ESISTE LA CADENZA IDEALE?

Argomento “ caldissimo” tra ciclisti: che rapporto spingi su quella salita? La risposta si traduce nel numero di pedalate preferito che il ciclista autoseleziona per affrontare le varie tratte; vediamo più da vicino le implicazioni tecniche dietro questo argomento

Per meglio comprendere l’argomento parto da un esempio molto semplice e pratico che aiuta a capire fisicamente cosa cambia tra pedalare “duro” o pedalare “agile”, così in gergo ciclistico vengono chiamate le diverse andature.
Cosa cambia tra 2 ciclisti di pari peso, pari bici, pari coefficiente aerodinamico, che salgono a 300 watt la stessa salita fianco a fianco, l’uno a 60 rpm e l’altro a 90 rpm, con pedivella da 170 mm? Chi andrà più forte?
Saliranno alla stessa velocità, quindi non cambia nulla? A livello di velocità assolutamente no, ma cambierà totalmente la forza utilizzata durante la pedalata.

Per comprendere ciò dobbiamo capire la relazione FONDAMENTALE del ciclismo tra potenza, forza e velocità di rotazione, partendo dalla formula base:

POTENZA=FORZA X VELOCITA’

A pari potenza (300 watt nell’esempio) se a cambiare sono le rpm (la velocità di rotazione delle pedivelle), matematicamente è evidente che al diminuire delle rpm, aumenterà la forza espressa e contrario; quindi sicuramente il ciclista che sale 300 watt a 90 rpm imprimerà meno forza ad ogni pedalata rispetto a quello che salirà a 60 rpm; ma di quanto?

POTENZA: espressa in watt (W)
Forza: espressa in newton (N)
Velocità: espressa in metri al secondo (m/s riferito alla velocità di rotazione della pedivella)

Per formula inversa otterremo:

FORZA= POTENZA/VELOCITA’

La velocità è calcolata come velocità della pedivella e la formula è la seguente:

(2 * 3,14 * lunghezza pedivella in metri * numero di rpm)/ 60

Anticipando i risultati avremo:

• Ciclista 90 rpm: 1,60 m/s

• Ciclista 60 rpm: 1,06 m/s

Vediamo il risultato finale svolgendo i calcoli:

• Ciclista 90 rpm: 187,5 Newton

• Ciclista 60 rpm: 283 Newton

Poiché 1 kg =9,81 Newton, avremo

• Ciclista 90 rpm: 19,1 kg a pedalata espressi ( circa 9,5 kg a gamba a pedalata)

• Ciclista 60 rpm : 28,8 kg a pedalata espressi (circa 14,5 kg a gamba a pedalata)

Quindi possiamo dire che i 2 ciclisti viaggiano a pari velocità, ma il ciclista 90 rpm imprime circa 5 kg a gamba a pedalata in meno dell’altro: in 1 minuto di pedalata a 90 rpm risparmia circa 300 kg a gamba!! Tantissimo vero? Questo sta ad indicare che il ciclista 90 rpm è più bravo e che l’altro dovrebbe assolutamente copiarlo? Come sempre in fisiologia …..

DIPENDE!

A prima vista la soluzione sembrerebbe semplice: al ciclista 60 rpm basterebbe alleggerire il rapporto e mantenendo sempre 300 watt, portarsi a 90 rpm, così da “risparmiare” kg ad ogni pedalata.
Purtroppo però il nostro corpo non risponde matematicamente agli stimoli, in quanto la fisiologia è molto più complessa.

Alleggerendo il rapporto ( aumentando quindi le rpm a pari watt, 300 nell’esempio) cosa succede?

• diminuiscono i kg di “forza” impressi ad ogni pedalata

• aumenta il consumo metabolico di ossigeno richiesto (diminuisce il rendimento del gesto, cioè aumentano i ml di ossigeno ossidati per produrre 1 watt)

• cambia il reclutamento neuromuscolare delle unità motorie, spostandosi maggiormente verso fibre lente

• diminuisce il tempo di contrazione, apportando un benefico miglior flusso di sangue al tessuto muscolare, fino ad un certo punto, oltre il quale le contrazioni sono talmente veloci e ravvicinate, al punto da diminuire il flusso

• aumenta la spesa energetica per muovere gli arti ( più ripetizioni nell’unità di tempo, anche se meno vigorose)

• diminuisce attivazione neuromuscolare per maggior utilizzo di fibre lente

Indurendo il rapporto ( diminuendo quindi le rpm a pari watt ,300 nell’esempio) cosa succede?

• aumentano i kg di “forza” impressi ad ogni pedalata

• diminuisce il costo metabolico di ossigeno richiesto, quindi migliora efficienza di pedalata

• aumenta il reclutamento di fibre veloci, che produrranno maggiori quantità di acido lattico

• aumenta il tempo di contrazione muscolare, creando minor afflusso di sangue al tessuto muscolare, specie sotto le 50 rpm

• diminuisce la spesa energetica per muovere gli arti

• aumenta la “stanchezza” neuromuscolare per maggior attivazione di fibre veloci, innervate da motoneuroni di diametro più grande e dalla minor resistenza ed affaticabilità

Quindi qual é la miglior cadenza? Ahimè NON ESISTE
Ogni ciclista andrà a creare un mix tutto proprio tra le variabili sopra elencate per rendere il gesto meno “faticoso” possibile e lo farà in maniera totalmente automatica, perché il corpo rifugge la fatica e mette in atto tutti i propri adattamenti per poter eseguire con meno fatica ciò che lo obblighiamo a fare.
Da qui nasce, ad esempio, la possibilità di richiedere all’ atleta l’esecuzione di un test massimale su una data distanza temporale (20’ ad esempio), per vedere quale sarà la sua frequenza di pedalata autoscelta e solo dopo la conoscenza di questa il coach potrà prescrivere ripetute a rpm impostate per stimolare maggiormente, ad esempio, la componente forza.
Se ad atleta 90 rpm prescrivo ripetuta a 65 rpm, questo sarà per lui un grosso stimolo verso il maggior utilizzo della forza ( non quella massimale, di cui parlerò in prossimo articolo).
Se lo stesso lavoro è richiesto ad atleta 60 rpm non solo non sarà stimolo verso la forza, ma al contrario sarà un piccolo passo verso aumento della frequenza di pedalata.
Ancora una volta la parola d’ordine è PERSONALIZZAZIONE! Inutile lo stesso stimolo ad atleti con diverse fisiologie di base.

Uno studio molto interessante che è andato ad indagare il tracciato elettromiografico di 5 muscoli implicati nella pedalata è quello di:

BRIAN R. MACINTOSH, RICHARD R. NEPTUNE, and JOHN F. HORTON
Human Performance Laboratory, Faculty of Kinesiology, University of Calgary, Calgary, Alberta, CANADA
Cadence, power, and muscle activation in cycle ergometry

Il tracciato elettromiografico denota l’attivazione neuromuscolare del singolo muscolo ed i muscoli testati sono stati:

• Grande gluteo

• Retto del femore

• Soleo

• Gastrocnemio

• Bicipite femorale

• Tibiale anteriore

Otto atleti sono stati testati con elettromiografo attivo durante i testa a diverse rpm che variavano da 50 a 120 e range di potenza che variava da 100 a 400 watt, andando a ricercare il livello minimo di attivazione neuromuscolare per poter erogare quella potenza: la conclusione è stata che all’aumentare della potenza aumentano anche le rpm minime richieste per erogare quella potenza; la spiegazione è data dal fatto che aumento delle rpm serve ad attivare nuove unità motorie, utili al mantenimento di quella data potenza.

Riassumendo, troviamo molto interessanti i risultati dello studio, che ci dicono le varie rpm ottimali correlate ai watt espressi:

• 100 watt , 57 rpm

• 200 watt, 70 rpm

• 300 watt 86 rpm

• 400 watt 90 rpm

Sotto tabella riassuntiva dell’attivazione neuromuscolare alle varie rpm nei singoli muscoli testati.
Ancora una volta invito a non prendere alla lettera i valori sopra riportati (siamo tutti diversi tra di noi) ma a capire il ragionamento di base: inutile “frullare” a 200 watt a 100 rpm perché lo fanno i prof…… Sconsigliato eseguire ripetute a 400 watt per massimo consumo O2 a 55 rpm ( a meno che non si voglia andare a richiamare una determinata tipologia di forza).

In ultimo, pongo una domanda. Si può calcolare la forza massima che si può imprimere ai pedali alle varie Rpm? E’ utile?

Risposta: è utilissimo e si può fare con un Torque Test (mia rivisitazione del cadenza/potenza) , di cui parlerò nel prossimo articolo.

STAY TUNED, e se ti è piaciuto commenta sulle mie pagine social Facebook e Instagram

@alessandroottinocoach

Riferimenti bibliografici:

BRIAN R. MACINTOSH, RICHARD R. NEPTUNE, and JOHN F. HORTON
Human Performance Laboratory, Faculty of Kinesiology, University of Calgary, Calgary, Alberta, CANADA
Cadence, power, and muscle activation in cycle ergometry