Il costo energetico nella corsa

Il costo energetico nella corsa

Dopo il mio primo articolo riguardante il consumo calorico, vi avevo lasciati con una domanda:
Come mai se un soggetto corre a 10 km/h (velocità costante) e poi a 13 km/h (velocità costante) il suo consumo di ossigeno cambia ma il costo energetico rimane costante?
Il consumo calorico nella corsa dipende dal peso del soggetto e dalla distanza non dalla velocità: 1Kcal/Kg/Km, un uomo di 80Kg che percorre 10Km consuma 800Kcal indipendentemente se le percorre a 10Km/h o a 15Km/h, le variazioni possono oscillare tra 0,9Kcal-1,1Kcal/Kg/Km e dipendono esclusivamente dall’efficacia nella tecnica della corsa.
In questo articolo vediamo di spiegare scientificamente perché la velocità non conta.

Dunque partiamo da qui e parliamo del costo energetico nella corsa:

Costo energetico nella corsa

Il costo energetico totale è la somma del dispendio contro la resistenza dell’aria (costo aerodinamico, Ca), che dipende dall’area frontale del soggetto e altri parametri e da quello contro le forze non aerodinamiche (costo non aerodinamico, Cna), ossia dipende dal mantenimento della postura, lavoro interno, attriti e lavoro meccanico cardiaco e dei muscoli respiratori. La componente aerodinamica sappiamo che aumenta con il quadrato della velocità, per cui:

C = Ca + Cna = kv2 + Cna

dove k è una costante di proporzionalità che dipende dall’area della sezione corporea proiettata sul piano frontale, dalla densità dell’aria e dalla forma del corpo in movimento. A velocità di corsa inferiori a 20.9 km/h, Ca è determina il 7% del costo totale  e arriva al 30% a velocità massimali. Poiché Cna è praticamente indipendente dalla velocità, il costo totale della corsa può essere considerato costante in tutta la gamma delle velocità aerobiche.

Tutto questo è stato studiato molto approfonditamente e il costo della corsa a velocità costante in piano è stato calcolato pari a 3.9/4 J · m-1 · kg-1

Nel 2002 è stato poi pubblicato un articolo del Professor Minetti che dimostra come il costo energetico della corsa varia al variare della pendenza del terreno. E’ stato dimostrato che il costo energetico totale diminuisce in discesa fino ad una pendenza di 0.2 gradienti e dopo torna a salire. Viceversa quando si procede in salita il costo sale fin da subito. Il tutto è stato attribuito ad un minor costo della contrazione muscolare eccentrica, che come si sa, aumenta in discesa, facendo abbassare il costo energetico della locomozione. A sua volta, la componente eccentrica diminuisce il salita a discapito di quella concentrica, notoriamente più dispendiosa dal punto di vista energetico.

Dispendio corsa in base all'inclinazione

Se però ci addentriamo nel mondo della corsa di endurance, le cose si complicano un po’, in quanto a tutti i corridori professionisti o agonisti interessa compire la distanza di gara nel minor tempo possibile. Ecco dunque che entra in gioco il fattore velocità. La prestazione della corsa di resistenza è descritta da tre parametri fondamentali, che intersecati tra loro ci dicono a che velocità può procedere il nostro atleta:

v = (F · VO2max )/ C

dove v è la velocità, F è la frazione del VO2max utilizzabile durante la corsa (è un numero adimensionale che va da 0 a 1, dove 1 corrisponde al 100% della propria capacità di usare l’ossigeno), VO2max è la massima potenza aerobica e C è il famoso costo energetico.

Di fatto questo modello se applicato riesce a predire la performance con il 72% di correttezza. Quindi la velocità teorica calcolata con la formula citata sopra si correla con quella reale di gara al 72%, il restante 28% è attribuito a fattori psicologici che di fatto non possono essere predetti (di Prampero et al., 1986).

Vedendo l’ultima formula riportata, i più avvezzi ai lavori penseranno che il VO2max sia il parametro più imporrante tra i tre. In realtà non è così, in quanto due corridori con VO2max anche diversi possono correre alla stessa velocità e frazione del massimo consumo di ossigeno semplicemente cambiano il costo energetico. Di fatto sono stati condotti degli studi che hanno dimostrato che il parametro che più determina la corsa di un atleta di elite è il costo energetico e non il VO2max.
I corridori di elite hanno una corsa più economica degli altri atleti e non un VO2max più elevato.

Dal punto di vista biomeccanico i parametri che influenzano positivamente C sono per esempio le piccole variazione verticali del centro di massa, una buona stiffness, grande recupero di energia elastica, percentuale di grasso corporeo bassa e altre ancora. Studi condotti su campioni e non hanno dimostrato che gli atleti meno efficenti avevano delle forze di contatto a terra superiori agli atleti più bravi, è stato poi dimostrato che il 40% della variazione di C è spiegabile dalla variazione del momento verticale totale.

Inoltre un grande recupero di energia elastica abbassa il costo energetico della corsa, ovviamente se recupero tanta energia elastica riesco a massimizzare l’ampiezza a discapito della frequenza e infatti più la frequenza dei passi è alta e maggiore sarà il costo energetico.

Ci sarebbero molte altre cose da dire sul costo energetico nella corsa, ma non voglio tediarvi troppo, quindi mi limito a delle piccole considerazione pratiche finali.

Hanno cercato vari metodi per diminuire il costo energetico tramite l’allenamento e si è visto che varie settimana di allenamento di resistenza per un totale di 40/45km alla settimana ad intensità moderata non hanno avuto effetto. Viceversa l’allenamento di tipo pliometrico o di forza esplosiva ha migliorato l’economia della corsa grazie ad una più efficiente componente neuromuscolare e un miglior recupero di energia elastica.

Lavoro pliometrico

Anche un grande volume di allenamento sembra abbassare il costo energetico e migliorare l’efficienza di locomozione soprattutto in principianti, in quanto come succede anche per gli esercizi come panca, squat e ecc, un grande volume di allenamento aiuta a migliorare la tecnica e di conseguenza a massimizzare la prestazione. La stessa cosa sembra avvenga per la corsa.

Purtroppo ci sarebbe molto altro da dire e magri lo faremo più avanti. Vi lascio anche questa volta con una domanda:

Sappiamo che anche nel ciclismo il costo totale si calcola sempre: Ca+Cn, ma come si combinano le determinanti? Il peso di Ca è lo stesso di quello nella corsa?

 

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]

BIBLIOGRAFIA

  • di Prampero PE, Atchou G, Bruckner JC, Moia C. The energetics of endurance running. Eur J Appl Physiol 55: 259 – 266, 1986.
  • Saunders PU, Pyne DB, Telfora RD, Hawley JA. Factors affecting running economy in trained distance runners. Sports Med 34: 465-485, 2004.
  • Jones A, Carter H. The effect of endurance training on parameters of aerobic fitness. Sports Med 29: 373 – 386, 2000.
  • Bosquet L, Léger L, Legros P. Methods to determine aerobic endurance. Sports Med 32: 675 – 700, 2002.
  • Tam E, Rossi H, Moia C, Berardelli C, Rosa G,Capelli C, Ferretti G. Energetics of running in top-level marathon runners. Eur J Appl Physiol 112: 37979-3806, 2012

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