Innanzi tutto segniamo un paio di concetti fondamentali sulla frequenza cardiaca e di conseguenza sulla massima: essendo il cuore un muscolo, esistono enormi differenze tra soggetto e soggetto. Queste variazioni seguono lo stato dell’allenamento nonché l’età, per cui sono valori in continuo mutamento.

Il battito del cuore misurato attraverso un cardiofrequenzimetro diventa il contagiri del nostro motore, la cartina tornasole per la qualità del nostro allenamento e del nostro stato di forma. È necessario, quindi, sapere quale sia la frequenza cardiaca massima che siamo in grado di raggiungere per calcolare, successivamente, le zone di lavoro. Dopo aver calcolato la frequenza cardiaca massima, possiamo anche leggere questo articolo che spiega come abbassare la nostra frequenza cardiaca in allenamento.

• 2 metodi per calcolare la frequenza cardiaca massima
  • La formula di Karvonen
  • La formula di Hirofumi Tanaka
• I test per la frequenza cardiaca massima
  • Il test di Bruce per la frequenza cardiaca massima
  • Il test di Astrand per la frequenza cardiaca massima
• Le zone cardiache di allenamento da conoscere
• Accessori per la rivelazione del battito cardiaco in attività
  • Le cinture cardio
  • I rilevatori da polso
  • I rilevatori da braccio
• Calcolo della frequenza cardiaca massima per dimagrire

2 metodi per calcolare la frequenza cardiaca massima

Esistono diversi metodi per determinare la frequenza cardiaca massima (FCM), 2 dei quali sono particolarmente diffusi: la formula di Karvonen e quella di Hirofumi Tanaka. Entrambi i metodi offrono uno strumento pratico per monitorare e ottimizzare l’allenamento.

La formula di Karvonen

La formula di Karvonen è un metodo ampiamente utilizzato per determinare la frequenza cardiaca massima (FCM) e stabilire le zone di allenamento ottimali in base alla frequenza cardiaca di riposo (FCR) e all’età dell’individuo. Questa formula tiene conto della variabilità individuale, fornendo una stima più personalizzata della FCM rispetto a metodi più generici. Per calcolare la FCM utilizzando la formula di Karvonen, si segue questa equazione:

FCM = (FCM teorica – FCR) × % Intensità desiderata + FCR

Dove:
•⁠ ⁠FCM teorica rappresenta la frequenza cardiaca massima teorica, generalmente stimata come 220 meno l’età dell’individuo
•⁠ ⁠FCR è la frequenza cardiaca a riposo, misurata quando l’individuo è completamente rilassato
•⁠ ⁠% Intensità desiderata indica la percentuale della differenza tra la FCM e la FCR che si desidera utilizzare per l’allenamento

Ad esempio, se una persona di 30 anni ha una FCR di 70 battiti al minuto e desidera allenarsi al 70% della sua intensità massima, il calcolo della FCM utilizzando la formula di Karvonen sarebbe:

1. Calcoliamo la FCM teorica utilizzando la formula 220 meno l’età: FCM teorica = 220 – 30 = 190 battiti al minuto
2. Utilizziamo la formula di Karvonen per ottenere la FCM: FCM = (FCM teorica – FCR) × % Intensità desiderata + FCR = (190 – 70) × 0.70 + 70 = 120 × 0.70 + 70 = 84 + 70 = 154 battiti al minuto

Quindi, la frequenza cardiaca massima (FCM) calcolata utilizzando la formula di Karvonen per una persona di 30 anni con una FCR di 70 battiti al minuto e desiderando allenarsi al 70% della sua intensità massima sarebbe di 154 battiti al minuto.

Questa formula consente agli individui di personalizzare il loro allenamento in base ai propri obiettivi e capacità fisiche.

La formula di Hirofumi Tanaka

Vediamo quindi l’evoluzione di questa prima formula seguendo gli studi del dott Hirofumi Tanaka svolti all’Università di Boulder, Colorado. La formula di Hirofumi Tanaka è un metodo semplice e rapido per stimare la frequenza cardiaca massima (FCM) utilizzando solo l’età dell’individuo. Questo approccio offre una stima approssimativa della FCM ed è particolarmente utile per coloro che desiderano avere un’idea generale della propria frequenza cardiaca massima senza la necessità di misurazioni più dettagliate. La formula è la seguente:

FCM = 208 – (0.7 × età)

Ad esempio, se una persona ha 40 anni, il calcolo della FCM utilizzando la formula di Hirofumi Tanaka sarebbe:

FCM = 208 – (0.7 × 40)
FCM ≈ 180 battiti al minuto

È importante notare che la formula di Tanaka fornisce solo una stima approssimativa della FCM e potrebbe non essere accurata per tutti gli individui, poiché non tiene conto di fattori come il livello di forma fisica, il sesso e la variabilità individuale. Tuttavia, può essere un utile punto di partenza per coloro che desiderano iniziare un programma di allenamento e desiderano avere un’indicazione generale della loro frequenza cardiaca massima. Si consiglia comunque di consultare un professionista della salute o un allenatore personale per una valutazione più precisa e personalizzata della FCM.

I test per la frequenza cardiaca massima

Fin qui ci siamo rapportati con formule basate su dati statistici emersi tenendo conto di individui diversamente allenati e con età variabili. Esistono per fortuna anche dei test mirati al calcolo della frequenza cardiaca massima che ci daranno valori più attendibili se svolti con il giusto impegno e attraverso il giusto protocollo.

I test per la frequenza cardiaca massima sono test incrementali, a sforzo crescente, che portano all’esaurimento delle energie. Ne presentiamo due, da svolgere su tapis roulant o sui rulli, con cardiofrequenzimetro.

Il test di Bruce per la frequenza cardiaca massima

Il test di Bruce coinvolge una serie di stadi di intensità crescente su un tapis roulant, con il monitoraggio continuo della frequenza cardiaca, della pressione sanguigna e dei sintomi di affaticamento. È particolarmente popolare per la sua semplicità ed efficacia nel valutare la capacità aerobica e nella diagnosi precoce di patologie cardiache. Durante il test, l’individuo corre sul tapis roulant ma, ogni 3 minuti, l’inclinazione e la velocità aumentano gradualmente, rendendo l’esercizio più impegnativo. La durata e l’intensità del test possono variare a seconda dell’età, del sesso e del livello di forma fisica dell’individuo.

Solitamente l’inclinazione viene aumentata di 2-3 gradi ogni 3 minuti, mentre la velocità aumenta di 0,5-1 miglio all’ora (circa 0,8-1,6 km/h). Questo permette al test di diventare gradualmente più impegnativo, consentendo al tecnico di valutare la risposta cardiaca e il livello di fitness dell’individuo in modo progressivo. Il valore cardiaco massimo registrato sarà quello di riferimento.

Il test di Astrand per la frequenza cardiaca massima

Il test di Astrand si svolge su tapis o su cyclette stazionaria, dove la resistenza dei pedali viene regolata per aumentare gradualmente l’intensità dello sforzo. Durante il test, viene misurata la frequenza cardiaca dell’individuo in vari momenti per valutare la sua capacità aerobica massima. Il test di Astrand è noto per la sua semplicità e convenienza, ed è spesso utilizzato in ambito clinico e sportivo per valutare il livello di forma fisica e prescrivere programmi di allenamento personalizzati. Durante il test, l’individuo pedala su una cyclette a un ritmo costante mentre la resistenza viene gradualmente aumentata a intervalli prestabiliti (di solito tra i 2 e i 3 minuti). La frequenza cardiaca viene misurata regolarmente durante l’esercizio per monitorare la risposta cardiaca all’intensità crescente dell’attività fisica, finché l’esercizio non si esaurisce.

Le zone cardiache di allenamento da conoscere

Ultimo punto da chiarire è il motivo per cui conoscere in maniera precisa la propria frequenza cardiaca massima: dalla frequenza cardiaca massima andiamo a determinare le 5 fasce di lavoro. Ovvero:

• Zona 1 (50-60% della FCM): questa è la zona di riscaldamento leggero o di recupero attivo. Corrisponde a un’intensità molto bassa, ideale per il riscaldamento o per il recupero attivo durante l’allenamento. Durante la corsa, potrebbe sentirsi facile e confortevole, consentendo una conversazione senza sforzo
• Zona 2 (60-70% della FCM): questa è la zona di base o di resistenza aerobica. Corrisponde a un’intensità moderata, ideale per la costruzione della resistenza e il miglioramento della capacità aerobica. Durante la corsa, si dovrebbe sentire impegnato ma ancora in grado di sostenere una conversazione
• Zona 3 (70-80% della FCM): questa è la zona di resistenza aerobica. Corrisponde a un’intensità moderatamente alta. Durante la corsa, ci si dovrebbe sentire impegnati e la respirazione diventa più profonda, ma è comunque possibile mantenere il ritmo per un periodo prolungato
• Zona 4 (80-90% della FCM): Questa è la zona di soglia anaerobica. Corrisponde a un’intensità elevata, dove l’organismo inizia a produrre acido lattico più rapidamente. Durante la corsa, si dovrebbe sentire un forte sforzo e la respirazione diventa difficile, rendendo difficile sostenere una conversazione
• Zona 5 (90-100% della FCM): questa è la zona di massimo sforzo o di picco. Corrisponde a un’intensità massimale, dove si lavora al massimo delle proprie capacità. Durante la corsa, si raggiunge il massimo sforzo e la respirazione è molto difficile. Questa zona è solitamente sostenibile solo per brevi periodi di tempo, come durante sprint o sessioni di interval training ad alta intensità

Se interessa approfondire ulteriormente l’argomento, qui c’è il nostro articolo dedicato all’allenamento a zone.

Accessori per la rilevazione del battito cardiaco in attività

Gli accessori per la rilevazione del battito cardiaco durante l’attività sportiva sono strumenti essenziali per monitorare la frequenza cardiaca durante l’esercizio fisico e ottimizzare le prestazioni. I principali tipi di accessori includono le cinture cardio, i rilevatori da polso e quelli da braccio.

Le cinture cardio

Le cinture cardio sono indossate intorno al torace e utilizzano elettrodi per rilevare il battito cardiaco e trasmettere i dati a un dispositivo di monitoraggio, come uno smartphone o un orologio. Queste cinture offrono solitamente una precisione elevata e sono particolarmente adatte per gli allenamenti ad alta intensità.

I rilevatori da polso

Il sistema di rilevazione del battito cardiaco da polso è ampiamente diffuso negli orologi intelligenti e nei braccialetti fitness. Questi dispositivi utilizzano sensori ottici, come i LED verdi e i fotodiodi, per monitorare le variazioni nel flusso sanguigno attraverso la pelle e rilevare così le pulsazioni cardiache. Durante l’esercizio fisico, il dispositivo emette luci LED sulla pelle, e i fotodiodi rilevano la quantità di luce riflessa, che varia in base al flusso sanguigno e alle pulsazioni cardiache. Questi dati vengono quindi elaborati dall’algoritmo del dispositivo per calcolare la frequenza cardiaca in tempo reale. Sebbene i sensori ottici da polso siano comodi e pratici, possono essere influenzati da vari fattori ambientali e di posizionamento, che possono compromettere la precisione della rilevazione, specialmente durante l’esercizio ad alta intensità o con movimenti bruschi.

I rilevatori da braccio

Il sistema di rilevazione del battito cardiaco al braccio è una nuova tecnologia che promette una maggiore precisione e affidabilità rispetto ai tradizionali sensori ottici da polso. Questo sistema utilizza sensori avanzati, come elettrodi a contatto o sensori di impedenza, posizionati direttamente sul braccio dell’utente per rilevare il battito cardiaco. Rispetto ai sensori ottici, che monitorano il flusso sanguigno superficialmente attraverso la pelle, i sensori al braccio possono ottenere una misurazione più diretta del segnale elettrico generato dal cuore durante ogni battito. Ciò permette una rilevazione più accurata e una minore sensibilità ai disturbi ambientali e ai movimenti del corpo durante l’esercizio. Questa tecnologia emergente potrebbe diventare una scelta preferita per gli atleti professionisti e gli appassionati di fitness che richiedono una precisione estrema nella misurazione del battito cardiaco durante l’allenamento ad alta intensità.

Calcolo della frequenza cardiaca massima per dimagrire

Infine, possiamo aggiungere che calcolare la frequenza cardiaca massima è utile anche per il dimagrimento. Durante l’esercizio fisico, mantenere la frequenza cardiaca nella zona ottimale, determinata in base alla FCM, può massimizzare il consumo calorico e favorire la perdita di grasso corporeo. La frequenza cardiaca ottimale per il dimagrimento si colloca generalmente tra il 60% e l’80% della frequenza cardiaca massima, la cosiddetta zona di lipolisi o ‘fat burning zone’. Questa zona favorisce un’efficace combustione dei grassi mantenendo l’esercizio a un’intensità moderata. Tuttavia, è importante consultare un professionista della salute o un allenatore personale per stabilire il piano di allenamento più adatto alle proprie capacità fisiche e obiettivi di perdita di peso.

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Credits: Chander R, Yiistocking, Nanci Santos Iglesias