Le domande che si fa un ciclista durante le ore di allenamento sono varie:
- quanto è il carico applicato al pedale?
- come cambia il carico in funzione della frequenza di pedalata?
- forza e potenza sono la stessa cosa?
- se vado più duro faccio più watt?
watt = kg x rpm
Vediamo di chiarire i termini usati per analizzare i dati della pedalata.
potenza[watt] = forza[kg] x frequenza di pedalata[rpm].
La potenza espressa è data dalla forza applicata al pedale per il numero di pedalate al minuto. Per la precisione la forza dovrebbe essere espressa in newton, ma per semplicità parliamo di kilogrammi.
Più pedalo agile, meno forza devo applicare e inversamente se abbasso la frequenza devo spingere di più sui pedali per esprimere la stessa potenza.
Quindi è chiaro che dire che un ciclista “va su di potenza con il rapportone” è inesatto, in quando si confonde la potenza con la forza.
Se due ciclisti in salita vanno alla stessa velocità, a parità di peso corporeo, esprimono la stessa potenza, indipendentemente dalla frequenza di pedalata. Quello che va più agile userà meno forza dell’altro.
Diamo i numeri
Per mezzo degli strumenti di misurazione attualmente applicati alle biciclette possiamo avere i dati della potenza espressa [watt] e della frequenza di pedalata [rpm].
Da watt e rpm possiamo calcolare la forza applicata nel caso teorico di una spinta uniforme sui due arti per tutta la circonferenza descritta dai pedali.
Consideriamo come esempio una registrazione di 305 watt a 78 rpm con pedivelle 172, 5.
| Forza media calcolata dai dati registrati | |
| potenza espressa | 305 watt |
| cadenza | 78 rpm |
| lunghezza pedivelle | 172, 5 mm |
| forza media calcolata | 22 kg |
Nella realtà le forze applicate sono molto più variabili in quanto i due arti alternano fasi di spinta e di trazione.
Per chiarirci le idee ci viene in aiuto l’analisi della pedalata[vedi] del cicloergometro SRM.
Lo strumento rileva le forze applicate e traccia il grafico della pedalata.
In questo grafico possiamo vedere le variazioni di forza di una pedalata reale in confronto con il carico calcolato.
Forza media calcolata
Pedalata reale
Dal grafico vediamo che per un carico medio calcolato di 22 kg, nella realtà il carico varia da un minimo di ≈ 8 kg ad un massimo di ≈ 35 kg.
Pedalata con una gamba
Per capire come lavorano le due gambe durante la pedalata, abbiamo registrato il gesto eseguito con un solo arto per volta con gli stessi (±4) valori di watt e rpm.
La linea blu indica la forza media calcolata per i valori di watt e rpm.
Pedalata gamba sinistra.
Pedalata gamba destra.
Possiamo vedere la grande differenza di carico tra la fase di spinta e quella di trazione. Questo ovviamente deriva dalla differenza di forza che c’è tra muscoli estensori e muscoli flessori dell’arto inferiore.
La funzione propulsiva degli arti durante la pedalata quindi è svolta principalmente dai muscoli estensori, mentre i flessori partecipano in percentuale piuttosto bassa.
Anzi a volte l’arto che spinge viene frenato dall’arto controlaterale che non esegue la flessione in modo coordinato.
Pedalata rotonda o quadrata
A questo punto è chiaro che a parità di potenza espressa, la forza applicata sui pedali è diversa in base alla coordinazione degli arti inferiori.
Per confermare questo concetto, abbiamo sovrapposto i grafici di due pedalate eseguite con gli stessi valori di watt e rpm.
Forza media calcolata
Pedalata rotonda
Pedalata quadrata
Rispetto alla linea della forza calcolata, la pedalata “rotonda” si discosta di poco come valori minimi e massimi, estensori e flessori lavorano in sinergia.
La pedalata “quadrata” invece raggiunge picchi di forza maggiori e minimi inferiori con grande fluttuazione nell’applicazione della forza. L’azione muscolare è a carico quasi esclusivamente dei muscoli estensori. I flessori partecipano poco o niente alla pedalata.
L’azione coordinata di estensori e flessori permette di superare i punti morti della pedalata in modo più dinamico.
Inoltre diminuendo i picchi di forza si utilizzano maggiormente le fibre muscolari ossidative, più resistenti all’affaticamento.
Qui vediamo i valori della forza applicata a confronto.
| watt | 200 | |
| rpm | 80 | |
| pedivelle | 172, 5 | |
| Min kg | Max kg | |
| media calcolata | 14 | 14 |
| pedalata rotonda | 8 | 20 |
| pedalata quadrata | 3 | 28 |
Pedalata agile o dura
Per finire vediamo come cambia la forza applicata in funzione dalla frequenza di pedalata.
Nei due grafici sono sovrapposte le pedalate eseguite a 50, 80 e 100 rpm, rispettivamente a 200 watt e 300 watt costanti. Si vede chiaramente come all’aumentare della frequenza di pedalata, diminuiscano i picchi di forza applicata.
200 watt 50rpm
200 watt 80rpm
200 watt 100rpm
300 watt 50rpm
300 watt 80rpm
300 watt 100rpm
Nella tabella che riassume i dati dei due grafici, si nota come per aumentare da 200 a 300 watt, a 100 rpm è sufficiente aumentare la forza di 6 kg, mentre a 50 rpm è necessario un incremento di 17 kg.
| rpm | 50 | 80 | 100 |
| 200 watt | 41 kg | 23 kg | 17 kg |
| 300 watt | 58 kg | 34 kg | 23 kg |
| Incremento | +17 | +11 | +6 |
Conclusioni
- Nelle varie fasi della pedalata, la forza applicata rimane sempre su valori piuttosto bassi, quindi la forza non rappresenta un fattore limitante per la prestazione.
- Di fondamentale importanza è la coordinazione estensori-flessori. Per migliorare l’efficienza della pedalata bisogna porre l’attenzione sull’arto di “richiamo” in quanto può rappresentare un freno all’azione dell’estensore controlaterale.
- Mantenere alte frequenze di pedalata, soprattutto ad alti valori di potenza, per diminuire i picchi di forza applicati.
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