Giro 2023 | La scienza dietro il modo di pedalare in salita

Il percorso del Giro d'Italia 2023 si estende per 3.448,6 km dalla Grande Partenza in Abruzzo al traguardo di Roma. In questo lasso di tempo, se tutto va bene, corridori del calibro di  Geraint Thomas e Primož Roglič scaleranno un totale di 51.300 metri, comprese tre tappe che superano i 5.000 metri l'una. La domanda che sorge spontanea è: il direttore di gara Mauro Vegni è un sadico? E, naturalmente, ai fini di questa rubrica, che cosa dice la scienza su come e quanto i grandi campioni dovrebbero rimanere seduti sulle loro selle o allentare la presa e alzarsi sui pedali?

L'arrampicata vista al microscopio

Il corpo è un organismo complesso. Coi piedi fissi sui pedali, il movimento delle gambe è in qualche modo limitato durante la pedalata; un minimo cambiamento nella posizione della pedalata catalizza una serie di cambiamenti anche lungo la catena cinetica che attiva o disattiva i muscoli. Ciò influisce sulla potenza massima erogata e sulla risposta fisiologica, tra cui l'assorbimento di ossigeno e la frequenza cardiaca. I tecnici e i media insistono sul fatto che un cambiamento nella posizione del corpo influisce sull'aerodinamica, sulla resistenza e sul fatto che si possa falciare l'aria (relativamente) senza attrito o replicare l'effetto di un paracadute svolazzante, ma la posizione influisce anche sul dispendio energetico e, naturalmente, sulla velocità.

Nel 2008, Ernst Hansen e Harry Waldeland della Norwegian School of Sport Sciences hanno intrapreso un esperimento per quantificare se è meglio pedalare stando seduti o in piedi sui pedali in salita. Hanno reclutato 10 corridori maschi di seconda categoria. Avevano un'età media di 27 anni, misuravano 1,82 m di altezza, pesavano 75,2 kg e avevano un impressionante VO2max di 70 ml/kg/min. Si sono presentati al laboratorio norvegese sei volte per un periodo di tre settimane.

Il primo test consisteva semplicemente nel prendere confidenza con il tapis roulant motorizzato. Il secondo test prevedeva di pedalare in posizione seduta a una media di 17,8 km/ora con una pendenza impostata al 5,8%, in modo che i ciclisti potessero raggiungere una potenza di circa 3,5 watt per chilogrammo. Ogni minuto che passava, la pendenza aumentava dello 0,8% fino all'esaurimento fisiologico; in altre parole, non potevano più pedalare. Si sono riposati per 90 minuti e poi hanno ripetuto l'agonia in posizione eretta.

I quattro giorni di test successivi sono stati sostanzialmente simili, anche se la pendenza è stata fissata a un crudele 10%. A questo punto, le velocità sono state personalizzate, ma le potenze erogate sono state le stesse in tutti i casi: ogni soggetto ha raggiunto l'86%, il 96%, il 118% e il 165% del proprio massimale. I soggetti hanno corso sia da seduti che in piedi. Durante il tortuoso esperimento, gli scienziati hanno analizzato la frequenza cardiaca, i livelli ematici di lattato e gli scambi respiratori.

Cosa hanno scoperto quando il sudore si era asciugato, le punture di spillo sparite e i ciclisti non respiravano più come animali ansimanti? Uno dei risultati principali, dicono gli autori, anche se forse non è eclatante per dei ciclisti su strada, è stato che la salita con una pendenza del 10% a una potenza di 165 watt poteva essere sostenuta più a lungo in posizione eretta rispetto alla posizione da seduto.
"Il motivo per cui le prestazioni erano migliori durante la pedalata in piedi alla massima potenza potrebbe essere dovuto alle differenze biomeccaniche tra la pedalata da seduti e quella in piedi, che permettono al ciclista di sostenere la pedalata in piedi a tale potenza", si legge nello studio.

"Le braccia tirano verso l'alto e indietro durante la corsa di potenza della gamba corrispondente durante il ciclismo in piedi, mentre spingono verso il basso e in avanti durante la corsa di salita della gamba corrispondente. Nella misura in cui queste attività delle braccia sono coordinate con l'inclinazione della bicicletta, le braccia contribuiscono alla produzione di potenza positiva. Allo stesso tempo, la massa corporea viene utilizzata in modo più attivo durante la pedalata in piedi rispetto a quella da seduti, poiché le anche sono più avanti e forniscono una leva sul braccio della pedivella diversa da quella sperimentata in posizione seduta".

Ripido in uscita e poco profondo in entrata

Quindi, quando le colline cominciano a salire, tutti in piedi. Naturalmente non è così semplice: gli autori sottolineano che le caratteristiche biomeccaniche del ciclismo in piedi aumentano l'assorbimento di ossigeno e il dispendio energetico rispetto al ciclismo da seduti. Ma, tutto sommato, per brevi scatti al 10% o più, alzatevi in sella e continuate a pedalare. 

Gli autori ci hanno poi inviato a un altro studio che ha dimostrato che la pedalata da seduti è più efficiente a pendenze del 4%, con un assorbimento di ossigeno inferiore del 10%. Quindi, i numeri dicono quello che sospettiamo: rimanere seduti su pendenze basse, alzarsi in sella quando la salita aumenta drasticamente.

Per quanto riguarda il Giro d'Italia 2023, sulla carta i corridori di punta trascorreranno gran parte della penultima tappa pedalando in piedi e probabilmente in sella a biciclette da strada piuttosto che ad alternative TT (o forse anche alternando le due). Sebbene i primi 11 km della cronometro di 18 km da Tarviso al Monte Lussari Tudor siano relativamente pianeggianti, i primi 5 km della salita del Monte Lussari presentano una media del 15%, con punte superiori al 20%. Anche la chioma di alberi che protegge questo tratto di strada non riuscirà a mascherare il dolore sui volti dei corridori. Superato il bosco, la pendenza scende al 4% per un breve tratto, prima di una breve rampa nell'ultimo chilometro, dove la pendenza raggiunge il 22%. Una breve discesa è seguita da una doppia curva e poi da una pendenza del 16% per gli ultimi 150 metri.

È terribile e sarà stato analizzato da tutti i principali concorrenti e dalle loro squadre. Ma per il personale di servizio, probabilmente, è più importante l'impatto della pendenza sulla potenza erogata che la pendenza stessa.

"Ci sono pochi studi che confrontano direttamente l'efficienza e l'economia tra la posizione seduta e quella in piedi in ciclisti ben allenati, per non parlare dei ciclisti WorldTour", afferma Elliot Lipski, allenatore dell'Alpecin-Deceuninck. Tuttavia, tra le prove che abbiamo a disposizione, c'è una differenza trascurabile tra l'efficienza e il risparmio tra la posizione seduta e quella eretta alle potenze tipiche delle salite". Uno studio del 2002 ha esaminato questo aspetto e non ha riscontrato differenze tra posizione seduta (piano), seduta (salita) e in piedi (salita).

"Quello che sappiamo è che più tempo si passa a lavorare su qualcosa, più si diventa efficienti nel farlo. I ciclisti del World Tour compiono più di cinque milioni di giri di pedale all'anno, ed è ragionevole pensare che il maggior tempo trascorso in sella o in piedi sui pedali comporti differenze individuali in termini di efficienza e tecnica".

Questo si sposa con una conversazione avuta diversi anni fa con Louis Passfield, tristemente scomparso. Louis era un esperto in questo campo - e un esperto nell'arte dell'umanità; era un uomo adorabile - e, dopo molti studi, giunse alla stessa conclusione: se si pedala abbastanza a lungo e con costanza, si raggiunge naturalmente il perfetto equilibrio tra posizione seduta e in piedi. Tuttavia, i team di supporto offrono ancora una guida. Torniamo a Lipski...

"A potenze inferiori, raccomando ai miei ciclisti di rimanere seduti. Questo perché a un wattaggio inferiore a circa il 75% del VO2max, l'economia diminuisce quando si scende dalla sella, probabilmente perché il contributo del lavoro extra della parte superiore del corpo rappresenta una percentuale maggiore del lavoro totale prodotto.

"In generale, i professionisti alternano la posizione seduta e quella eretta per mantenere una velocità costante; l'efficienza è generalmente migliore a uno stato costante che non in presenza di picchi di potenza. Quindi, alternare la cadenza e la forza trasversale in base alla pendenza e alla velocità della salita li aiuterà a mantenere la velocità. Inoltre, quando ci si alza in sella, i ciclisti tendono a sincronizzare la respirazione con la cadenza e il movimento ritmico della bicicletta. Questo non sembra influire sulla loro efficienza, ma aiuta a controllare la frequenza respiratoria e la frequenza cardiaca".

Il peso è importante

Come si intuire, c'è una componente di peso in tutto questo ed è il motivo per cui lo studio di Hansen non si riferisce direttamente ai corridori del WorldTour, i pretendenti del Giro. I 10 soggetti avevano una media di 75 kg rispetto al seguente quartetto: Remco Evenepoel 61 kg; Tao Geoghegan Hart 61 kg; João Almeida 63 kg e Primož Roglič 65 kg.

In generale, la scienza sostiene che i corridori più "pesanti" cercheranno di rimanere seduti più a lungo, in quanto è biomeccanicamente più efficiente sostenere il carico in sella piuttosto che fuori, mentre i corridori più leggeri non saranno penalizzati così duramente quando si tratta di dispendio energetico, e questo è probabilmente il motivo per cui Quintana, che pesava meno di 60 kg, ai suoi tempi si arrampicava spesso in piedi, come se la sua sella fosse in fiamme.

Anche il rapporto peso/potenza può influire sulla scelta della posizione. Circa 6,4 watt per chilogrammo rappresentano un potenziale da podio, anche se si basa sulla soglia funzionale. La maggior parte delle squadre avrà i dati dei propri corridori per le salite di 30 minuti, 40 minuti... e anche per le salite brevi e incisive da un minuto a 10 minuti. Nel libro Training and Racing with a Power Meter di Hunter Allen e Andrew Coggan, gli autori includono una tabella di dati che illustra i valori del rapporto potenza/peso di livello mondiale. Ad esempio, la soglia funzionale è indicata come 6,4w/kg, che aumenta a 11,5 watt/kg per un minuto e a 24,04 watt/kg per cinque secondi.

Questo è importante per capire la fisica di una salita e il potenziale di un ciclista. Ecco perché i corridori più grandi preferiscono pendenze più lunghe e meno profonde. Più è bassa, meno è importante il rapporto peso/potenza (relativo) e più è importante il CdA (coefficiente di resistenza aerodinamica). Quindi corridori come Wout van Aert amano appoggiare le natiche sulla sella per lunghe salite e poco ripide, perché sono piuttosto aerodinamici per la quantità di potenza che possono erogare. Più ripide, d'altra parte, significano più lente e l'aerodinamica è meno importante, motivo per cui i ciclisti più piccoli potrebbero alzarsi in piedi e pedalare.

Lenti e veloci

Il tipo di muscolo fa la differenza per quanto riguarda le salite che un ciclista può preferire. Se il ciclista ha una muscolatura a contrazione rapida, ad esempio, è in grado di generare elevate quantità di potenza in brevi periodi di tempo, quindi potrebbe percepire come più "piacevoli" gli sforzi in piedi su salite più corte e intense. Questo tipo di muscolatura si affatica più rapidamente, ma gode di un tempo di recupero migliore tra le salite. Un corridore con una muscolatura del genere potrebbe "apprezzare" le salite lunghe e poco ripide in sella.

Questo aspetto è importante per molte ragioni, tra cui la scelta della gara e la preparazione in fase di allenamento, oltre a influenzare la scelta della cadenza. A meno che non si utilizzi una cadenza molto bassa e si generino forze di resistenza elevate, è improbabile che si recluti un'alta percentuale di fibre a contrazione rapida di tipo due. Pertanto, quando si sale con una cadenza più alta, si reclutano soprattutto fibre di tipo uno e si riduce al minimo il reclutamento di fibre a contrazione rapida di tipo due. Con una minore dipendenza dalle fibre di tipo due, diminuisce la probabilità di insorgenza di acidosi metabolica precoce (il bruciore). Ecco perché la maggior parte degli scalatori WorldTour tende a scegliere una cadenza elevata in salita piuttosto che cercare di macinare chilometri.

Quale tecnica dominerà il Giro? L'elegante Roglič pedala spesso in piedi e se stiamo a vedere è sempre salito sul podio in tutti gli arrivi in salita di quest'anno. Geoghegan Hart è apparso in ottima forma, vincendo due tappe e conquistando il titolo del Tour of the Alps, mentre Evenepoel, spesso seduto, ha vinto la classifica delle montagne in Catalunya e si è imposto sul percorso accidentato della Liegi-Bastogne-Liegi. In definitiva, sarà lo scalatore che conosce meglio il proprio corpo e la propria tecnica a indossare la maglia rosa domenica 28 maggio 2023.