Foto: SRM Training System
La ricerca di una tecnica di pedalata efficace, per un utilizzo ottimale della forza, assume grande importanza in funzione del miglioramento delle prestazioni e l’aumento della resistenza. Grazie agli strumenti di rilevamento della forza espressa sui pedali, sono possibili analisi quantitative e qualitative della tecnica di pedalata.
Oltre alla valutazione della coordinazione nell’intervento dei due arti, è possibile misurare l’intensità e la direzione della forza applicata sull’arto di spinta, ricavando la percentuale di forza effettivamente utilizzata per la propulsione.
In vari lavori scientifici si è evidenziato come la quantità di forza dispersa, non utilizzata per la propulsione, può superare il 50% della forza totale applicata.
L’indice di efficacia della pedalata (IE)
L’efficacia è la capacità di produrre l’effetto voluto.
Ad esempio se si compie un grande sforzo per ottenere un piccolo risultato, quello sforzo ha una bassa efficacia. Quindi, nel caso della pedalata, se tutta la forza applicata viene utilizzata per produrre propulsione, l’efficacia sarà massima, mentre diminuirà in funzione della quantità di forza dispersa.
Per quantificare l’efficacia della pedalata si calcola l’indice di efficacia (IE) che rappresenta il rapporto tra la forza effettivamente utilizzata per la propulsione, forza efficace, e la forza totale applicata al pedale.
IE = Forza efficace / Forza totale
Un IE di 100% indica che tutta la forza applicata viene utilizzata per la propulsione. (Korff et al. 2007) hanno misurato IE variabili tra 48.2 ± 5.1% e 62.4 ± 9.8% secondo la tecnica di pedalata utilizzata. Da questi dati possiamo vedere che la differenza di efficacia tra una buona e una cattiva tecnica può raggiungere valori elevati.
Fattori che influenzano l’efficacia della pedalata
Posizione in sella (assetto)Posizionamento delle tacchette sulle scarpe
Azione dell’arto di spinta
Azione dell’arto di richiamo (muscoli flessori, coordinazione con l’arto di spinta)
Concentriamoci per ora sull’azione dell’arto di spinta.
Superato il punto morto superiore, la forza viene impressa sul pedale attraverso un sistema complesso che coinvolge vari muscoli ed articolazioni. In questa fase la direzione della forza applicata può essere gestita, soprattutto a livello della caviglia, variando l’angolo di inclinazione del pedale.
Scomposizione delle forze applicate al pedale
Fig. 1 Illustrazione delle componenti tridimensionali della forza applicata alla superficie del pedale. Fx antero-posteriore, Fz verticale, Fy laterale.
(Bini et al. 2013)
Trascurando la componente laterale (Fy) inefficace, le forze che agiscono sulla rotazione della pedivella sono (Fx) antero-posteriore e (Fz) verticale.
In Fig. 2 vediamo in dettaglio la scomposizione delle forze agenti sul piano di rotazione delle pedivelle.
Fig. 2 Scomposizione delle forze (Fx e Fz) applicate al pedale nelle componenti tangenziale-efficace (Ftg) e radiale (Frd)
(De Marchis et al. 2013)
La combinazione delle forze (Fx) e (Fz) crea (Fig. 2) la forza efficace di rotazione (Ftg) perpendicolare alla pedivella, la cui grandezza dipende dall’angolo (θp) formato dalla verticale del piano d’appoggio del pedale (Z) con l’asse della pedivella (Rd).
In questa fase iniziale della spinta, più il piano d’appoggio del pedale è parallelo all’asse della pedivella, minore è la quantità di forza dispersa nella componente assiale (Frd) e maggiore quindi la componente efficace (Ftg).
Fig. 3 Rappresentazione della direzione delle forze applicate al pedale e dell’angolo (θp)
Pedalata e cadenza
Dalla scomposizione delle forze, abbiamo visto che nella fase iniziale di spinta la quantità di forza efficace dipende fondamentalmente dall’inclinazione del piano d’appoggio del pedale rispetto all’asse della pedivella. L’angolo di flesso estensione della caviglia quindi determina la quantità della componente efficace della forza e quindi dell’indice di efficacia della pedalata (IE).
Bisogna tenere presente però, che la possibilità di controllare l’angolo di carico della caviglia dipende in gran parte dalla frequenza di pedalata (rpm). Infatti a parità di potenza espressa, all’aumentare delle (rpm), aumenta la velocità periferica del piede, diminuisce la forza applicata e il tempo di applicazione, aumenta la forza centrifuga che proietta il tallone all’esterno della traiettoria del pedale provocando l’estensione della caviglia.
Quindi il controllo dell’angolo della caviglia nella fase iniziale di carico è possibile (e utile) a frequenze non molto elevate e ad alti valori di potenza espressa.
Foto: SRM Training System
In questa immagine possiamo vedere come l’avanzamento della posizione in sella e l’alta (probabile) frequenza di pedalata comportino l’estensione della caviglia nella fase iniziale di spinta.
Come modificare la tecnica di pedalata per aumentare l’efficacia?
Una recente ricerca (De Marchis et al. 2013) ci aiuta a rispondere alla domanda
Obiettivo della ricercaStudiare il cambiamento nella tecnica di pedalata, indotto dalla rappresentazione grafica dell’efficacia del gesto effettuato. Premesse
Recenti studi hanno evidenziato che il nostro sistema motorio ha una struttura modulare, cioè dispone di un certo numero di schemi motori che vengono attivati secondo le caratteristiche del gesto da compiere. La ricerca indaga come questo tipo di organizzazione modulare viene utilizzato nel gesto della pedalata per soddisfare le diverse richieste motorie. Strumenti e metodi
Vengono eseguiti dei test su cicloergometro provvisto di pedali con rilevatori di carico. Il soggetto che esegue il test visualizza sullo schermo la rappresentazione grafica dell’efficacia della pedalata che sta effettuando (Fig. 4).
Contemporaneamente viene registrata l’elettromiografia di alcuni muscoli dell’arto inferiore dominante per valutare il modello motorio utilizzato.
La procedura consiste in 10′ di riscaldamento seguito da due test di 2′ a cadenza e potenza costanti.
Il primo test è eseguito pedalando liberamente secondo la tecnica preferita.
Nel secondo test, per mezzo del feedback visivo, i soggetti ricercano la tecnica di pedalata più efficace.
Dal primo al secondo test, l’indice di efficacia è aumentato da 0.41 ± 0.09 a 0.68 ± 0.14 dove 1.0 rappresenta il massimo di efficacia. Un guadagno considerevole che conferma i valori di (Korff et al. 2007) citati precedentemente.
Fig. 4 Feedback visivo dell’efficacia meccanica istantanea, rosso per la sinistra e blu per la destra. Il riempimento totale di colore rappresenta l’efficacia massima e le zone non colorate, i settori della pedalata da migliorare.
(De Marchis et al. 2013)
Lo studio conferma la possibilità di aumentare l’efficacia della pedalata per mezzo di adattamenti nell’esecuzione del gesto. Questo sembra avvenire esplorando strutture motorie già acquisite, non specifiche della pedalata e condivise con il cammino umano.
Conclusioni e applicazione pratica
Alcuni studi scientifici hanno evidenziato come sia possibile migliorare la tecnica di pedalata per utilizzare in modo ottimale la forza applicata.
Abbiamo visto (De Marchis et al. 2013) che il feedback visivo è essenziale per valutare l’efficacia della pedalata e applicare gli schemi motori più adatti.
L’ergometro SRM, per mezzo dell’analisi della pedalata, ci permette di valutare graficamente, mentre si pedala, l’assetto in bici e la correttezza del gesto per testare in diretta eventuali modifiche e adattamenti. L’analisi della pedalata evidenzia in particolare la differenza di forza tra i due arti e le variazioni della forza applicata (picchi di forza e punti morti).
Una volta stabilito l’assetto ottimale, per mezzo del feedback visivo è possibile individuare i particolari tecnici su cui lavorare per migliorare l’efficacia della pedalata. In questo modo con carichi di allenamento e frequenze di pedalata adatti si potrà migliorare l’efficacia del gesto, tenendo conto che nel ciclismo l’importante non è avere moltissima forza ma imparare ad usarla bene.
Ottimo articolo che mette perfettamente a fuoco alcune recenti acquisizioni e innovazioni nell’analisi del movimento umano applicato al ciclismo. La strumentazione SRM e la grande esperienza di Gaspari offrono una grande possibilità per il ciclista amatore o professionista di migliorare la propria performance nel rispetto anche del proprio benessere!
dott. Pietro M. Picotti medico fisiatra
Federazione Italiana Triathlon
Bravo Paolo, molto interessante