Ciclismo - Preparazione al Ciclismo





La VAM: questa sconosciuta
by Leonardo

Un ciclista è capace, con un determinato grado di sforzo, di esercitare una certa potenza: es. cronometro o salita medio-lunga "a tutta" corrispondono alla potenza di soglia anaerobica, per un buon professionista 400 W.

La potenza è data da forza per velocità.

La forza serve per vincere la resistenza offerta all'avanzamento (dalla fisica: a velocità costante la somma di tutte le forze agenti su bici+ciclista è nulla; se abbiamo una resistenza in direzione opposta al moto, dobbiamo applicare una forza uguale in direzione del moto, se no rallentiamo).

Le resistenze fondamentali sono:

Poi ci sarebbe da tenere conto delle perdite meccaniche che si hanno nella "trasmissione della potenza" dai pedali alla ruota: perdite d'attrito nella catena e nel mozzo, energia spesa nella deformazione del telaio, ecc.

In salita è predominante la resistenza dovuta alla pendenza, e tanto più quanto la velocità è bassa e la pendenza rilevante.

Questa resistenza è data da:

prodotto del peso per la pendenza stessa,

dove il peso è massa totale (kg)

per la costante g = 9,81 m/s2, e la pendenza è assoluta: non 8 %, ma 0,08.

E' come far salire un peso lungo un piano inclinato, facciamo più fatica se il peso è elevato o se il piano è molto inclinato. Faccio anche notare che la massa totale comprende SIA il ciclista, SIA la bicicletta, SIA tutto il resto: abbigliamento, scarpe, borraccia col suo contenuto, eventuale pompa e attrezzi, ecc.

La potenza spesa solo per la salita è pari alla resistenza per la velocità, quindi:

P (W) = mtot x g x s x v (m/s) (s = pendenza).

Come si vede, all'aumentare del peso, per mantenere la stessa velocità con la stessa pendenza, dobbiamo avere più potenza.

VAM e potenza:

VAM = dislivello (m) / tempo (h): es. 500 m in 30' => VAM = 1000

Con due passaggi, passando da ore a secondi, tenendo conto che dislivello = s x v x tempo,

si arriva alla formula seguente:

VAM = (3600 / g) x (P / mtot)

ed ancora:

VAM = 367 x Pspec x (m / mtot)

Ossia: VAM = costante per potenza specifica (=potenza / massa del ciclista

in W/kg) per un numero minore di uno che è il rapporto fra la massa (il peso) del ciclista e il peso totale, comprendente bici+accessori.

La VAM è quindi proporzionale alla potenza specifica, ed è qui che Pantani batte Ullrich.

Ullrich ha diverse decine di Watt in più rispetto a Pantani, ed infatti in pianura, dove conta la potenza, si vede, ma Pantani è così leggero che ha un rapporto potenza/peso maggiore di Ullrich (credo oltre 7 W/kg).
Si vede anche che la bici deve essere leggera: il rapporto peso/peso totale deve essere il più alto possibile.

Per quanto visto finora, una volta fissati potenza (es. di soglia anaerobica) e peso totale, la VAM sembrerebbe costante, indipendente dalla pendenza.
In effetti in prima approssimazione lo possiamo considerare tale, ma all'aumentare della "bravura" del ciclista (= velocità) e al diminuire della pendenza, non si può trascurare la potenza spesa a vincere la resistenza aerodinamica: questa potenza cresce con il cubo della velocità.

Ad esempio: se a 12 km/h ci vogliono circa 10 W,  a 24 km/h ce ne vogliono circa 80 di W.

Quindi la VAM su una salita al 3-4 % è inferiore a quella su una salita più dura: infatti dobbiamo spendere parte della potenza a nostra disposizione per vincere la resistenza aerodinamica, e ne rimane meno per la VAM (ossia è minore la potenza o la potenza specifica da mettere nelle formule viste prima).

Per essere precisi, ci sarebbe da aggiungere 2 contributi:

- per l'attrito: si comporta come un aumento di pendenza: suppongo (non lo sodi preciso!) che il "coefficiente di attrito volvente" sia k = 0,003: equivale a un più 0,3 % di pendenza, per una MTB magari con gomme sgonfie molto di più;

- per il rendimento meccanico della bici: finora abbiamo parlato di potenza

"alla ruota", in realtà noi ne spendiamo di più sui pedali : diciamo che in condizioni ideali (catena lubrificata e ingranaggi non usurati) dobbiamo togliere qualche punto percentuale alla potenza disponibile alla ruota, per esempio 3%. Vuol dire che il rendimento è del 97 %.

Esempio numerico (con valori non so quanto attendibili!):

suppongo:

m = 62 kg (sono io)

mtot = 62 + 12 = 74 kg (la bici è quella che è, poi c'è il resto)

potenza = 250 W (magari!)

potenza specifica = 250/62 = 4,03 W/kg

=> VAM IDEALE (con bici di peso NULLO, attrito nullo, rendimento mecc. 1, NO resist.aria, no vestiti, scarpe,ecc.)

VAM IDEALE = 367 x 4,03 = 1480 m/h

VAM reale escludendo attriti, res.aria, ecc. (= pendenza infinita)

VAM (pendenza=infinito) = 1480 x (62/74) = 1240

pendenza 10% VAM = 1156 (comprende attrito)

pendenza 5 % VAM = 958  (comprende attrito)

Non so se tutti hanno presente che basta dividere la VAM per 10, e ottieni il prodotto di velocità per pendenza (nelle unità di misura a cui siamo abituati: km/h e %). Ad esempio, supponendo la VAM costante (magari qualcuno ci tira sulle pendenze minori..) VAM = 900, allora: 900/10 = 90 = 18 km/h x 5 % = 10 km/h x 9 % = 9 km/h x 10 % = 15 km/h x 6 % (non spingiamoci a 3% x 30 km/h!)

Mi sembra utile: per es. conoscendo la pendenza calcoliamo la VAM durante la pedalata, oppure conoscendo la nostra VAM media in questo periodo possiamo fare un'ipotesi sulla pendenza, oppure ancora: conoscendo la pendenza max di una salita della prossima granfondo possiamo valutare la velocità presunta che terremo e magari, se si ha la possibilità, scegliere una ruota libera adeguata...

Quindi : (VAM / 10) = velocità x pendenza

by Leonardo

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