Come scegliere la salita meno faticosa
Per raggiungere la vetta del nostro itinerario capita che sia possibile scegliere tra più percorsi con caratteristiche differenti. Supponiamo di poter scegliere tra la pettata, denominata A, che arriva direttamente alla cima con le massime pendenze e il percorso più dolce, denominato B, più lungo, con tanti tornanti e modeste salite. Qual è quello più conveniente? Ovvero, qual è quello energeticamente meno dispendioso?
Per tentare di dare una risposta, occorre semplificare il problema eliminando tutte le possibili variabili. Si supponga quindi che i due percorsi siano caratterizzati dalle stesse condizioni ambientali e di terreno e che il rider riesca ad esprimere la stessa potenza meccanica. Essa è espressa dal prodotto tra la forza che spinge il sistema bici-rider in avanti e la velocità di avanzamento. Anche se il loro prodotto è uguale, le singole grandezze possono essere diverse. Nel sentiero B, rispetto al sentiero A, infatti si osserva una forza di spinta più bassa a fronte di una velocità di avanzamento più elevata, ovvero si spinge meno e si viaggia più velocemente.
Poniamoci adesso una domanda elementare: perché facciamo più fatica a pedalare in salita ? La risposta è da ricondurre al concetto di energia. Cominciamo col dire che qualsiasi cosa si trovi ad una certa quota da terra, possiede energia così detta "potenziale gravitazionale" che aumenta all'aumentare della quota stessa. Pertanto quando il ciclista scala la montagna vede incrementare la sua energia potenziale. Poiché l'energia non nasce dal nulla, tale incremento deve avere un'origine ben precisa, che è proprio la fatica provata durante la pedalata: l'energia chimica immagazzinata nel corpo del ciclista viene trasformata in energia potenziale gravitazionale posseduta dal sistema bici-rider. Si fa più fatica a pedalare in salita perché è proprio questa fatica che viene trasformata in energia potenziale gravitazionale, ovvero in una maggiore quota da terra.
Se la fatica è connessa all'incremento di energia potenziale gravitazionale, per capire quale sentiero sia meno faticoso, conviene studiare il suo comportamento e i parametri da cui dipende. Al termine della salita, l'incremento di energia potenziale gravitazionale è pari al prodotto tra la massa del sistema bici-rider, l'accelerazione gravitazionale e il dislivello. E' subito dimostrato che ciclisti più leggeri siano avvantaggiati in salita, perché devono fronteggiare un minor dispendio energetico ed è lo stesso motivo che spiega la ricerca spasmodica all'equipaggiamento più leggero. Portare una massa ad una certa quota rappresenta un costo energetico che, per risparmiare fatica, conviene ridurre il più possibile. L'altro parametro che definisce l'incremento di energia potenziale è il dislivello e ci conduce verso una prima e sorprendete conclusione: il dispendio energetico richiesto dai due sentieri è lo stesso, perché non dipende dalla forma o lunghezza del percorso, ma esclusivamente dalla differenza di quota tra il punto di arrivo e quello di partenza. Non solo, l'altro risultato interessante è che se l'energia richiesta dai sentieri è la stessa e se la potenza meccanica sviluppata dal ciclista è la stessa, allora è lo stesso anche il tempo per percorrere i due sentieri.
Questo risultato, del tutto legato a ipotesi semplificative, deve fare i conti con la realtà che introduce sempre delle componenti aggiuntive. Quando si parla di energia e di bilanci energetici, occorre sempre tenere conto delle perdite energetiche dovute agli attriti. Essi rappresentano un altro nemico del ciclista perché la fatica fatta per vincere gli attriti è energia completamente persa. Percorrendo il sentiero B, la velocità di avanzamento è maggiore, come abbiamo detto inizialmente. Siccome gli attriti viscosi sono strettamente legati alla velocità, essi sono maggiori rispetto a quelli presenti nel sentiero A. Si pensi per esempio alla resistenza all'avanzamento esercita dall'aria sul sistema bici-rider. Anche l'attrito volvente sulle ruote, legato allo schiaciamento dei copertoni e quindi al carico su di essi, è maggiore nel percorso B. Ne consegue che in realtà i due sentieri non sono equivalenti: quello meno ripido e più lungo è quello energeticamente più dispendioso, perché richiede in più una spesa energetica per vincere maggiori attriti.
Per una valutazione ancora più precisa occorre stabilire se i due diversi regimi di spinta siano equivalenti per l'organismo, oppure se sviluppare una coppia costantemente maggiore sia più affaticante, ma questo non incide sul fabbisogno energetico del sentiero e dipende esclusivamente dalla condizione atletica del rider.
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