Consumo calorico del ciclismo

Esistono diverse formule per il calcolo calorico nel ciclismo, ma sono tutte molto approssimate e quindi poco utili, se non per astratte elucubrazioni matematiche. Prima di passare a una strategia generale per il dimagrimento (o per il massimo consumo calorico) vediamo comunque un po’ di teoria.

La formula di Ambrosini

Secondo tale formula la potenza media in Watt è espressa da:

W = [[P*(p / 100 +a)+(KS*v*v)]*v]*9,81

• P = peso del ciclista compresa la bicicletta
• p = pendenza
• a = coefficiente d’attrito, fissato a 0,01 per asfalto in buone condizioni
• KS = coefficiente aerodinamico tipico, fissato a 0,021
• v = velocità in metri al secondo equivalente alla velocità in km/h diviso per 3,6 (esempio 36 km/h/3,6 = 10 m/s)
• 9,81 = costante di conversione da chilogrammi a Watt

Perché è importante il calcolo della potenza media? Nella corsa il consumo calorico (buona approssimazione) è dato dalla velocità per il tempo (dà lo spazio percorso) per il peso del soggetto, il tutto ovviamente nelle corrette unità di misura. Non importa la fatica che l’atleta fa. Percorrere 10 km a 4’/km (40′) per molti runner è una fatica bestiale (se non impossibile), mentre per un atleta top è una passeggiata. Ovvio che l’atleta top, se ha lo stesso tempo a disposizione, andando alla massima velocità possibile, brucerà di più rispetto all’amatore, anche lui al massimo: la velocità conta solo perché a parità di tempo fa percorrere più km.

Analogamente avviene nel ciclismo con la potenza. Se due atleti esprimono la stessa potenza hanno lo stesso consumo calorico, non importa la fatica che fanno: ovvio che 150 W possono essere molto faticosi per un principiante e una passeggiata per un atleta top, ma se esprimono la stessa potenza per lo stesso tempo hanno gli stessi consumi (si noti che nel ciclismo la potenza include anche il peso dell’atleta).

Infatti il consumo calorico (in kcal) è dato da:

kcal=W*t/1000/1,11631=W*t/1116,31

Dove W è la potenza media, t = tempo della prestazione in secondi e 1000 e 1,11631 sono costanti di conversione (da W a kW e da kW a kcal).

La formula di Wilson

Il problema della formula di Ambrosini è che da un lato trascura troppi fattori e dall’altro ne fissa alcuni che non sono per nulla fissi. Se, per esempio, un fattore moltiplicativo può variare da 0,007 a 0,013 fissarlo a 0,01 significa commettere un errore medio del 30% in più o in meno.

Inoltre, matematicamente, usare il quadrato della velocità fa sballare l’approssimazione quando la velocità sale molto come nel caso del ciclismo in pianura con un atleta di ottima caratura.

La formula di Ambrosini considera il binomio mezzo-ciclista come un tutt’uno. Un conto è considerare la sola massa del binomio uomo+bicicletta e un conto è considerare per esempio anche

• la potenza sviluppata dal ciclista (quella scaricata sul pedale).
• La potenza dissipata a causa di tutti i componenti meccanici della bici. Tale coefficiente può variare da 0,85 a 1; se si utilizzano biciclette non professionali, come nel caso di chi utilizza il ciclismo a semplice scopo dimagrante, tale coefficiente fa sballare ogni previsione perché un suo esatto dimensionamento richiede strumenti e test troppo sofisticati per un semplice amatore.
• Velocità del vento; come tutti sanno, il vento è fondamentale nella valutazione dello sforzo di avanzamento, ma dotarsi di anemometro per misurarlo è tecnica troppo sofisticata, senza considerare che di solito varia durante il tragitto e quindi si dovrebbero integrare le varie componenti rispetto al tempo.

Nel 1975 Wilson (Bycicle Science) studiò il problema, arrivando a una formula corretta dal punto di vista scientifico, ma praticamente non usabile:

W= [K(v + v’)² + mg (sin(α) + C)]v

Dove

• v = velocità della bicicletta
• v’ = velocità del vento
• K = fattore di frenamento dell’aria [0,1-0,3]
• m = massa del sistema uomo+bici;
• g = accelerazione di gravità, 9,81 m/(s^2);
• α = angolo relativo alla pendenza (tangente)
• sin = seno dell’angolo
• C = coefficiente d’attrito dovuto al rotolamento [0,002-0,008]

Come si vede, il calcolo del consumo calorico è impossibile sia per l’intervento di fattori moltiplicativi che possono variare di molto da situazione a situazione (per esempio 0,3 è il triplo di 0,1!) sia perché alcune variabili non sono facilmente misurabili. Come ultimo esempio si pensi al coefficiente di rotolamento: per molti sedentari che usano il ciclismo come mezzo dimagrante lo stato delle ruote non viene mai controllato!

Strategia generale

Dalla formula di Wilson comunque è possibile dedurre alcune considerazioni generali.

1. Una buona strategia per consumare è di andare alla massima velocità nel tempo che si ha a disposizione. In sostanza ciò consente di esprimere la propria potenza massima. In altri termini, se lo sforzo è troppo blando, si consuma veramente poco perché il nostro peso è “sostenuto” dal mezzo meccanico.
2. Se è difficile rimanere concentrati per esprimere la massima potenza (per esempio se il percorso è facile o si è in uscita solitaria), conviene giocare sugli altri fattori.
3. Scegliere un percorso con salite non è detto che sia ottimale perché in discesa si rischia di consumare pochissimo e di fatto si dimezza il tempo dedicato al consumo. Meglio utilizzare un mezzo non estremamente tecnologico o orientarsi direttamente sulla MTB con percorsi non asfaltati: aumenta il peso del mezzo e soprattutto il coefficiente di rotolamento.

Vediamo un esempio. Supponiamo che su un percorso di 30 km la velocità massima del soggetto sia 30 km/h. Realisticamente brucerà qualcosa come 600 kcal (soggetto di 70 kg con bici di medie prestazioni). Se va però a 25 km/h arriverà freschissimo alla meta in 1h12′, bruciando meno di 600 calorie. Approssimativamente il dispendio calorico diminuisce come il quadrato dei rapporti fra le velocità. Quindi in questo caso: 600/(30/25)²= 416 kcal/h cioè 500 kcal circa in 1h12′. Se andasse a 20 km/h, consumerebbe solo 266 kcal/h, cioè 400 kcal circa nell’ora e mezza che impiegherà a percorrere i 30 km. Se andasse a 10 km/h consumerebbe solo 66 kcal/h cioè circa 200 kcal in tre ore di pedalata, poco più che un lavoro sedentario.