How important is upper body strength for cycling?

The author of this article is Mattia Michelusi. Decisions concerning use of the work, such as distribution, access, updates, and any use restrictions belong to the author.

Versione in italiano - link: L'importanza della muscolatura della parte superiore nel ciclismo?

How important is upper body strength for cycling?

Good question!

To reply it I always say: have you ever tried to do a maximal sprint without pulling with your arms?

A strong upper body is a fundamental part of bike riding. When you cycle you need to be able to create force from your legs, and transfer it to the pedals through your upper body. It means while the legs do the most work, you need lower back muscles for maintaining posture and stability, upper back muscles for fixing the arms, abdominal muscles for keeping the trunk stable and for diaphragmatic breathing, arms's muscles for transferring the force from the hands on the handlebar.

In order to demonstrate this thesis I tried to do on the field nine maximal standing starts:

• 3 sprints sit on the saddle without pulling with my arms (SWP);
• 3 sprints sit on the saddle pulling with my arms (SP) ;
• 3 sprints out of the saddle pulling with my arms (OP).

I performed these sprints on the same false flat segment road, with always the same gear combination and recording all data with a mobile power meter BePro mounted on my bike (website: www.bepro-favero.com/en/).

In the chart above it's easy to see how I definitely pushed an higher power in the sprints out of the saddle pulling with my arms (OP), whereas the lowest power was during the sprints sit on the saddle without pulling with my arms (SWP).

• Average maximal power for the sprints SWP: 717 Watt (lowest 664 W / highest 744 W)
• Average maximal power for the sprints SP: 806 Watt (lowest 797 W / highest 811 W)
• Average maximal power for the sprints OP: 1076 Watt (lowest 1029 W / highest 1114 W)

Moreover in the sprints out of the saddle pulling with my arms (OP) I was able to reach my maximal power faster than both the sprints sit on the saddle pulling with my arms (SP) and  the sprints sit on the saddle without pulling with my arms (SWP).

Anyway it doesn't mean you can increase your maximal power doing many reps of "Pull-ups" in the gym, and it's not enough to ride out of the saddle for reaching your maximal power, but you need to be able to coordinate three different movements:

• Pushing with your legs;
• Pulling with your arms;
• Maintaining posture and stability with your trunk.

All together it's not so easy! So, for sure it's important core and strength training for your upper body in the gym, but just with practice on your bike you can get it more efficient.

For sure this examination has not a scientific value, because the sprints were just nine and the cyclist just me, but I thing it's a good way to demonstrate on the field that:

STRONGER UPPER BODY IS BETTER..WITH A GOOD COORDINATION!

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Strava's file training:

Dott. Mattia Michelusi

Email: mattia.michelusi@gmail.com

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Intermittente: 30"/30" VS 40"/20"

Si dichiara che l'autore esclusivo del presente articolo è Michelusi Mattia. A quest'ultimo sono riservati tutti i diritti sull'opera quali l'adattamento totale o parziale, la diffusione e la riproduzione in qualsiasi mezzo in quanto frutto di ricerca e di elaborazioni personali.

In un articolo precedente abbiamo visto la differenza tra la ripetute (5' e 20' massimali) e l'intermittente (30" 100% CP5' / 30" blando), due tra i metodi d'allenamento di tipo intervallato più conosciuti (Link: Ripetuta VS Intermittente).

Si e' visto come in un intermittente, grazie alla variazione tra fase intensa e fase banda, sia possibile effettuare un volume totale di lavoro più grande rispetto una ripetuta alla stessa intensità.

Il 30"/30" pero' non e' l'unica tipologia di allenamento intermittente, ma esistono tre fattori che possono variare la difficoltà e l'obiettivo di un lavoro di tipo intermittente:

• Intensità della fase intensa
• Durata della fase intensa
• Durata della fase di recupero

Volutamente non ho inserito l'intensità della fase di recupero in quanto ritengo che il recupero durante un lavoro di tipo intermittente deve essere passivo o molto blando.

Inoltre importante tenere in considerazione che in un intermittente sia la fase intensa che quella di recupero non devono superare i 40-45" altrimenti si entra nella tipologia di lavoro denominata Interval Training, che ha obiettivi differenti rispetto l'intermittente.

Ho cosi provato testare su me stesso con misuratore di potenza BePro ((sito internet: http://www.bepro-favero.com) due tipologie di intermittente variando due dei tre fattori visti in precedenza: la durata della fase intensa e della fase di recupero. Mentre la volta scorsa ho effettuato un intermittente 30" al 100% W CP 5' / 30" blandi fino a esaurimento delle mie energie, questa volta ho provato effettuare un intermittente 40" al 100% W CP 5' / 20" blandi fino a esaurimento delle mie energie.

Ecco qua i due grafici:

INTERMITTENTE 30" al 100% W CP 5' / 30" blandi

Per quasi un'ora ho alternato 30" intensi e 30" blandi con una wattaggio medio della fase intensa pari a 328 Watt. In altre parole grazie alla continua variazione tra fase intensa e blanda, sono riuscito erogare un volume totale di 27 minuti a 328 Watt.

INTERMITTENTE 40" al 100% W CP 5' / 20" blandi

In 15' ho esaurito le mie energie erogando una potenza media nella fase intensa pari a 341 Watt, effettuando un volume totale di 10' a 341Watt (potenza che non riuscirei mantenere nemmeno per 5' in una ripetuta a intensità costante).

Aumentando quindi la durata della fase intensa e diminuendo quella del recupero sono riuscito durare solo 15' rispetto i 55' dell'intermittente 30"/30". Questo e' dovuto da un aumento della produzione di acido lattico, infatti una diminuzione del tempo di recupero comporta una minor risistesi del Creatinfosfato, provocando una maggior intervento del meccanismo glicolitico per produrre energia.

Da considerare comunque che nell'esecuzione dell'intermittente 40"/20" ho commesso un paio di errori:

• la salita, diversa da quella del 30"/30" (7% nel 40"/20" VS 5% nel 30"/30"), era un po troppo pendente per il mio livello e quindi la potenza nella fase di recupero è risultata piu intensa di quanto volessi.
• la potenza della fase intensa maggiore di quella target  di circa 20 Watt (341W VS 320Watt).

Probabilmente senza questi due errori e con un livello di allenamento migliore sarei durato un po' di più.  Nonostante tutto, con questa prova si è visto come basta cambiare alcuni dei fattori visti in precedenza per variare la difficoltà e l'obiettivo di un lavoro intermittente.

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Dott. Mattia Michelusi

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Ripetuta VS Intermittente con power meter BePro

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Allenare il metabolismo aerobico non significa lavorare esclusivamente a basse intensità, ma risulta importante stimolare anche gli altri metabolismi energetici. Tra i metodi più efficaci ci sono i lavori di tipo intervallato:

• Ripetuta
• Interval Training
• Intermittente

Pochi sanno che uno dei precursori di questa tipologia di allenamento fu un certo Emil Zatopek che vinse le olimpiadi allenandosi con un metodo molto particolare: alternava 400 metri corsi velocemente seguiti da 200 metri blandi per una miriade di volte.

I lavori intervallati infatti prevedono che dopo l’azione intensa ci sia una fase di recupero che può essere attiva o passiva a seconda delle caratteristiche dell'atleta e dell'obiettivo dell'allenamento. L'intermittente, a differenza delle ripetute, permette di effettuare tratti intensi senza accumulare alti livelli di acido lattico e per più tempo.

Partendo da questi presupposti ho voluto testare su me stesso queste teorie. Ho così provato a confrontare le ripetute con un lavoro di tipo intermittente registrando i dati con il misuratore di potenza BePro (sito internet: http://www.bepro-favero.com )

RIPETUTA:

Ho effettuato una ripetuta MASSIMALE di 5 minuti e una di 20 minuti in salita erogando rispettivamente una potenza media di 319 e 254 Watt.

INTERMITTENTE:

Dopo qualche giorno ho programmato un intermittente in salita con una fase intensa di 30" pari alla potenza erogata nella ripetuta massimale di 5' (320Watt) seguita da una fase blanda di altri 30". Non mi sono posto una durata ma ho continuato l'esercizio fino a esaurimento delle mie energie con l'obiettivo di valutare per quanto tempo fossi in grado di mantenere questo ritmo.

Video esempio dei primi 10' del lavoro intermittente analizzato con Kinomap
(Se il video non si visualizza bene cliccare il seguente link: http://www.kinomap.com/watch/c7pgrm )

Come si può vedere dal grafico, e a conferma di quanto detto precedentemente, sono riuscito effettuare il lavoro intermittente 30"/30" per QUASI UN'ORA con una wattaggio medio della fase intensa pari a 328 Watt.

In altre parole grazie alla continua variazione tra fase intensa e blanda, con il lavoro intermittente sono riuscito erogare un volume totale di 27 minuti a 328 Watt che equivale:

• alla potenza che riuscirei mantenere solo per 5' facendo una ripetuta massimale
• a una potenza superiore del 20-30% di quella che riuscirei a mantenere in una ripetuta massimale di 20'.

Possiamo quindi dire che la pratica ha confermato la teoria!

Logicamente a un mio atleta non andrei proporre un'ora continua di intermittente, anche perché sebbene sia efficace e' comunque un lavoro intenso sia fisicamente che psicologicamente. Bisogna quindi sapere somministrare questo lavoro nel periodo giusto, con le giuste intensità e adeguati tempi di recupero.

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Powermeter Be Pro: Be Pro VS Ciclomulino

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Foto ricavata da bepro-favero.com

Da qualche giorno sto provando il nuovo misuratore di potenza BePro della società Favero Electronics (sito internet: www.bepro-favero.com). Un misuratore di potenza integrato nei pedali che viene venduto in due versioni a seconda se si opta per un sensore in tutti e due i pedali o un solo sensore di potenza.

L'installazione sulla propria bicicletta è semplice e veloce. Senza l’assistenza di un meccanico e senza intervenire sulle ruote o installare sensori esterni, in pochi minuti BePro è pronto all'uso. L'importante è seguire qualche accorgimento accuratamente indicato nel manuale d'installazione per avere la massima accuratezza di misurazione.

Come gran parte dei misuratori di potenza in commercio, grazie alla tecnologia ANT+, BePRO è compatibile con la maggior parte dei ciclocomputer aventi questa tecnologia. Nel mio caso utilizzo un Garmin Forerunner 310XT.

Una volta installato lo strumento mi sono subito dato da fare per testarlo e sperimentarlo, questo e i prossimi articoli riguarderanno le analisi che sto facendo.

BePro VS Ciclomulino

Dal momento che il Ciclomulino è uno degli strumenti che maggiormente utilizzo per effettuare i test di valutazione, un primo passo è stato proprio quello di confrontare la potenza stimata dal Ciclomulino con quella misurata dal power meter BePro. Il Ciclomulino è un cicloergometro a resistenza aerodinamica dotato di una ruota che fa da volano. Un dispositivo chiamato Kisciotte misura la velocità della ruota mentre pedalo, questa velocità viene convertita in potenza grazie al software IT4Cycling che permette di visualizzare, registrare e monitorare i dati.

Con l'obiettivo di avere un primo riscontro diretto tra potenza stimata dal Ciclomulino e quella misurata dal BePro ho effettuato una prova della durata di 10' inserendo sprint, variazioni di ritmo e progressioni, simulando così una classica "situazione di gara".

Si può facilmente vedere come l'andamento della potenza misurata dai due strumenti è pressoché identica sia a basse che ad alte intensità. La potenza massima e quella media registrata sono molto vicine. 

Nell'arco dei dieci minuti la potenza massima misurata da BePro è 1,2% più alta, mentre la potenza media 1,9% più alta.

Una piccola differenza tra strumenti diversi è normale perché le metodiche di misura non sono le stesse: la potenza misurata dal Ciclomulino è una stima, mentre BePro misura effettivamente la forza erogata nei pedali per calcolare la potenza effettiva (a riguardo consiglio la lettura di questo precedente articolo: "La forza nella pedalata").

Analizzando meglio il grafico precedente e soffermandoci nel valutare l'andamento della potenza durante una serie di 3 sprint consecutivi si può facilmente intuire come la potenza del Ciclomulino è una stima, mentre BePro misura effettivamente la forza (e di conseguenza la potenza) erogata sui pedali.

Come si può vedere all'interno dell'area circondata di rosso, nei due secondi successivi dopo gli sprint smettevo di pedalare, infatti la potenza misurata da BePro va a zero. Il ciclomulino non è in grado di misurare questa variazione in quanto la ruota per inerzia continua a girare e lo strumento non è in grado di capire se l'atleta sta effettivamente pedalando o è fermo.

Il Ciclomulino non è quindi il miglior strumento di paragone ma comunque è un importante passaggio da fare in quanto è lo strumento che utilizzo per effettuare i test di valutazione utili per individuare i ritmi d'allenamento da utilizzare su strada con il proprio misuratore di potenza. Da questa analisi posso dire che i valori misurati con il Ciclomulino si possono riportare su strada seguendo la potenza misurata dal misuratore BePro.

Nei successivi articoli presenterò altre analisi riguardo BePro, con prove effettuate sia indoor che outdoor confrontando lo strumento con altri misuratori di potenza in commercio.

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Dott. Mattia Michelusi

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CdA - Stima del coefficiente aerodinamico su campo

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English version: CdA - Aerodynamic drag area estimation on the field

In pianura più del 90% della forza erogata dal ciclista serve per superare la resistenza dell'aria (Fair). Fair non e' l'unica forza che il ciclista deve superare per avanzare (c'e anche la resistenza aerodinamica e la resistenza gravitazionale) ma sicuramente e' la più importante:

Fair = 1/2 * Cda * P * s^2

Ogni variabile di questa formula e' da tenere in considerazione:

P - densità dell'aria

In un precedente articolo abbiamo già parlato dell'importanza della densità dell'aria (Link: Record dell'ora e condizioni atmosferiche): alla stessa potenza con una densità dell'aria più bassa il ciclista  riesce andare a una velocità maggiore perchè l'aria è più rarefatta.

s - velocità 

Una maggiore velocità comporta una maggiore resistenza dell'aria. Aumentando la velocità aumenta quindi la forza necessaria per superare la resistenza dell'aria.

CdA - Drag area

CdA e' il prodotto tra il coefficiente aerodinamico del sistema ciclista+bicicletta (Cd) e l'area frontale (A):

CdA = Cd * A

La densità dell'aria dipende delle condizioni metereologiche che non possiamo cambiare artificialmente a meno che il test non venga effettuato in un velodromo coperto. Una velocità maggiore comporta una maggiore resistenza dell'aria da superare. Quindi, se si vuole risparmiare energie o a pari potenza andare a una velocità maggiore, l'unico fattore che possiamo cambiare e' il CdA - Drag Area. Ma come possiamo diminuire il nostro CdA? Cambiando il telaio della bicicletta, le ruote, il caschetto, il vestiario o la posizione in bicicletta. Sicuramente l'ultima soluzione e' la più semplice e la più economica.

Ci sono diversi metodi per misurare il CdA - Drag Area del sistema atleta + bicicletta. Il più preciso e' effettuare un test in galleria del vento. E' una tecnica molto sensibile per valutare la componente aerodinamica delle ruote e la posizione del ciclista, ma e' molto costosa e non simula le reale condizioni che poi il ciclista incontra nella strada.

Con l'obiettivo di simulare le reali condizioni he il ciclista incontra nella strada, ho scelto una metodo da campo denominato "Method of linear regression analysis" per provare a misurare il mio CdA su campo con misuratore di potenza BePro (sito internet: http://www.bepro-favero.com/). Questo metodo consiste nel misurare la potenza erogata a varie velocità con l'obiettivo di determinare la resistenza che il ciclista deve superare per avanzare, che, secondo l'equazione del moto del ciclista, varia in maniera lineare con il quadrato della velocità.

Average power as a function of average speed (hoods and drops position)

In un tratto di strada pianeggiante ho effettuato con la mia bici da strada varie prove a differenti velocità in posizione alta e in posizione bassa. Ho stimato la densità dell'aria considerando la pressione atmosferica, la temperatura e l'umidità e per ogni step ho registrato la potenza e la velocità media.

Nel grafico a sinistra e' facile intuire come nella posizione bassa la potenza erogata e' minore a pari velocità rispetto al posizione alta. Ciò significa che il coefficiente aerodinamica della posizione bassa e' migliore.

Comunque l'obiettivo di queste prove era quello di stimare il mio CdA delle due posizioni. Con un algoritmo ho così potuto calcolare la regressione lineare tra la resistenza totale che il ciclista deve superare e il quadrato della velocità stimando così i seguenti valori di CdA:

CdA posizione alta: 0,363 m^2

CdA posizione bassa: 0,314 m^2

Quindi il mio CdA della posizione bassa e' inferiore di circa il 13,5% rispetto la posizione alta

Tutto questo cosa significa?

Ciò significa che il tempo finale per effettuare una cronometro di 40km a 300Watt nelle stesse condizioni (strada piatta e dritta, senza vento, stessa densità dell'aria e Crr - resistenza al rotolamento)  sarebbe:

Posizione alta: 1h 02' 42"

Posizione bassa: 0h 59' 52"

Il tempo finale sarebbe quindi 2' 50" più basso solo cambiando la posizione (da posizione alta a posizione bassa).

Si sa che il ciclismo non e' solo matematica, molti fattori possono alterare la prestazione, ma questo semplice test ci permette di capire l'importanza e i vantaggi di una posizione aerodinamica.

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Dott. Mattia Michelusi
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Bibliografia:
Capelli, C., Rosa, G., Butti, F., Ferretti, G., & Veicsteinas, A. (1993). Energy cost and efficiency of riding
aerodynamics bicycles. European Journal of Applied Physiology, 67, 144–149.
Capelli, C., Schena, F., Zamparo, P., Dal Monte, A., Faina, M., & di Prampero, P. E. (1998). Energetics of best
performances in track cycling. Medicine and Science in Sports and Exercise, 30, 614–624.
Di Prampero PE, Cortili G, Mognoni P, Saibene F. Equation of motion of a cyclist. J Appl Physiol. 1979 Jul; 47 (1): 201-6
Di Prampero P. E. La locomozione su terra, aria e acqua. Fatti e teorie. Edi-ermes Milano 1985
Di Prampero. Cycling on Earth, in space, on the Moon. Eur J Appl Physiol. 2000 Aug;82(5-6): 345-60
Martin, J. C., Milliken, D. L., Cobb, J. E., McFadden, K. L., & Coggan, A. R. (1998). Validation of a mathematical model for road cycling power. Journal of Applied Biomechanics, 14, 245–259.
Olds T.S., K.I. Norton, and N.P. Craig. Mathematical model of cycling performance. J. Appl. Physiol. 75 (2): 730-737, 1993

Allenarsi in discesa! / Training on a downhill!

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English version: Training on a downhill

Spesso la discesa non viene considerata utile per l’allenamento. Tutto pero’ dipende da come viene affrontata:

Watt, RPM, e FC durante una discesa inserendo uno sprint ogni tornante

In questo grafico e' visualizzata la registrazione con misuratore di potenza BePro (sito internet: http://www.bepro-favero.com) di una discesa dove a ogni tornate ho effettuato uno sprint. Nell’arco di dieci minuti si ritrovano ben 15 sprint, 10 con un picco di potenza superiore ai 900Watt, e altri 5 con un picco di potenza compreso tra 800-900Watt. La frequenza cardiaca tende rimanere sempre alta raggiungendo un picco di 180 bpm.

Interessante inoltre notare i picchi di cadenza di pedalata compresi tra 120-135 RPM, in particolare durante l’undicesimo sprint, dove ho effettuato il mio picco di potenza massima di 1042Watt a 135 RPM, ho raggiunto una cadenza di pedalata pari a 163 RPM a 751Watt.

Range di potenza erogata durante la discesa con la cadenza di pedalata media per ogni range (grafico a sinistra). Andamento della potenza e della cadenza di pedalata durante l'undicesimo sprint (grafico a destra)

Di certo quindi non si può dire che questa discesa e’ stata tranquilla o non allenante, anzi, e’ stata molto utile per stimolare i massimali di forza ad alte cadenze di pedalata.

Che sia salita, pianura o discesa...ci si può sempre allenare!

File Strava dell'allenamento completo: 

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Data: 30 luglio 2015