Le pedivelle la potenza gli angoli e i punti morti

La pedivella è la leva che trasmette la forza impressa sui pedali al movimento centrale, al cuore della bicicletta. Il tratto d’unione tra il ciclista e la sua bici.

23/05/2019
scritto da Alberto Fossati

Le pedivelle, un componente della bicicletta ma anche un argomento che anima discussioni e approfondimenti tecnici, legati alla performance, all’atleta e al mezzo meccanico, anche tra i pro. Cosa cambia se si usa una pedivella corta, oppure più lunga? Cerchiamo di approfondire in modo semplice l’argomento.

Prima di iniziare con il nostro approfondimento ci sembra doverosa una premessa: con pedivelle più lunghe, aumenta il braccio della leva, quindi anche il momento rotatorio.  A parità di forza (F), il momento o intensità di rotazione (M) sarà tanto maggiore quanto maggiore è il braccio di leva (b), ovvero la lunghezza delle pedivelle.

Anche la lunghezza ottimale delle pedivelle fa parte di un’evoluzione del modo di andare in bici ma anche della biomeccanica. Qualche stagione a dietro la misura più utilizzata era 170 mm, ora 172,5.

La lunghezza ideale della pedivella è uno degli argomenti più interessanti per gli appassionati di ciclismo. Circolano tabelle, formule e metodi empirici per la scelta di quella “giusta”. Per la bici da strada, si trovano in commercio modelli di diverse lunghezze, a partire da 160 mm fino ad arrivare a 180 mm, con scarti di 2,5 mm. Tra i praticanti le misure più ricorrenti spaziano tra i 167,5 e i 175 mm. Solitamente in passato la dimensione era scelta in base all’altezza o alla lunghezza degli arti inferiori del ciclista; oggi, grazie all’evoluzione delle tecnologie e degli strumenti della biomeccanica, è possibile trovare la lunghezza ideale sulla scorta di un’attenta analisi del posizionamento e della dinamica della pedalata. Come prima approssimazione, riteniamo affidabile la Tabella del prof. Haushalter – professore e medico sportivo all’Università di Lione – che collega la lunghezza delle pedivelle alla lunghezza del femore.

Lunghezza femore cm             Lunghezza Pedivelle mm

30                                                        160

32                                                        165

33-36                                                  167,5

38-40                                                  170

42                                                        172,5

44                                                        175

46-48                                                  177,5

50                                                        180

E’ bene precisare che l’allungamento della pedivella porta a un guadagno in termini di potenza abbastanza contenuto. Per esempio, passando dalle 170 mm alle 180 mm, è stato dimostrato un aumento di potenza nell’ordine del 4/5%. Quindi, nel range delle pedivelle standard, il guadagno di potenza (a parità di forza applicata), è abbastanza contenuto. Inoltre, grazie all’introduzione dei misuratori di potenza, si è potuto stabilire che l’incremento di wattaggio è apprezzabile soprattutto ai bassi regimi (cadenza inferiore a 60 RPM/minuto) e negli scatti brevi quando si “danza” fuori sella in salita. Qui entra in gioco, in fase di valutazione, la taratura del power meter stesso ed una precisione dello strumento all’interno di un range di pedalata. Ribadiamo ancora una volta: non tutti i misuratori sono uguali, ognuno ha le sue peculiarità e caratteristiche per la rilevazione del wattaggio. Un power meter che ha i sensori posizionati all’interno del perno passante, rileva in modo differente da uno strumento che ha il cuore del sistema all’interno del pedale. Il power meter è uno strumento ottimale per un training ottimale e moderno, un punto di riferimento per la performance ma è difficile fare un paragone “credibile” tra i vari marchi e strumenti.

Stages ha un sensore applicato esternamente, al suo interno sono annegati degli accelerometri, uno dei power meter più moderni, semplice da usare e gestire, versatile in fatto di montaggio.

Angoli e traiettorie della pedalata

La potenza non è tutto, la dinamica della pedalata non è riassumibile con il semplice concetto del “braccio di leva”: la pedivella è un’asta che collega il pedale con le gambe del ciclista. Il pedale descrive una circonferenza perfetta, e il gesto della pedalata coinvolge caviglia, ginocchio, anca in una “catena” di leve molto complessa. Modificando la lunghezza delle pedivelle, cambiano l’angolo del busto, l’angolazione di bacino e ginocchio e i movimenti della caviglia. Allungando le pedivelle si dovrà abbassare la sella per mantenere inalterata l’estensione della gamba e, di conseguenza, rivedere l’altezza del manubrio. Con pedivelle più lunghe, il pedale deve percorrere una circonferenza maggiore, con rallentamento della cadenza di pedalata. Nell’ immagine che proponiamo (per gentile concessione del Dr. Fabio Toppino, autore di una Tesi di laurea dal titolo: “Analisi della biomeccanica della pedalata…” pubblicata dall’Università di Torino nel 2011 e disponibile anche sul sito della Federciclismo) è riassunta la complessità del gesto “pedalatorio”. In particolare vengono rappresentate le 4 fasi della pedalata: l’ellisse (B) disegnato dalla caviglia, la circonferenza percorsa dal pedale (A), e i diagrammi di movimento di anca (D) e ginocchio (C). Ogni modifica nella lunghezza delle pedivelle ha ripercussioni su tutti questi parametri. Come afferma Toppino: “Le 4 fasi si possono distinguere l’una dall’altra in base alle loro caratteristiche: potremmo così parlare di due fasi attive (la fase I di spinta-appoggio anteriore e la fase III di trazione posteriore) e due fasi di passaggio (fase II e fase IV) denominate punto morto inferiore (pmi) e punto morto superiore (pms)”.

Le 4 fasi si realizzano con un ritmo di pedalata normale, 70-100 rpm; quando il ritmo aumenta, tra 100 e 120 rpm, la seconda e la quarta fase sono spesso saltate. La fase II è quella di passaggio tra quella di spinta e quella di trazione. La fase IV, o punto morto superiore, rappresenta il passaggio da quella di trazione a quella di spinta. L’allungamento delle pedivelle rende più faticoso il passaggio dal punto morto superiore. Riprendiamo anche, un articolo pubblicato in precedenza, sviluppato grazie a Davide Sanzogni che ha come soggetto un approfondimento sul numero ottimale dei denti delle corone ma facilmente collegabile alle pedivelle.

Quali sono la guarnitura e le corone giuste?

I “punti morti”

Le pubblicazioni scientifiche e di altro tipo introducono la nozione di “Punto morto” separando la “fase di potenza” dalla “fase di recupero” e posizionano, rispettivamente, a 0° il pms e a 180° il pmi. In queste posizioni le pedivelle sono verticali. Il meccanismo della pedalata è molto complesso: ricerche e studi scientifici hanno stabilito che la posizione dei “punti morti” è in stretto rapporto con gli angoli formati dal ginocchio. I centri morti dell’articolazione del ginocchio si verificano quando la velocità angolare di quest’ultimo ginocchio è uguale a zero; ovvero quando la velocità angolare cambia da positiva a negativa: nel momento in cui l’attività dei muscoli flessori passa all’attività dei muscoli estensori (o viceversa). Lo stesso può essere assunto per l’articolazione dell’anca e anche per quella della caviglia. Simulazioni e prove con misuratori di potenza applicati ai pedali hanno dato risultati che confermano le “fasi della pedalata” come riportate nell’immagine del Dr. Toppino.

Con pedivelle di 170 mm, altezza sella di 0,733 m, tubo piantone di 73° e frequenza di pedalata di 90 rpm, la posizione dei punti morti per l’articolazione del ginocchio è la seguente: -20° (o + 340°) per il pms; +152° per il pmi. Montando una pedivella di 175 mm, e lasciando inalterate le altre misure, i punti morti si trovano a -18,5° (+151,5°) per il pms e +152,3° per il pmi. Ulteriore conferma che l’allungamento della pedivella rende più difficile il superamento del pms. Meno sensibile la difficoltà per il passaggio al pmi (questo grazie al “gioco” della caviglia in fase di trazione).

Oltre ai numeri

Ci sono numeri e grafici, studi e tabelle ma spesso ci dobbiamo anche confrontare con gli standard che in un certo senso ci “obbliga il mercato”, anche le pedivelle fanno parte della standardizzazione. Se nel settore road la misura più utilizzata è 172,5, in ambito off road e gravel è 175 millimetri, lunghezza che troviamo sulle bici già montate e pronte all’uso.

A cura della redazione tecnica, con il fondamentale contributo di René Enzo Piccinni, foto a cura di Sara Carena, Matteo Malspina, grafici del Dottor Toppino.

 

 

 

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