Un protocollo per la caratterizzazione metabolico-meccanica-cinematica del runner

Un protocollo per la caratterizzazione metabolico-meccanica-cinematica del runner

Riuscire a definire i valori dei marker delle corse più importanti per ogni intensità significativa, permette di verificare i miglioramenti area per area nel corso del tempo.

Matteo Torre

29 Novembre 2018

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Questo permette di impostare un percorso di miglioramento controllabile e identificare come i marker stessi si muovono, da soli e/o in relazione tra loro in riferimenti a ciascun runner, ognuno con le sue specificità.

Per semplicità ho iniziato a eseguire le acquisizioni su treadmill, ma una volta messi su strada si sono viste correlazioni coerenti (come si vede qui comparati con un test in strada da 30′ con “buoni” solo gli ultimi 20′). I dati vengono registrati attraverso unità Stryd nel corso di un banale test incrementale a step di 0,5 km/h ogni 2′, dopo di che si ottiene una tabellina come questa:

Le metriche della tabella sono abbastanza autoesplicative, chiarisco quelle meno intuibili:

External Power (Potenza Esterna)
Costo della potenza verticale + potenza orizzontale (costo di frenata e accelerazione del centro di massa) +/- potenza di superamento del dislivello

Internal Power (Potenza Interna)
Costo del movimento delle braccia, delle gambe e di tutto quello che serve semplicemente per “stare in piedi”

Oscillation Power o Form Power (Potenza di oscillazione o Potenza di “postura” o Potenza Verticale)
Potenza verticale, ovvero il costo del rimbalzo sul terreno

Horizontal Power Ratio = Total Power – Form Power (Frazione di Potenza Orizzontale)
La componente di potenza utile al puro avanzamento longitudinale, più alto il valore più alta l’efficienza.

Leg Spring Stiffness (LSS – Stiffness muscolare)
E’ la quantificazione della risposta elastica dei tessuti muscolo-tendinei = velocità gratuita, più alto il valore maggiore l’efficienza. La possiamo sintetizzare come Forza ed è l’indicatore principe della capacità di resistenza all’affaticamento.

Per quanto riguarda cadenza e ampiezza, esse dipendono dalle caratteristiche strutturali\antropometriche, dalla elasticità e forza muscolare, dalla mobilità articolare e dalla rapidità\reattività.

Cadenza e ampiezza si muovono insieme, in rapporti caratteristici per ciascun individuo, nei quali a osservare i dati sembra che sia la cadenza a guidare l’aggiustamento della corsa mano a mano che si entra nel territorio della fatica. Cioè per dirla meglio, più ci si affatica e più si riesce a mantenere costante la velocità aumentando la cadenza a fronte di una riduzione dell’ampiezza.
Penso si possa dire che è uno degli aspetti più affascinanti della corsa, trovare il rapporto ideale tra ampiezza e cadenza alle varie velocità (e gradi di stanchezza). Sul tema vale la pena di ascoltare le conferenze o leggere gli articoli del tecnico FIDAL di esperienza internazionale Piero Incalza.

Come leggere la tabella

Come si vede all’aumentare del passo aumenta la potenza, come lecito aspettarsi, e con essa il rapporto potenza peso. Già qui le cose si fanno interessanti perché grazie a W/kg cominciamo a poter capire come diversi runner generano velocità usando in modo diverso le loro caratteristiche uniche.

Ad esempio si può vedere come Male 2 (cioè lo stesso della tabella 1) è più lento di 10″/km a FTP e produce meno watt rispetto a Male 1 ma ha un rapporto potenza peso più favorevole e quindi le sue potenzialità di miglioramento sono probabilmente legate a aspetti non metabolici.

Tornando alla Tabella 1, la nostra cavia migliora marginalmente la RE all’aumentare della velocità, diventa quindi più bravo a convertire la potenza in velocità. Perché? tentiamo di capirlo insieme.
Innanzitutto cominciamo a vedere un comportamento valido per tutti, ovvero che mano a mano che il passo scende la frazione di External Power diminuisce, così come diminuisce Oscillation Power, in corrispondenza con la diminuzione del valore assoluto della oscillazione verticale. Sembra quindi che il nostro eroe alla sua miglior velocità sostenibile in una situazione fisiologica stabilizzata (parliamo di endurance ovviamente, non di velocità né mezzo fondo né fondo prolungato) trovi il suo valore di HPr a quota 77. Inoltre mano a mano che aumenta la potenza aumenta il costo del movimento di gambe e braccia, come dire che per ogni watt in più prodotto non c’è speranza di dedicare l’intero watt a un aumento di velocità.

 

Ma c’è chi fa meglio, il nostro MALE1 nonostante il rapporto peso/potenza leggermente inferiore riesce a sfruttare meglio i watt a sua disposizione, con una RE di 1,07 vs 1,01 e guarda caso lo 0,6% in più di Horizontal Power ratio e lo 0,6% in meno di Oscillation Power. Può quindi destinare 234 Watt per spostarsi in avanti contro i 211 di MALE2 (cioè il 10% in più contro il 9% di differenza di wattaggio totale espresso) che però corrispondono a 3,4 W/kg per entrambi! Abbiamo forse trovato la spiegazione oggettiva del concetto intuitivo di “corsa rotonda”? Davvero MALE1 riesce a correre più velocemente pur pagando lo stesso costo metabolico utile.

 

Ed ecco che finalmente arriviamo al secondo marker chiave, ovvero il tempo di contatto al suolo, che come ci potevamo aspettare all’aumentare della velocità diminuisce, mentre aumenta la cadenza e l’ampiezza. Non si modifica invece la percentuale di tempo di volo.

GCT è fortemente correlato alla prestazione con un tempo inferiore che garantisce una maggiore velocità. Su questo marker sarà importante cercare di capire se è una causa o una conseguenza dell’aumento prestativo, anche se intuitivamente verrebbe da dire che ne è la causa. MALE 1 nonostante una cadenza minore sfrutta una maggiore ampiezza e genera maggiore tempo di volo rispetto a MALE 2. Questo sembra essere un nodo cruciale, poiché MALE 1 è in grado di sviluppare 281,52 m/min mentre MALE 2 si ferma a 268,38 metri/min.
Indubbiamente più tempo si passa in volo (inversamente proporzionale al tempo di contatto al suolo) e più veloce si va.

Questo andamento misurato è coerente con gli studi di Bosco ma offre la straordinaria possibilità di osservare come variano, runner per runner, a seconda delle intensità e soprattutto di individuare quale sia la migliore configurazione per ciascuno di volta in volta. E’ insomma un potentissimo strumento da campo in grado di migliorare l’efficacia delle scelte di allenamento.

Tornando al nostro caso iniziale, LSS diminuisce mano a mano che la velocità aumenta. Il che fa sollevare il sopracciglio, perché ci si aspetterebbe che all’aumentare della velocità siamo più bravi a riciclare energia dall’impatto al suolo. In soccorso viene una nota di Coggan nel gruppo di lavoro FB “Palladino Running Project” che non più tardi del 5 gennaio scorso trattando il tema del rapporto tra Oscilation Power e Horizontal Power osserva come il primo possa diminuire per via dell’abbassamento del baricentro (sink of center of mass) nella fase di contatto al suolo (stance phase), il che ragionevolmente spiegherebbe la riduzione di stiffness.). Cioè la forza verticale aumenta ma la catena piedi-gambe-bacino-core “cede” sotto di essa e quindi non è capace di utilizzarla al meglio.

Nel confronto tra i tre atleti potremmo dire che MALE 2 affondi meno rispetto a MALE 1 (che ha da lavorare sulla forza e sulla stabilizzazione) in fase di accettazione del carico così come anche MALE3 che nella stifness ha un’area di possibile miglioramento. Da notare che normalizzando i valori è MALE1 quello messo peggio. Una indicazione che potrebbe essere correlata con la sua continua tendenza a procurarsi lesioni dei bicipiti femorali, e alla diagnosi di scarsa mobilità del bacino e accorciamento della catena posteriore che gli è stata fatta. Forse la correlazione tra RE, HPR e LSS può aiutarci a intercettare gli infortuni muscolo-tendinii (osservando la regressione dei valori nel tempo), e a prevenirli, facendo suonare per tempo il campanello di allarme, quanto meno una volta caratterizzato in modo specifico il singolo atleta.

Ritroveremo LSS in un’altra occasione quando parleremo di resistenza alla fatica (e quindi di degrado prestativo!), un contesto nel quale questa ambiguità non è per fortuna problematica.