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Potenza performances ed efficienza della bici

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potenza ed efficienza bici
Foto Massimo Paolone/LaPresse 03 ottobre 2020 ItaliaSport CiclismoGiro d'Italia 2020 - edizione 103 - Tappa 1 - Gara cronometro individuale - Da Monreale a Palermo (km 15,1)Nella foto: GANNA Filippo( ITA )TEAM INEOS GRENADIERS

La potenza, il suo consumo oppure il suo risparmio, il modo in cui la eroghiamo e come viene assorbita, tanti aspetti  e variabili sui quali la ricerca si concentra per una continua evoluzione, legata a uomini e mezzi.

potenza ed efficienza bici
Potremmo anche scrivere, potenza vs manutenzione della bici, vs dispersione di energia vs efficacia dei componenti.

Cos’é la potenza

La potenza è energia e il tempo, è in un certo senso la scala graduata che da valore alla nostra prestazione ciclistica. Quando spendiamo tanta energia e vogliamo farlo accorciando il più possibile i tempi, necessitiamo di tanta potenza. Ci sono differenti modi per la sua descrizione e ognuno ha una sua valenza, tenendo ben presente che, l’obiettivo per un ciclista e per uno sportivo in genere è quello di migliorare. Qui di seguito una precedente pubblicazione.

Curva di potenza vs tempo, l’abilità di conoscere

Dove va a finire la potenza che noi eroghiamo

Quando un ciclista esprime il suo gesto atletico, si deve confrontare con quattro nemici principali, ci spiega l’Ingegner Alessandro Giusto: aria, asfalto e un’insieme di attriti creati dalla bicicletta, senza dimenticare la “maledetta” salita. Ad arricchire il concetto che cerchiamo di esprimere, alleghiamo anche un breve video, qui di seguito.

I CICLISTI GEMELLI, CHE COSA INFLUENZA IL CONSUMO DI POTENZA?

Asfalto

E’ una componente molto spesso sottovalutata, o alla quale non viene data la giusta importanza. E’ sufficiente pensare che, anche in assenza di atmosfera, primo o poi ci fermeremmo, per gli effetti che si generano tra il terreno e gli pneumatici (attrito di rotolamento e/o attrito volvente). L’attrito è una forza che si genera e questa sarà grande tanto quanto il nostro peso totale.

Aria

Molto dipende dalla sua densità. Man mano che ci spostiamo verso il livello del mare, la densità dell’aria è maggiore e offre una resistenza elevata. Oltre a questo “fattore ambientale”, sono da tenere in considerazione, la struttura fisica del ciclista e la sua posizione in sella. Questi aspetti influiscono in modo esponenziale sull’efficienza aerodinamica.

Va da se che il ciclista è una variabile, mentre il mezzo meccanico è un punto fermo, una base fissa sulla quale lavorare. Ecco perché le aziende investono tantissimo sulla ricerca aerodinamica, in modo da rendere le biciclette più efficienti.

potenza ed efficienza bici
Manutenzione e posizione in bici funzionale alle proprie esigenze, al netto dell’emulazione. Aspetti troppo spesso sottovalutati e che influiscono in modo esponenziale dell’erogazione della potenza.

Gli attriti

E’ stato calcolato che il 5/7% della potenza espressa del ciclista viene sprecata negli attriti del mezzo meccanico. Catena, cuscinetti e movimenti rotanti in genere. Nell’economia totale di una performance, sono valori molto elevati, che giocano un ruolo fondamentale anche nel risparmio dell’energia utile all’espressione della potenza, nel breve, medio e lungo termine.

La salita

Noi usiamo la potenza in salita  per spostare un peso in senso verticale. Una sorta di punto riferimento è la velocità ascensionale media (VAM). Se il wattaggio che eroghiamo è influenzato dal nostro rapporto watt/kg, la sfida è combattere contro la VAM (oppure contro il nostro peso, per avere un migliore rapporto peso/potenza).

potenza ed efficienza bici

E il peso della bici?

Al netto di formule matematiche, la potenza da noi erogata deve tenere conto delle quattro variabili evidenziate. Migliorare anche solo una di queste, o tutte insieme, permette di sfruttare meglio la nostra dote. E il peso della bici? Non ci siamo dimenticati, ma per approfondire questo aspetto utilizziamo il grafico che vi proponiamo di seguito, con la descrizione in allegato.

Potenza cosa influisce sul consumo di energia
Il grafico che permette di confrontare i diversi fattori in gioco. E’ interessante notare come l’attrito tra pneumatico ed asfalto sia sottovalutato: consuma dai 30 W in pianura ai 7 W in una salita al 10% di pendenza.
Inoltre si vede come già al 2% di pendenza metà dei 200 W disponibili vengano consumati dalla salita. Dal 6% di pendenza in su, l’attrito aerdinamco scende sotto i 10W (5% del totale) diventando così marginale.
Gli attriti della bici (catena, ingranaggi, cuscinetti) non dipendono dalla pendenza: rimangono costanti e pari a 12W; Non si tratta di una quantità trascurabile, quindi è essenziale mantenere la catena ben lubrificata ed efficiente per limitare questo spreco di potenza.

La prova dei gemelli

  • Mettiamo a confronto due gemelli, stesse caratteristiche e stesso peso. Stessa categoria di bicicletta, una con i freni calipers con un valore alla bilancia di 7 kg (in ordine di marcia) e in dotazione a Paolo, l’altra con i freni a disco con un aggravio di 300 grammi (7,3 kg), sulla quale pedalerà Marco. Immaginiamo una loro uscita in parallelo, su una salita a pendenza costante e gli effetti di questi 0,3 kg.

 

Potenza performances ed efficienza della bici
Il risultato è che Paolo precederà il gemello di 10 secondi se si misurano su una salita al 5%, 14 secondi dal 10% di pendenza in su.
Ora va detto che da ogni salita bisogna pur scendere.. e che il vantaggio che avrà Marco con i freni a disco su una discesa molto lunga (stiamo parlando di una vetta conquistata con un’ora di pedalata in salita!) sarà facilmente superiore ai 10-15 secondi persi in salita. Vero è, che in discesa possono entrare in gioco anche le abilità soggettive, ma qui parliamo della valutazione dei dati.
  • Di seguito invece, un grafico e un risultato che sorprende, con chiaro riferimento a quanto possono influire gli pneumatici, ai fini della potenza, della prestazione e dell’efficienza. Paolo (bici disco), monta degli ottimi pneumatici gonfiati a 6bar. Marco (bici no disc), trascura questo aspetto e si accontenta di un paio di pneumatici di bassa gamma, gonfiati a 4.5bar.
Potenza performances ed efficienza della bici
Il risultato è di quelli interessanti: Marco(bici non disco) arriverà con svariati minuti di ritardo rispetto al gemello. Se l’allenamento è in pianura, per ogni ora di pedalata a 200W accumulerà 2’40” (160 secondi) di ritardo. Se la strada sale al 3% di pendenza il ritardo arriverà fino 3’5” (185 secondi). Su una pendenza del 10% Marco pagherà 1’40”.

In conclusione

Al di là di ogni ragionevole dubbio, l’obiettivo di questo approfondimento non è quello di scrivere se una bici disco va meglio o peggio di una bici calipers, ma quello di indirizzare la lente su alcuni dettagli spesso trascurati. Ad esempio l’efficacia e l’efficienza della componentistica, fattore che qualche volta ci permetterebbe di risparmiare qualche euro e di guadagnare qualche watt. E poi ci sono le emulazioni: vediamo e osserviamo i pro, guardiamo le loro bici con invidia e ammirazione. Non possiamo non dire che i tre grandi giri sono stati vinti da bici calipers di marchi italiani (bene, almeno quello è andato bene in questo 2020). Ma proprio in quella categoria, quella dei professionisti è necessario anche tenere conto delle sponsorizzazione dei materiali sui quali lavorano. Ma questa è un’altra storia.

Un altro articolo comparativo sviluppato in precedenza, peso della bici vs scorrevolezza delle gomme

a cura della redazione tecnica, grazie all’Ingegnere Alessandro Giusto, foto cover courtesy Tissot, Sara Carena.

 

 

 

 

 

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