La VAM: questa sconosciuta
by Leonardo
Un ciclista � 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 � data da forza per velocit�.
La forza serve per vincere la resistenza offerta all'avanzamento (dalla fisica: a velocit� costante la somma di tutte le forze agenti su bici+ciclista � 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 � predominante la resistenza dovuta alla pendenza, e tanto pi� quanto la velocit� � bassa e la pendenza rilevante.
Questa resistenza � data da:
prodotto del peso per la pendenza stessa,
dove il peso � massa totale (kg)
per la costante g = 9,81 m/s2, e la pendenza � assoluta: non 8 %, ma 0,08.
E' come far salire un peso lungo un piano inclinato, facciamo pi� fatica se il peso � elevato o se il piano � 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 � pari alla resistenza per la velocit�, 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 velocit� con la stessa pendenza, dobbiamo avere pi� 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 � il rapporto fra la massa (il peso) del ciclista e il peso totale, comprendente bici+accessori.
La VAM � quindi proporzionale alla potenza specifica, ed � qui che Pantani batte Ullrich.
Ullrich ha diverse decine di Watt in pi� rispetto a Pantani, ed infatti in
pianura, dove conta la potenza, si vede, ma Pantani � cos� 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 pi� 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 (= velocit�) e al
diminuire della pendenza, non si pu� trascurare la potenza spesa a vincere la
resistenza aerodinamica: questa potenza cresce con il cubo della velocit�.
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 % � inferiore a quella su una salita pi� dura: infatti dobbiamo spendere parte della potenza a nostra disposizione per vincere la resistenza aerodinamica, e ne rimane meno per la VAM (ossia � 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 pi� 0,3 % di pendenza, per una MTB magari con gomme sgonfie molto di pi�;
- per il rendimento meccanico della bici: finora abbiamo parlato di potenza
"alla ruota", in realt� noi ne spendiamo di pi� 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 � del 97 %.
Esempio numerico (con valori non so quanto attendibili!):
suppongo:
m = 62 kg (sono io)
mtot = 62 + 12 = 74 kg (la bici � quella che �, poi c'� 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 velocit� per pendenza (nelle unit� 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 velocit� presunta che terremo e magari, se si ha la possibilit�, scegliere una ruota libera adeguata...
Quindi : (VAM / 10) = velocit� x pendenza
by Leonardo
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