Quali muscoli sono coinvolti durante la pedalata?

Ecco come lavorano i muscoli delle nostre gambe durante la pedalata

E’ importante partire da una breve introduzione su quali sono le fasi della pedalata, in modo da poter comprendere meglio come agiscono i nostri muscoli durante ognuna di esse.

Le 4 fasi della pedalata

Utilizzo questa celeberrima immagine realizzata da Zeno Zani in uno dei suoi libri, ovviamente citando l’autore, ormai diventata famosa ed utilizzata in molti articoli riguardanti, appunto, le diverse fasi della pedalata.
(per inciso, è stata scritta una tesi di Laurea ricopiando palesemente i libri di Zeno Zani , poi utilizzata, pubblicata e pubblicizzata con fierezza dai principali enti federali, senza accorgersi del plagio e dei reati civili commessi … ma poi divaghiamo troppo! ).

Fase 1

La fase 1 della pedalata si ha dai 20° dalla linea verticale (pms) a 145° circa e viene comunemente chiamata fase di spinta o di estensione dell’arto inferiore.

Fase 2

La fase 2 è anche detta “punto morto inferiore”. Va’, normalmente, da 145° a 215° ed è quella in cui il  pedale assume una posizione obliqua all’indietro ed orientato verso l’alto da 45° a 50° ed è la fase  in cui vi è una transizione dalla fase di spinta a una fase di trazione.

Fase 3

La fase 3 si manifesta da 215° a 325° della pedalata. Alla fine di questa fase la posizione del piede è identica a quella d’inizio della stessa.

Fase 4

La fase 4, che viene chiamata “punto morto superiore”, rappresenta il passaggio dalla fase di trazione a quella di spinta. L’appoggio sul pedale passa da una fase obliqua fino a circa 325° alla posizione orizzontale raggiunta a circa 20° dopo il passaggio della linea verticale, cioè 360° del ciclo completo della pedalata.

è giusto classificare 4 fasi?

Non proprio, ma le usano tutti e va bene così! E’ uno schema semplice, di facile comprensione anche per i neofiti o chi è curioso di scoprire cosa accade durante una pedalata, quindi va benissimo conoscere quali sono le fasi principali della pedalata, classificate in maniera del tutto didattica e teorica, senza scervellarsi con la lettura libri di bioingegneria e senza maneggiare sensori inerziali, elettromiografo, eccetera eccetera. In effetti, occorrerebbe uno studio approfondito di ogni singolo ciclista per poter determinare con certezza a quali gradi di rotazione hanno inizio e fine le differenti fasi.

Quali Articolazioni sono coinvolte?

Durante la pedalata, da posizione seduta in sella, si possono distinguere tre macrofamiglie di articolazioni:

1. quelle che si muovono per produzione di movimento dei muscoli che vi fanno inserzione
2. quelle che si muovono per compensare altri movimenti
3. quelle che restano più statiche attraverso l’azione della muscolatura stabilizzatrice

Questa classificazione è puramente didattica e risulta molto utile per avvalersi di un modello di riferimento del movimento da osservare in un ciclista, ma non è applicabile in maniera indistinta a tutti.

Tra le articolazioni mobili, senza nessun dubbio il ginocchio è quella che compie maggiore movimento, passando da una posizione di flessione (nella parte più alta della rivoluzione della pedalata) a una di estensione (per esempio al punto morto inferiore) e viceversa, in forma ciclica e continua. La letteratura scientifica ci suggerisce che, durante la pedalata, il carico verticale sul ginocchio sia compreso tra 0,5 e 1,5 volte il peso corporeo, mentre durante la corsa può arrivare fino a 6 volte. Al carico verticale andrebbe aggiunto quello visibile sul piano frontale, ossia il momento interno di abduzione del ginocchio, considerato spesso come un fattore di stress che si amplifica con l’aumento del fattore Q, ovvero la distanza tra i due pedali, oppure con l’incremento del carico di spinta esercitato sul piede a parità di cadenza.
La caviglia, da considerare presenti nell’insieme delle articolazioni mobili, alterna flessione ed estensione in fase l’una rispetto all’altra, e sarebbe più corretto definirla “articolazione tibio-tarsica” oppure “articolazione tibio-crurale”. L’articolazione dell’anca risulta influenzata dalla flessione del tronco in avanti, mentre la caviglia accresce i gradi di movimento all’aumentare dell’altezza della sella.

Il complesso del bacino e la zona rachidea lombare si muovono, inevitabilmente, in tre dimensioni, influenzati dall’inclinazione della sella, dalla flessibilità della catena cinetica muscolare posteriore del ciclista, dall’altezza sella, dalla posizione delle tacchette e dalla capacità coordinativa di estensione e flessione delle anche in controfase.

 

 

Un suggerimento per gli operatori che si occupano di posizionamento in sella è studiare la fisiologia articolare e l’anatomia funzionale del corpo umano, anzichè cercare dei parametri articolari troppo specifici che potrebbero essere applicati solo in alcune condizioni. In termini di applicazioni pratiche, infatti, per il posizionamento in sella i punti di repere classici vengono suggeriti e utilizzati come indicatori della posizione del soggetto, per studiare i rapporti che intercorrono tra le diverse parti del corpo più che le singole articolazioni, le quali si comportano in base alla pura meccanica (non bio-meccanica) della pedalata ma il cui movimento dipende anche da aspetti funzionali, chinesiologici, strutturali e posturali del soggetto.

Muscolatura coinvolta nella pedalata

Così come si è detto per le articolazioni, anche per la muscolatura non è possibile fare un elenco dettagliato e univoco dei singoli muscoli coinvolti durante la pedalata. Si tende, quindi, ad elencare i soli gruppi muscolari dell’arto inferiore, che sono, ovviamente, coinvolti in maniera maggiore nella generazione di forza sui pedali e nella gestione del ciclo di pedalata:

• gluteo massimo (GMax)
• Semimembranoso (SM)
• Bicipite femorale, capo lungo (BF)
• Vasto mediale (VM)
• Retto femorale (RF)
• Vasto laterale (VL)
• Gastrocnemio mediale (GM)
• Gastrocnemio laterale (GL)
• Soleo (SOL)
• Tibiale anteriore (TA)

Sono molti gli studi scientifici che hanno indagato i pattern di attivazione muscolare durante le fasi della pedalata, compresa la mia tesi di Laurea Magistrale. Spesso vengono spiegati range leggermente diversi, ma in generale, tutti gli studi concordano tra loro e possono essere schematizzati con l’immagine riportata sopra.

Come accade spesso, nella letteratura inerente al ciclismo, il maggior numero di dati e delle indicazioni riguarda la pedalata in posizione seduta in sella e in condizioni controllate di laboratorio (con la bici sui rulli o su cicloergometro), quindi è normale che i dati raffigurati schematicamente possano subire delle variazioni in base alle differenti condizioni di pedalata.

Rodrigo Bini, in uno studio pubblicato nel 2019, ha confermato come una modifica della posizione della parte superiore del corpo possa essere in grado, sostanzialmente, di mantenere inalterata la produzione di forza di picco durante il ciclo di pedalata, modificando però il contributo dei gruppi muscolari alla produzione di questa forza.

Le contrazioni generate dalla muscolatura si trasferiscono al pedale, producendo la cosiddetta “forza tangenziale”

alla rotazione del pedale. Se si moltiplica il modulo di questa forza per la lunghezza del braccio della pedivella si ottiene il momento di forza della pedalata, e moltiplicando quest’ultimo per la velocità angolare si ottiene la potenza della pedalata. L’attivazione della muscolatura bersaglio dipende dalla fase di spinta sul pedale, che genera forze sulla pedivella in ogni ciclo di pedalata.

 

L’attività muscolare dipende strettamente dalla funzione chinesiologica della muscolatura stessa e si possono, quindi, selezionare tre gruppi muscolari sulla base dell’azione da loro svolta:

• Gruppo dei muscoli estensori e flessori di anca e ginocchio (GMax, VM, VL, IP, BF)
• Gruppo dei muscoli anteriori degli arti inferiori (RF, TA)
• Gruppo dei muscoli posteriore dell’arto inferiore (ST, SM, BF, SOL, GL, GM).

Non tutti i muscoli che concorrono alla spinta sul pedale agiscono direttamente producendo la forza tangenziale, ma quest’ultima è la risultante delle direzioni di espressione delle contrazioni muscolari generate da ogni singolo muscolo sulle articolazioni su cui agisce e il moto circolare della pedalata imposta dalle pedivelle.

Il gluteo massimo estende la coscia sull’anca, il quadricipite estende la gamba sulla coscia e il tricipite surale ( SOL, GM, GL) flettono il piede plantarmente. L’insieme di questi movimenti genera il moto tipico della pedalata. Da un punto di vista chinesiologico, questa condizione, consente di capire come la salute ginocchio sia ampiamente studiata negli elaborati riguardanti la biomeccanica della pedalata.

Inoltre, è di fondamentale importanza ricordare che la maggior parte delle contrazioni muscolari del corpo umano ha origine da una pre-attivazione della muscolatura del core. Questo succede, in diversa entità e misura, anche durante tutte le fasi della pedalata. In particolar modo, attraverso l’elettromiografia di superficie, si è notata una significativa attività del quadrato dei lombi, della muscolatura obliqua dell’addome, del trasverso addominale, del retto addominale, come si può leggere anche in un interessante articolo della School of Natural Sciences and Health di Tallin .