La misura della frequenza cardiaca rappresenta il metodo più diffuso per determinare l’intensità dello sforzo, sia durante l’allenamento che durante le escursioni o le gare. La precisione raggiunta dagli odierni cardiofrequenzimetri, soprattutto i modelli che utilizzano la fascia toracica, è molto elevata e alcuni modelli permettono anche di misurare fenomeni come l’aritmia.
Metodi alternativi, come per esempio la misura della potenza muscolare, risultano essere più precisi ma più costosi, in quanto richiedono l’utilizzo di sensori di potenza oppure rulli indoor.
Il calo dei prezzi e il miglioramento delle caratteristiche dei cardiofrequenzimetri permettono la misurazione e l’utilizzo della frequenza cardiaca in allenamento a chiunque ne abbia compreso l’utilità.
Altre informazioni fondamentali sull’allenamento sono trattate in questo articolo.
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La frequenza cardiaca come indicatore dell’intensità dello sforzo
Un sapiente dosaggio dell’intensità dello sforzo durante gli allenamenti ci permette di migliorare la nostra forma fisica più rapidamente, con meno sforzo e con meno rischi rispetto ad allenamenti intensi alla cieca. Ci permetterà di portare a termine quanto ci eravamo prefissati con ottimi risultati, anche nelle gare e nelle escursioni.
La frequenza cardiaca è normalmente espressa in battiti al minuto, o bpm. Per esempio, 130bpm significa 130 battiti al minuto. Un altro modo di esprimere la frequenza cardiaca, più utile per gli sportivi, è in funzione della massima frequenza cardiaca dell’individio, o FCmax. Per esempio, possiamo dire che la frequenza cardiaca è al 75% della FCmax.
La frequenza cardiaca è indicativa del nostro sforzo solo in attività di medio e lungo periodo, come la corsa podistica su distanze superiori ai 2000 metri, mentre non lo è per sforzi brevi e intensi come per esempio il calcio, il tennis o i 100 metri su pista.
A ciascuno la propria
Due individui che si stanno allenando con la stessa bicicletta, alla medesima velocità e sullo stesso percorso avranno frequenze cardiache differenti tra loro, in funzione dell’età, del livello di allenamento, del peso, dello stato di salute, e di molti altri fattori.
Inoltre, la frequenza cardiaca, differentemente dalla misurazione della potenza generata, è influenzata dal carico di lavoro dell’intero organismo. Per esempio, se abbiamo la digestione in corso, oppure se siamo reduci da una serata/nottata “da leoni”, oppure se è molto caldo, a parità di sforzo la nostra frequenza cardiaca sarà maggiore.
Vediamo ora quali sono le soglie della frequenza cardiaca importanti in allenamento e in gara.
La frequenza cardiaca a riposo
È un formidabile indicatore della forma fisica e sentinella contro il sovrallenamento. Va misurata al mattino, appena svegliati e quando si è ancora coricati. Sono utili allo scopo i moderni smartwatch o i fitness tracker con cardiofrequenzimetro al polso.
La frequenza cardiaca a riposo come indicatore della forma fisica
La frequenza cardiaca a riposo dipende principalmente dalla gittata cardiaca, cioè dalla quantità di sangue che il cuore pompa ad ogni pulsazione, dalla capacità dell’organismo di trasportare l’ossigeno alle cellule (VO2max), e da altri fattori come stress, sovrallenamento, stile di vita e patologie.
Un cuore più allenato e funzionale necessita di meno pulsazioni per far circolare la stessa quantità di sangue rispetto ad un cuore meno allenato. Ed inoltre, a parità di frequenza cardiaca, un soggetto con maggiore gittata cardiaca potrà affrontare un livello di sforzo molto maggiore. Questo concetto, unito al fatto che la frequenza cardiaca massima dipende principalmente dall’età dell’individuo con qualche margine, spiega l’importanza della gittata cardiaca e della frequenza cardiaca a riposo che ne dipende.
Un soggetto sedentario che inizia un’attività sportiva aerobica ottiene in poche settimane una diminuzione della frequenza cardiaca a riposo di 8…10bpm; a medio e lungo termine, passa da 70…80bpm a 45…55bpm, in funzione del livello di forma fisica raggiunta.
La frequenza cardiaca a riposo beneficia dall’allenamento aerobico a bassa intensità, il quale produce un aumento della gittata e dell’elasticità del cuore, e un aumento della capacità di trasporto dell’ossigeno (VO2max) alle cellule. Quindi, l’allenamento aerobico a bassa intensità e durata medio-lunga è fondamentale.
La frequenza cardiaca a riposo come sentinella del sovrallenamento
La frequenza cardiaca a riposo è anche un importante sintomo precursore del sovrallenamento. Per questo è importante misurarla periodicamente e verificare eventuali anomalie. Se per esempio abbiamo una frequenza a riposo abitualmente di 48bpm ma, durante un periodo di allenamento intenso, riscontriamo che è aumentata per esempio a 55bpm nelle ultime 2 settimane, allora sarà necessario ridurre il carico di allenamento.
La frequenza cardiaca massima
Abbreviata FCmax, la frequenza cardiaca massima è la massima velocità alla quale il nostro cuore può funzionare, e possiamo mantenerla per non oltre 1 o 2 minuti, dopodichè, in un individuo sano, scattano meccanismi di protezione che costringono a ridurre il carico di sforzo.
È principalmente dettata dall’età, dalla genetica, e dall’attività sportiva specifica. Per esempio, nella corsa la FCmax è più alta che nella bicicletta, per la quale è più alta che nel nuoto.
Esisitono alcune formule per calcolarla, ma dobbiamo sapere in questo caso i risultati teorici possono differire significativamente da quelli reali.
Determinazione matematica in funzione dell’età
Esistono molte formule, quasi tutte in funzione dell’età, la le due principali sono la Formula di Karvonen e la Formula di Tanaka. La seconda è più recente e leggermente più precisa. Entrambe hanno una precisione limitata e il risultato ottenuto può differire fino a 10…15bpm rispetto a quello reale.
La via matematica è l’unica via percorribile in individui non perfettamente allenati o con fattori di rischio (per esempio il fumo o il sovrappeso), per i quali non è consigliabile portare il cuore al limite del funzionamento.
La Formula di Karvonen
Nella Formula di Karvonen, risalente al 1970, la frequenza cardiaca massima FCmax si calcola come segue:
FCmax = 220 – età
Quindi, per esempio per un individuo di 35 anni la frequenza cardiaca massima FCmax sarebbe di 220-35 e cioè di 185bpm. Come si vede, la formula non prende minimamente in considerazione fattori come la genetica.
La Formula di Tanaka
La Formula di Tanaka è stata proposta nel 2001 ed è un po’ più complessa, ma anche più precisa. In essa la FCmax si calcola come segue:
FCmax = 208 – (0,7 x età)
Anche qui possiamo osservare che viene presa in considerazione soltanto l’età, tralasciando invece altri fattori come la genetica e lo sport praticato.
In pratica, moltiplichiamo l’età per 0,7 e sottraiamo il risultato da 208. Nell’esempio dell’individuo di 35 anni, moltiplicheremo 35 per 0,7 ottenendo 24,5 e sottrarremo 24,5 da 208, ottenendo 183,5 che potremo approssimare a 184bpm.
Misura diretta
La misura diretta è precisa, ma è anche rischiosa. L’opzione consigliata è rivolgerci ad un centro di medicina dello sport che effettuerà un test in sicurezza, ed avremo un risultato molto preciso. In alternativa, opzione sconsigliata, possiamo fare da soli.
Questo è un test massimale, e quindi potenzialemte pericoloso. Chi non è in ottime condizioni fisiche ed atletiche o non ha praticato continuativamente sport intenso da almeno due anni o presenta fattori di rischio come fumo, sovrappeso o patologie, non deve azzardarsi ad effettuarlo. Per tutti, è preventivamente indispensabile consigliarsi presso il proprio medico, ed effettuare una visita con un esame cardiaco.
Se siamo qui, è perchè abbiamo scrupolosamente messo in pratica quanto indicato nel paragrafo precedente (visita medica, ecc…), e ora vogliamo procedere con il test.
Alcune metodologie, come per esempio il Test di Bruce o il Test di Astrand, presuppongono l’utilizzo di un tapis-roulant a pendenza regolabile o di un cicloergometro; noi qui tratteremo un test più semplice, proposto da Polar.
Per sicurezza, ci conviene fare il test in un luogo facilmente raggiungibile e assistiti da un amico munito di telefono cellulare e pronto ad intervenire. Il test va effettuato a piedi e su una strada in leggera pendenza.
- Indossiamo il cardiofrequenzimetro e assicuriamoci che stia registrando il nostro allenamento; a nessuno piace faticare inutilmente, nemmeno agli atleti, giusto?
- Facciamo un riscaldamento in piano per circa un quarto d’ora;
- Percorriamo la salita ad un’andatura sostenuta per circa 2 minuti, quindi torniamo indietro;
- Ripercorriamo per 2 minuti la salita ad un’andatura che potremmo mantenere solo per 3Km, quindi torniamo indietro ad un’andatura che riduca la frequenza cardiaca di circa 30…40bpm;
- Ripercorriamo la pendenza all’andatura massima che possiamo sopportare solo per un minuto, torniamo indietro e facciamo un defaticamento di 10 minuti;
- rivediamo i dati registrati dal cardiofrequenzimetro: la nostra FCmax sarà molto vicina alla massima frequenza registrata durante la terza ed ultima salita.
La frequenza di soglia aerobica
Al di sotto della frequenza cardiaca di soglia aerobica l’allenamento non produce nessun effetto, ad esclusione del consumo dei lipidi; la concentrazione di acido lattico rispetto alla condizione di riposo non aumenta significativamente, assenstandosi intorno a 2mmol/l (millimoli per litro).
Al di sopra della soglia arobica, l’osssigeno a disposizione delle cellule (VO2max) non è più sufficiente, e per produrre il surplus di energia richiesta il metabolismo muscolare è costretto ad utilizzare anche altre reazioni chimiche che utilizzano carboidrati (glucosio) senza combinarli con l’ossigeno. Tali reazioni chimiche producono acido lattico, una sostanza di scarto che va eliminata al più presto. La concentrazione di acido lattico nel sangue aumenta in funzione dell’intensità dello sforzo, e si stabilizza.
L’attività ad un’intensità al di sopra della soglia aerobica produce effetto allenante.
La soglia aerobica è il livello di intensità più adatto per percorrere una gara di lunga durata, per esempio una maratona oppure una endurance, per poi sfruttare la muscolatura veloce nelle fasi finali.
L’acido lattico è utilizzato come base per il nutrimento del cuore. Il nostro organismo non getta via nulla, e così l’acido lattico, pericolosa sostanza di scarto, viene trasformata in lattato attraverso il bicarbonato di sodio sintetizzato dal fegato. Le cellule cardiache si nutrono principalmente di lattato, e così anche i muscoli scheletrici quando vengono fatti lavorare ad ritmo veloce e forza ridotta, per esempio facendo “mulinare” le gambe.
Miglioramento della soglia aerobica
Migliorare la soglia aerobica vuol dire andare più veloci nelle lunghe distanze. Per un individuo normale, la soglia aerobica può essere grossolanamente fissata attorno al 60% della FCmax. Più si è allenati, più la soglia aerobica aumenta e si avvicina alla frequenza di soglia lattacida.
Il miglioramento della soglia aerobica si ottiene allenandosi poco al di sotto della propria soglia lattacida, nel cosiddetto allenamento aerobico.
Determinazione della soglia aerobica
Nel mondo degli atreti professionisti, per calcolare la soglia aerobica con precisione si ricorre alla misurazione diretta in laboratorio della concentrazione di lattato nel sangue durante sforzi ad intensità crescenti.
Senza ricorrere a test di laboratorio, per noi comuni mortali è suffficientemente preciso un semplice test sul campo come il Test di Conconi, da ripetere un paio di volte l’anno.
La soglia anaerobica o lattacida
A mano a mano che l’intensità dello sforzo aumenta, si raggiunge la soglia lattacida. La produzione di acido lattico arriva ad un livello tale per il quale il metabolismo non è più in grado di smaltirlo nella quantità in cui viene prodotto.
L’acido lattico inizia ad accumularsi nei tessuti e i muscoli iniziano a irrigidirsi. La produzione di energia avviene prevalentemente in maniera anaerobica, e la produzione di anidride carbonica e la ventilazione aumentano notevolmente.
Superata la soglia lattacida, si passa da un lavoro moderato ad un lavoro a elevata intensità, che può essere mantenuto per un periodo limitato, tipicamente tra 20 minuti (in soggetti normali) e 60 minuti (in atleti d’elite), dopodichè subentra un rapido calo di prestazione.
È fondamentale considerare che il cuore non è in grado di lavorare in debito di ossigeno (“lavora ora, paga ora”), diversamente dai muscoli scheletrici che possono andare in debito di ossigeno (“lavora ora, paga dopo”) per periodi limitati. Quindi, periodi prolungati ad un carico pari o superiore al 90% della FCmax possono essergli dannosi.
In un allenamento correttamente strutturato, le sedute ad intensità elevata alternano brevi periodi ad alta intensità, detti ripetizioni, con intervalli a bassa intensità, detti recuperi, per consentire ai muscoli coinvolti un recupero totale o parziale.
La capacità di smaltimento dell’acido lattico può essere migliorata in allenamenti intervallati con ripetizioni intense appena al di sopra la soglia lattacida, e recuperi sotto tale soglia.
Tabella approssimativa di riferimento
A questo punto, possiamo delineare una tabella approssimativa con le zone di frequenza cardiaca in allenamento da utilizzare in funzione della FCmax, in base al tipo di allenamento che vogliamo ottenere. Le effettive frequenze cardiche andranno quindi stabilite in funzione della FCmax di ognuno.
La tabella deve essere presa come approssimativa, e per risultati migliori è meglio fare affidamento alle proprie soglie aerobica e anaerobica, indicate in tabella per riferimento.
Si raccomanda di consultare sempre il proprio medico prima di accingersi a praticare attività sportiva di qualsiasi genere. È rischioso e dannoso per il cuore rimanere per periodi prolungati oltre il 90% della FCmax.
| % della frequenza rispetto a FCmax | Tipo di allenamento ed effetti |
| 50% … 60% | Nessun effetto allenante. Dimagrimento, riscaldamento, defaticamento, recupero attivo |
| (soglia aerobica personale) | |
| 60% … 80% | Resistenza aerobica per lunghi periodi. Potenziamento del sistema cardiocircolatorio |
| 80% … 85% | Resistenza aerobica intensiva. Max 90 minuti. Miglioramento della soglia aerobica |
| (soglia lattacida personale) | |
| 85% … 90% | Capacità anaerobica lattacida. Ripetizioni di max. 8 minuti continuativi, intervallate da recuperi. Miglioramento della capacità di smaltimento dell’acido lattico. |
| 90% … 95% | Potenza aerobica lattacida. Ripetizioni di max. 90…120 secondi continuativi, intervallate da recuperi. Miglioramento della forza e della capacità di sostenere elevate concentrazioni di acido lattico |
| > 95% | Sforzso massimale. Ripetizioni di max. 10 secondi continuativi, intervallate da recuperi. Capacità di sostenere sprint veloci ad alta intensità. La brevissima durata delle ripetizioni non consente la produzione di acido lattico |
Ovviamente, questa tabella dà semplicemente un’indicazione del tipo di lavoro svolto e degli effetti allenanti principali, ed è necessariario che l’allenamento sia pianificato da un preparatore specializzato. Per esempio, non ha senso un allenamento intensivo che non sia stato preceduto da un adeguato periodo di allenamento aerobico a moderata intensità.
Conclusioni
Con questo articolo, speriamo di aver fornito gli elementi utili a comprendere l’importanza di un allenamento a intensità variate, e l’importanza di uno strumento come il cardiofrequenzimetro che ci permette un allenamento intelligente e mirato.
Bibliografia e letture consigliate
Rimandiamo a questo articolo per informazioni base sull’allenamento.
Per chi vuole approfondire ulteriormente, consigliamo le seguenti letture:
- “Performance Ciclistica” – James Hopker – Simon Jobson – Ed. Elika Editrice,
- “Planifica Tus Pedaladas” – Chema Arguedas
- “Mountain Bike – Avviamento e Perfezionamento”– Stéphane Cascua – Alain Delouche – Julien Absalon – Ed. Calzetti Mariucci Editori
- “The Time Crunched Cyclist” – Chris Carmichael and Jim Rutberg – Ed. Velopress