Stima dell'impatto di salite e discesa sul ritmo di corsa

Velocità di corsa su percorsi collinari

Quando si corre su un percorso collinare, la velocità media può essere significativamente diversa rispetto a quella di un percorso pianeggiante. E' noto, infatti, che la diminuzione del ritmo di corsa in salita è solo in parte ricompensata dalla maggiore velocità in discesa, per cui complessivamente un percorso con uguale quantità di salite e discese viene completato in tempi maggiori rispetto ad uno piano.

Ma come si può calcolare questa differenza? E quali sono i fattori che la influenzano??

Il problema di eseguire una stima ed i metodi di calcolo noti

Calcolare la velocità di corsa su un percorso collinare rispetto ad uno pianeggiante è un problema complesso, perché dipende da molti fattori, tra cui:
- il livello di forma fisica: livelli di forma fisica più elevati possono portare a un migliore adattamento ai cambiamenti di altitudine;
- la pendenza del percorso: pendenze o discese più ripide hanno un effetto più pronunciato sul ritmo;
- la distribuzione delle salite e delle discese: l'ordine e la frequenza possono modificare il ritmo complessivo;
- la superficie di corsa: un terreno irregolare, bagnato o scivoloso può rallentare ulteriormente un runner.

Esistono diversi algoritmi per stimare la variazione della velocità in funzione del dislivello, cioè trovare il cosiddetto Grade Adjusted Pace (GAP).

Grade Adjusted Pace (GAP) - Metodi di calcolo noti

Uno degli algoritmi più noti è quello proposto nel 2002 dal professor Minetti, il quale ha studiato la relazione tra il consumo di energia e l'inclinazione del terreno, sviluppando una formula che consente di calcolare la velocità ottimale su terreni inclinati. Tuttavia, il modello di Minetti è complesso e richiede un'analisi dettagliata delle condizioni del terreno.

Un metodo comune per stimare il tempo di corsa in base al dislivello è il seguente:
1) aggiungere un tempo extra di 15-20 secondi ogni 10 metri di dislivello positivo per ogni chilometro di corsa.
2) ridurre il passo di corsa di 5-10 secondi ogni 10 metri di dislivello negativo per ogni chilometro di corsa.
Consideriamo ad esempio un percorso di 10 km avente un dislivello totale sia positivo che negativo di 100 metri e prendiamo come riferimento un tempo su terreno pianeggiante di 60 minuti (6 minuti/km). Quindi, per i 100 metri di salita si aggiungono 150-200 secondi totali, mentre per i 100 metri di discesa si sottraggono 50-100 secondi totali. Nella migliore delle ipotesi si aggiungono complessivamente 50 secondi, nella peggiore 150. Quindi, per il percorso con 100 metri di dislivello positivo e 100 metri di dislivello negativo, il tempo stimato potrebbe essere compreso tra 60'50" e 62'30". Il passo corrispondente è compreso tra 6'05"/km e 6'15"/km, per cui la perdita di velocità è stimata tra 5 e 15 secondi al km.

Esiste anche una variante a questa stima, suggerita da Daniels (Daniels' Running Formula), nella quale si aggiungono 18-24 secondi ogni 10 metri di salita e si sottraggono 8-12 secondi ogni 10 metri di discesa.

Il forte limite di questi metodi di calcolo è che non tengono conto delle pendenze, per cui la stima diventa molto approssimativa soprattutto in caso di forti pendenze, sia in salita che in discesa, nelle quali è difficile se non addirittura impossibile correre.

In aiuto a questa problematica interviene l'algoritmo di Go&Race, che adesso illustriamo.

L'algoritmo di Go&Race basato sul profilo altimetrico (vers. 1.0, 2024)

Il nostro metodo sperimentale si basa sull'analisi del profilo altimetrico del percorso: dalla lettura dei dati del file .gpx otteniamo le pendenze e su queste è applicato l'algoritmo di Go&Race, ottenuto dallo studio di un vasto numero di allenamenti e gare. In sostanza l'algoritmo ricalcola la velocità di corsa lungo il percorso tenendo conto della pendenza.

Si individuano le seguenti zone:
- per discese aventi pendenze comprese tra circa -8% e -12% si ha il massimo vantaggio possibile con un aumento della velocità di circa il 13%.
- per discese con pendenze maggiori il vantaggio della discesa diminuisce rapidamente fino ad annullarsi per pendenze circa 17%. Oltre questo valore la velocità è quindi minore che in pianura.
- nelle salite la curva di calcolo cresce più rapidamente e per pendenze del 10% la velocità è già diminuita del 45% circa.
- A causa dell'incertezza nei dati relativi all'altimetria e alle pendenze calcolate, non viene applicata alcuna correzione per pendenze comprese tra -1% e +1%.

Il GNR-GAP index

L'algoritmo di Go&Race calcola il GNR-GAP index, un indice che rappresenta la variazione percentuale della velocità di un runner su un percorso collinare rispetto a un percorso pianeggiante.
Un GNR-GAP pari a 25 indica quindi un ritmo più lento del 25%. Valori negativi indicano ritmi più veloci e si verificano in caso di percorsi complessivamente in discesa.

ESEMPIO 1 - Maratona dell'Elba, Italia

In questo primo esempio utilizziamo i dati altimetrici della Maratona dell'Elba, gara di 42.2 km che si svolge a maggio in Toscana, famosa per il suo percorso panoramico mozzafiato affacciato sul mare. Secondo i dati del tracciato del 2024, la maratona è caratterizzata da numerosi saliscendi, tra una quota minima di 0 metri slm e massima di 90 metri, e da un totale di circa 530 metri di dislivello complessivo (salite e discese).

I grafici riportati di seguito mostrano il profilo altimetrico e il gradiente delle pendenze lungo il percorso.

Grazie al nostro algoritmo, stimiamo che correre su questo percorso collinare comporti un ritmo più lento del 4.5% rispetto ad un percorso pianeggiante.
Ad esempio, un runner in grado di completare una maratona pianeggiante a un ritmo di 5'00"/km (8'03"/mi), corrispondente ad un tempo finale di 3h30'58", avrà un tempo stimato su questo tracciato di 3h40'27". Il ritmo medio ricalcolato (GAP) sale a 5'13"/km (8'25"/mi), risultando quindi più lento di 0'13"/km (+0'22"/mi).

Riportiamo nella seguente tabella la stima anche per altri ritmi.