Calcolatore di Potenza Ciclistica

Questo calcolatore di potenza ciclistica è uno strumento pensato per tutti gli appassionati di ciclismo. Con il suo aiuto, puoi esplorare la relazione tra la potenza che produci e vari parametri come la velocità, la posizione in bici, la pendenza della collina o il tipo di terreno. Ad esempio, puoi scoprire quanta energia puoi risparmiare passando dai copertoni knobby a quelli slick.

Grazie a questo calcolatore di potenza ciclistica, sarai finalmente in grado di confrontare due ciclisti con stili fondamentalmente diversi — ad esempio, un ciclista su strada che non scende mai dalla sua bici con gomme slick e un appassionato di MTB che ama le avventure fuoristrada.

Nel contesto del ciclismo, la potenza è prodotta con le gambe per far andare la bicicletta (e, preferibilmente, per farla andare veloce). Può essere considerata come la misura definitiva delle tue capacità ciclistiche — maggiore è la potenza che riesci a produrre, migliore è il tuo livello di ciclismo.

La potenza ciclistica si misura in watt. Un watt corrisponde a 1 joule di energia prodotta ogni secondo.

Il nostro calcolatore di potenza ciclistica si basa sul modello descritto in dettaglio nell'articolo "What is slowing me down? Estimation of rolling resistances during cycling", che parla della resistenza al rotolamento in bici (disponibile in inglese). Esso suppone che la potenza prodotta sia uguale alla somma delle resistenze da superare, moltiplicata per la velocità. Inoltre, prende in considerazione le perdite di potenza.

Clicca qui se vuoi saperne di più sulla resistenza al rotolamento nel ciclismo.

La formula della potenza nel ciclismo che utilizziamo è la seguente:

dove:

• $P$ — Potenza;
• $F_\mathrm{g}$ — Forza di resistenza dovuta alla gravità;
• $F_\mathrm{r}$ — Forza di resistenza al rotolamento;
• $F_\mathrm{a}$ — Resistenza aerodinamica;
• $v$ — Velocità in m/s; e
• $\text{Perdita}$ — Perdita di potenza in percentuale.

Nelle sezioni successive di questo testo, analizzeremo in modo più dettagliato ogni componente dell'equazione della potenza ciclistica.

Se stai pedalando in salita, devi vincere contro la forza di gravità. Naturalmente, se stai andando in discesa, la gravità ti aiuterà, facendoti accelerare senza alcuno sforzo aggiuntivo.

La forza di gravità può essere calcolata come segue:

dove:

• $F_\mathrm{g}$ — Forza di resistenza dovuta alla gravità;
• $g$ — Accelerazione gravitazionale, pari a $9,\!80665\ \text{m}/\text{s}^2$;
• $\text{Pendenza}$ — Pendenza della collina, espressa in percentuale (positiva per la salita e negativa per la discesa);
• $M$ — Il tuo peso in kg; e
• $m$ — Peso della bicicletta e dell'eventuale equipaggio, anch'esso in kg.

Il prossimo fattore che indubbiamente ti rallenterà è l'attrito tra i tuoi copertoni e la superficie (vedi il calcolatore per l'attrito). Più la strada è liscia e più i tuoi copertoni sono scorrevoli, minore sarà l'attrito.

La formula della resistenza al rotolamento è:

dove:

• $F_\mathrm{r}$ — Resistenza al rotolamento; e
• $C_\mathrm{rr}$ — Coefficiente di resistenza al rotolamento.

Le stime del coefficiente di resistenza al rotolamento $C_\mathrm{rr}$ nel nostro calcolatore di potenza ciclistica si basano sui risultati dei ricercatori dell'Università di Pretoria e dell'Università di Reims Champagne-Ardenne (articoli disponibili in inglese).

Il terzo componente dell'equazione della potenza è la resistenza aerodinamica. Si tratta di una forza di resistenza dell'aria. A differenza delle due componenti precedenti, dipende dalla tua velocità elevata al quadrato — più sei veloce, più alta è la resistenza dell'aria. Ciò significa che più vai veloce, più è difficile continuare ad accelerare.

La resistenza aerodinamica può essere calcolata secondo la formula seguente:

dove:

• $F_\mathrm{a}$ — Resistenza aerodinamica;
• $C_\mathrm{d}$ — Coefficiente di resistenza aerodinamica;
• $A$ — La tua area frontale;
• $\rho$ — Densità dell'aria
• $v$ — La tua velocità; e
• $w$ — Velocità del vento (positiva per il vento contrario e negativa per il vento in coda).

È comune stimare il valore di $C_\mathrm{d} \times A$ invece di determinare ciascuno di questi due elementi separatamente. Noi utilizziamo i valori suggeriti da Asker E. Jeukendrup nel suo libro "High Performance Cycling" (disponibile in inglese).

Le posizioni sono:

• In presa alta — Le mani tengono la parte superiore diritta del manubrio;
• Sui freni — Le mani afferrano le leve dei freni nella parte superiore della parte curva del manubrio;
• In presa bassa — Le mani afferrano la parte inferiore della curva del manubrio; e
• Sull'aerobar — Le mani afferrano i manubri supplementari sulla parte anteriore della bici da triathlon.

Inoltre, il nostro calcolatore di potenza ciclistica stima la densità dell'aria a una determinata altitudine sul livello del mare (s.l.m.) in base alla formula barometrica:

dove:

• $\rho$ — Densità dell'aria;
• $\rho_0$ — Densità dell'aria al livello del mare, pari a $1,\!225\ \text{kg}/\text{m}^2$;
• $M_0$ — Massa molare dell'aria terrestre, pari a $0,\!02896 44\ \text{kg}/\text{mol}$;
• $h$ — Altezza sul livello del mare;
• $R$ — Costante universale dei gas per l'aria, pari a $8,\!31445 98\ \text{N×m}/\text{(mol×K)}$; e
• $T_0$ — Temperatura standard, pari a $288,\!15\ \text{K}$.

Dopo aver sostituito le costanti, possiamo semplificare questa equazione in:

Non tutta la potenza che produci quando vai in bicicletta viene trasferita direttamente alle ruote. Una parte viene persa a causa della resistenza della catena o delle pulegge del cambio.

Il nostro calcolatore di potenza ciclistica suppone una perdita costante dell'1,5% sulle pulegge. Le perdite della catena dipendono dalle sue condizioni:

• $3\%$ per una catena nuova e ben oliata;
• $4\%$ per una catena asciutta (ad esempio, quando l'olio è stato lavato via dalla pioggia); e
• $5\%$ per una catena secca che è talmente vecchia da essersi allungata.

Per maggiori informazioni sulle perdite di potenza, puoi consultare questo articolo sulla resistenza meccanica delle biciclette.

Ora conosci la tua potenza quando vai in bici, ma cosa significa esattamente questo numero? La tabella qui sotto fornisce una panoramica del rapporto potenza-peso (potenza che può essere prodotta per chilogrammo di peso corporeo) per diverse durate, compilata dal Dr Andrew Coggan, un famoso fisiologo dell'esercizio fisico:

Per un ciclista, la potenza è probabilmente il dato più utile di tutti. Conoscendo la tua potenza, puoi scoprire tutto sulle tue prestazioni, sulla tua salute e persino sullo stato del tuo corpo. Tra tutti questi valori, il più diffuso è il consumo di calorie.

Non solo le calorie sono un modo comune per misurare il livello di attività svolta, ma aiutano anche a pianificare meglio l'alimentazione. Inoltre, esse forniscono una misura con la quale puoi fissare degli obiettivi, come per esempio la perdita di grasso, il miglioramento delle prestazioni o la costruzione di muscoli.

Per questo motivo abbiamo aggiunto una piccola funzione che puoi trovare cliccando su Modalità avanzata che ti permette di stimare le calorie bruciate durante la corsa. Si tratta di un processo molto semplice poiché la potenza e l'energia sono correlate da un unico valore — il tempo trascorso.

Quando parliamo di un essere umano che svolge un lavoro, dobbiamo tenere conto anche delle inefficienze del nostro corpo. Esso brucia sempre più energia di quella che produce e questa differenza è ciò che chiamiamo efficienza (vedi il calcolatore per l'efficienza energetica). Una volta inserite queste perdite nella nostra formula, otteniamo il seguente risultato:

Qui $\small\text{potenza}$ si riferisce alla potenza media sostenuta durante un'attività per x $\small\text{tempo}$, $4,\!18$ è il fattore di conversione da joule (unità SI) a calorie, e $0,\!24$ è l'efficienza ($24\%$) di un corpo umano medio quando va in bicicletta.

Ricorda che si tratta di una stima che funziona meglio per le corse a ritmo costante rispetto, ad esempio, all'allenamento HITT. Questo perché l'efficienza del nostro corpo cambia leggermente in base alla potenza erogata e al livello di sforzo.

Se vuoi un'analisi più dettagliata del tuo consumo di calorie in bicicletta e delle conseguenze sulla perdita di grasso, visita il nostro calcolatore per le calorie bruciate in bicicletta.