La stima del consumo calorico del ciclismo è influenzata da questi parametri:
- Durata dello sforzo: ovviamente più si protrae, maggiore è la necessità energetica.
- Peso dell’atleta: maggiore è il peso, più energia è necessaria per raggiungere e mantenere la velocità.
- Intensità della pedalata espressa come potenza media: in passo calcolata in modo teorico e attualmente misurabile con buona precisione attraverso l’uso dei misuratori di potenza.
- Efficienza metabolica individuale: dipendente da fattori biologici come distribuzione delle fibre muscolari (lente ossidative – intermedie – veloci glicolitiche), densità mitocondriale, capillarizzazione muscolare,
- Efficienza tecnica individuale, ovvero l’abilità nel condurre il mezzo meccanico, la rotondità della pedalata, la gestione mentale dello sforzo, la rilassatezza nei distretti muscolari meno coinvolti.
- Peso ed efficienza del mezzo meccanico: in questo caso un mezzo più performante, leggero, aerodinamico e biomeccanicamente adatto alle caratteristiche del ciclista permette di consumare meno a parità di performance.
- Tipologia del percorso o della gara: si riscontrano notevoli differenze nei consumi tra prove con e senza scia (gara in linea o a cronometro), presenza di salite, presenza di vento in direzione favorevole o sfavorevole, superficie (liscia in pista, accidentata come il pavé).
Per costo netto si intende l’energia spesa per spostare il corpo e la bici per il tempo dello sforzo, escludendo il metabolismo basale, quello per i processi digestivi in itinere e quello di recupero post esercizio (Epoc).
Esso si può calcolare molto più facilmente da quando si è diffuso l’uso dei misuratori di potenza che, attraverso il calcolo dei watt generati dalla spinta sui pedali, riunisce in un solo dato i parametri di durata, peso dell’atleta e del mezzo, intensità di pedalata, tipologia di percorso.
Il dato fondamentale da considerare è la Potenza Media (PM) dell’intero allenamento o gara.
Ricordiamo che la potenza si misura in Watt (W) ed esprime il lavoro nell’ unità di tempo.
Moltiplicando la potenza media per i secondi di sforzo si ottiene il lavoro svolto, espresso in Joule (1 J= 1 Newton x 1 m).
Esempio generico
PM: 200 W
Durata: 60 minuti = 3.600 secondi
200 x 3.600 = 720.000 Joule = 720 Kjoule
1 kcal (chilocaloria) equivale a 4.186 Joule (4,186 Kjoule)
720.000/4.186= circa 172 kcal
Questo valore mostra il lavoro che gli organi di trasmissione hanno subito, ovviamente con l’approssimazione data dalla precisione del mezzo di misurazione (intorno +-2,5%).
Il costo energetico però deve considerare il “rendimento” (η) della macchina umana in quel tipo di sforzo, ricordando che per il 1° principio della termodinamica, l’energia totale nelle trasformazioni rimane invariata ma una parte può essere scambiata (in un certo senso dispersa) con l’ambiente sotto forma di calore.
η % = (Lavoro eseguito/Spesa calorica) x 100
Varie fonti, in base allo strumento di misura e alla modalità sperimentale indicano percentuali diverse. Nel ciclismo è stata calcolato un rendimento variabile tra 18 e 26%.
Poniamo, in questo esempio che l’efficienza sia del 20%.
Le 172 kcal dell’esempio, sono perciò 1/5 della spesa calorica totale di esercizio che quindi sarà:
172:20=Spesa calorica :100
Spesa calorica: 17.200/20=860 kcal oppure 172×5=860 kcal.
Ovviamente in base all’efficienza individuale del ciclista la stessa pedalata avrà un costo variabile tra 955 kcal (efficienza del 18%, atleta di basso livello) e le 661 kcal (efficienza del 26%, atleta evoluto).
NOTA BENE: con una veloce approssimazione e saltando un passaggio nel calcolo, stabilita per praticità l’efficienza al 25%, ovvero ¼, si noterà che vi è una relazione di vicina a 1:1 tra Kjoule di spesa netta e Kcal di consumo calorico (4.186/4×1000=1,046).
Nell’esempio sopra riportato, della durata di un’ora, i 720 Kjoule con buona approssimazione equivarranno ad un consumo calorico totale dell’esercizio di 720 kcal.
Questo sistema di conversione è utilizzato dai principali software di analisi dati (Garmin, Strava).
Un veloce paragone con la corsa
Dato un atleta di 72 kg che corre a piedi 10 km in 60′ (6’00/km), questi avrà un consumo calorico di 720 kcal, calcolato con la formula di Margaria, approssimata: peso atleta x km percorsi x k(1).
Se lo stesso atleta di 72 kg, negli stessi 60′ terrà in bici una potenza media di 200 watt, avrà un consumo calorico simile, date le necessarie approssimazioni.
Il consumo calorico del ciclismo: esempi reali
Con l’esempio sopra riportato si cerca di chiarire il metodo con cui si può calcolare con buona approssimazione il consumo calorico del ciclismo.
Per chiarire a cosa corrispondano in termini di sforzo reale ecco alcuni esempi.
Prova in pista di 60′ in allenamento (submassimale)
Atleta amatore di 37 anni, 72 kg.
Bicicletta di 7,5 kg con appendici aerodinamiche lunghe, senza scia.
Frequenza cardiaca massima: 186 bpm.
Velocità media: 37,6 km/h.
Tempo: 60’00”.
Potenza media 249 W.
Frequenza cardiaca media: 155 bpm (83% della Frequenza cardiaca massima)
Costo energetico netto: 897 Kjoule
Consumo calorico stimato globale della prova: 939 kcal
Consumo al minuto: 15,65 kcal.
Granfondo amatoriale
Distanza: 132 km
Dislivello positivo: 2.190 metri
Atleta amatore di 39 anni, 70 kg.
Bicicletta di 8 kg, gara con scia.
Frequenza cardiaca massima: 182 bpm.
Velocità media: 25,4 km/h.
Tempo: 5h17’25”.
Potenza media: 179 W.
Frequenza cardiaca media: 141 bpm (77,5% della frequenza cardiaca massima).
Costo energetico netto: 3.409 Kjoule
Consumo calorico stimato globale della prova: 3.566 kcal.
Consumo al minuto: 11,2 kcal.
Frazione ciclistica all’interno di un duathlon sprint (percorso ondulato), gara con scia consentita
Distanza: 20,8 km.
Dislivello positivo: 288 metri.
Atleta amatore di 34 anni, 71 kg
Bicicletta di 7,2 kg con appendici corte
Frequenza cardiaca massima: 184 bpm
Velocità media: 34,2 km/h.
Tempo: 36’27”.
Potenza media: 275 W.
Frequenza cardiaca media: 161 bpm (87,5% della frequenza cardiaca massima).
Costo energetico netto: 601 Kjoule.
Consumo calorico stimato globale della prova: 628 kcal.
Consumo medio al minuto: 17,2 kcal.
Nei ciclisti professionisti tutti i valori crescono proporzionalmente (distanza di gara, velocità media, potenze medie), ma il calcolo restituisce valori simili. Ovviamente, il ciclista di alto livello riesce a mantenere una potenza media maggiore per più tempo rispetto ad un amatore e quindi il suo consumo medio al minuto risulterà più alto.
Tappa di un giro professionistico di 7 giorni
Distanza: 250,4 km.
Dislivello positivo: 2.394 metri.
Atleta professionista di seconda fascia, 25 anni, 65 kg.
Bicicletta di 6,8 kg.
Frequenza cardiaca massima: 180 bpm.
Velocità media: 42,4 km/h.
Tempo: 5h 54′.
Potenza media: 214 W.
Frequenza cardiaca media: 130 bpm (75% della frequenza cardiaca massima).
Costo energetico netto: 4545 Kjoule.
Consumo calorico stimato globale della prova: 4.754 kcal.
Consumo medio al minuto: 13,4 kcal.
Consumo calorico del ciclismo: considerazioni finali
Il ciclismo è uno sport che necessita dal punto di vista organico di doti di potenza e resistenza in percentuale diversa a seconda della specialità.
Il gesto atletico è considerato dagli studiosi tra i più efficienti dal punto di vista energetico, ovvero con un rendimento molto alto rispetto ad altri sport (come, per esempio, il nuoto o il pattinaggio di velocità). Questo è dovuto principalmente all’uso di uno strumento meccanico evoluto come la bicicletta.
Il consumo calorico della pratica ciclistica è, perciò, essenzialmente legato all’intensità dello sforzo ovvero alla potenza erogata nel tempo.
Se la potenza media ed il tempo non sono adeguati, la sua pratica può essere non sufficiente dal punto di vista salutistico (variazione positiva dei valori ematici e cardiaci e della composizione corporea).
Applicando invece intensità e volumi adatti alla pratica agonistica amatoriale può essere un valido aiuto nel mantenimento dello stato di salute.
Bibliografia
Le basi fisiologiche dell’educazione fisica e dello sport / E. L. Fox, R.W. Bowers, M. L. Foss, Il Pensiero Scientifico Editore, 1995.
GIOVANNI, CARLO LAZZARI
CHINESIOLOGO PROFESSIONISTA – PREPARATORE ATLETICO
ISTRUTTORE FITRI – FIDAL
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