Dr: Andrea Monte
Studente al 1° anno magistrale in scienze delle attività motorie e della prestazione sportiva.
Personal trainer impegnato del territorio veronese e della provincia di Bolzano
Email: [email protected]

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Andrea Biasci

Andrea Biasci

Professore universitario a contratto all'università Statale di Milano. Fondatore del Project inVictus. Maggiori informazioni

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