Desideri calcolare le calorie consumate in bici (consumo energetico) conoscendo la potenza media erogata (in watt) per un tempo (in minuti) noto?
Tramite questa utility potrai ottenere, introducendo il valore della potenza media in watt e il tempo, il consumo energetico espresso sia in Kjoule che in Kcal.
Calcoliamo il consumo calorico in bici con la formula:
Ricorda che:
Quanti KJ ha consumato un ciclista che ha pedalato per 3 ore sviluppando una potenza media di 200 Watt?
(200 * 10800 /1000) =2160 (kj) 2160/ 4,184 = 516,3 KcalApprofondisci qui per trasformare kcal in KJ
Per calcolare l'efficienza energetica, si divide la potenza meccanica prodotta in bici per il consumo di ossigeno del ciclista (litri di ossigeno consumati durante l'attività in bici).
Nella formula sono stati trasformati Watt in kJ (1 Watt secondo = 0,001 Kilojoules):
Consideriamo un ciclista con le seguenti caratteristiche:
Il consumo meccanico in kJ è calcolato trasformando i watt in kilojoule:
Consumo meccanico = Potenza (watt) × Tempo (secondi) × 0,001
= 200 × 3600 × 0,001
= 720 kJ
L'efficienza si calcola dividendo il consumo meccanico per il consumo energetico totale:
>
Efficienza = Consumo meccanico / Consumo energetico
= 720 / 40
= 18 kJ/litro
In questo esempio, l'efficienza energetica del ciclista è di 18 kJ per litro di ossigeno consumato.
Generalmente l'efficienza energetica nel ciclismo varia tra il 20 (bassa efficienza) e 25 (alta efficienza) per cento.
È bene sapere che solo una parte delle calorie "ingerite" dal cibo si trasformano in ENERGIA MECCANICA da sprigionare sui pedali!
Prendendo come riferimento l'esempio sopra del ciclista che pedala per 3 ore con una potenza media di 200 watt, potremmo avere i seguenti consumi in base alla sua efficienza:
| 2581,3 Kcal | - Bassa efficienza (20%) |
| 2065,0 Kcal | - Alta efficienza (25%) |
| 10800 KJ | - Bassa efficienza (20%) |
| 8640 KJ | - Alta efficienza (25%) |
In questa sezione spiegheremo come calcolare il consumo di ossigeno e l'efficienza metabolica in bici, utilizzando un esempio pratico basato su dati realistici.
Durante l'attività, l'atleta ha pedalato al 70% del suo VO2Max e ha consumato ossigeno a una media di 45,5 ml/kg/min. Per calcolare il volume totale di ossigeno consumato, moltiplichiamo questo valore per il peso corporeo e la durata dell'allenamento:
Volume di ossigeno consumato (L) = VO2 medio × Peso corporeo × Durata (minuti)
= 45,5 ml/kg/min × 68 kg × Tempo (minuti)
Consideriamo un esempio con una durata di 1 ora (60 minuti):
Volume di ossigeno consumato = 45,5 × 68 × 60 = 185,640 ml = 185,6 litri
Poiché ogni litro di ossigeno consumato corrisponde a circa 5 kcal bruciate, possiamo calcolare l'energia totale consumata dall'atleta:
Energia totale (kcal) = Volume di ossigeno consumato × 5 kcal/L
= 185,6 × 5 = 928 kcal
Convertiamo questa energia in kilojoule (kJ) utilizzando la relazione: 1 kcal = 4,184 kJ:
Energia totale (kJ) = Energia totale (kcal) × 4,184
= 928 × 4,184 = 3882,4 kJ
Per calcolare l'efficienza metabolica, dividiamo l'energia meccanica prodotta (in kJ) per l'energia totale consumata (in kJ).
L'energia meccanica prodotta dall'atleta dipende dalla potenza media espressa in watt e dalla durata dell'attività. Supponiamo che l'atleta abbia espresso una potenza media pari a 215,69 watt durante un'ora di allenamento (3600 secondi).
L'energia meccanica è calcolata trasformando la potenza in energia, moltiplicando i watt per il tempo (in secondi) e convertendo in kilojoule (kJ):
Energia meccanica (kJ) = Potenza (watt) × Tempo (secondi) × 0,001
= 215,69 × 3600 × 0,001
= 776,48 kJ
Quindi, per produrre 776,48 kJ di energia meccanica, l'atleta ha mantenuto una potenza media di 215,69 watt durante l'allenamento.
Ora possiamo calcolare l'efficienza metabolica dividendo l'energia meccanica per l'energia totale consumata:
Efficienza metabolica (%) = (Energia meccanica / Energia totale) × 100
= (776,48 / 3882,4) × 100
= 20%
Questo calcolo dimostra che, con un'efficienza del 20%, solo una piccola parte dell'energia che abbiamo assunto attraverso il cibo viene effettivamente trasformata in lavoro utile, come spingere sui pedali. La maggior parte, circa l'80%, viene invece dissipata sotto forma di calore durante il processo metabolico.
Nota: La potenza media necessaria per generare una determinata energia meccanica dipende dalla durata dell'attività. Ad esempio, per un allenamento più breve, la potenza richiesta sarebbe maggiore per produrre la stessa energia meccanica.
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