Equilibrio e centralità nello sci

Si sente molto spesso parlare di "centralità" nello sci, di "essere centrali" come una delle capacità fondamentali dello sciatore. Scopriamo di cosa si tratta esattamente, scomodando un po' di nozioni di fisica, per poi cercare di capire come ottenere la centralità in ogni situazione.

Differenza tra equilibrio e centralità

Dal punto di vista della fisica, un corpo è in equilibrio quando la risultante delle forze e dei momenti (cioè l'effetto di rotazione che le forze imprimono al corpo) ad esso applicati è nulla.

Un corpo rigido appoggiato su un piano è in equilibrio quando la risultante delle forze ad esso applicate cade all'interno della base di appoggio (si veda per esempio questo articolo, in particolare a pagina 9).

Su un corpo rigido le forze sono applicate al baricentro, che nel caso di un essere umano in posizione eretta, è situato all'altezza dell'ombelico. La base di appoggio di un soggetto in piedi corrisponde alla superficie delimitata dai suoi piedi. Se il soggetto si inclina in avanti, all'indietro, o lateralmente, la forza di gravità applicata al bacino cadrà all'esterno della base di appoggio, e il soggetto perderà l'equilibrio e cadrà, o sarà costretto a muoversi (facendo un passo avanti, indietro o lateralmente) per riportare il baricentro sulla base di appoggio. Un essere umano, infatti, non è un corpo rigido: può in ogni momento, muovendo le articolazioni, modificare la posizione del suo baricentro, e in questo modo può reagire spostando il baricentro o la base di appoggio, facendo in modo che la risultante delle forze ad esso applicate cadano continuamente all'interno della base di appoggio, mantenendo in questo modo l'equilibrio.

 

Nel caso dello sci, si parla di "equilibrio" quando lo sciatore non cade durante la discesa. Dal punto di vista della fisica lo sciatore è in equilibrio, quindi non cade, se la risultante delle forze esterne cade all'interno della base di appoggio, che non è l'area delimitata dagli scarponi, bensì la superficie delimitata dalle lamine esterne degli sci, e da due linee immaginarie che collegano le code e le punte degli sci. Gli sci, dunque, aumentano moltissimo la base di appoggio.

La centralità è qualcosa di simile, ma più difficile da ottenere: si ha infatti quando la risultante delle forze esterne cade all'interno dell'area delimitata dal bordo laterale degli scarponi e dalle due linee immaginarie che collegano le punte e i tacchi degli scarponi (una superficie molto più piccola, insomma). In altre parole la centralità si verifica quando il soggetto starebbe in equilibrio anche senza sci, se sciasse solo con gli scarponi ai piedi. È un caso particolare di equilibrio, più fine e raffinato, e come vedremo più efficace.

Per capire meglio di cosa stiamo parlando (e soprattutto le sue implicazioni), supponiamo che lo sciatore sia fermo, su una superficie piana, solo con gli scarponi ai piedi. Il suo baricentro cade all'interno dell'area delimitata dagli scarponi e quindi lo sciatore è centrale. Se non lo fosse, cadrebbe: in questo caso equilibrio e centralità coincidono: lo sciatore per essere in equilibrio DEVE essere anche centrale.

Con gli sci ai piedi le cose cambiano: grazie al fatto che lo scarpone, e quindi il piede dello sciatore, è vincolato tramite l'attacco allo sci, egli può inclinarsi in avanti in modo da far cadere il centro di gravità fuori dalla base di appoggio degli scarponi, ma grazie all'aumento della superficie di appoggio determinata dal fatto di avere gli sci ai piedi, lo sciatore può rimanere lo stesso in equilibrio. Stessa cosa se si inclina all'indietro.

Nell'immagine, estratta dal manuale della FISI, vediamo le forze che agiscono sullo sciatore durante la discesa rettilinea. Ho modificato l'immagine per introdurre la forza d'inerzia, che bilancia la componente parallela al terreno della forza peso (PII), quella responsabile dell'accelerazione dello sciatore. Così tutte le forze sono bilanciate.

Centralità ed equilibrio nello sci

Dal punto di vista fisico c'è una differenza fondamentale tra equilibrio e centralità, che si riperquote anche sulla qualità della sciata: se lo sciatore si sbilancia in avanti o indietro la risultante delle forze esterne è pari a zero solamente sullo sciatore è applicata una forza, tramite il vincolo dello scarpone, che non lo fa cadere. Questa forza applicata sullo sciatore, per il principio di azione e reazione, comporta che lo sciatore a sua volta reagisca con una forza uguale e contraria, cioè egli deve applicare una forza per stare in piedi. Lo si può facilmente intuire immaginando la pressione dello scarpone sulla tibia quando ci si sbilancia in avanti, o sul polpaccio quando ci si sbilancia indietro, la tensione muscolare necessaria per rimanere in questa posizione, e la conseguente fatica che si sperimenta.

Cosa avviene durante la discesa

 

Durante la discesa, siamo nella stessa situazione: uno sciatore non deve essere necessariamente centrale, ma può sciare "arretrato" (situazione più frequente) o "impuntato" in avanti senza cadere. L'unica differenza, rispetto alla situazione statica, riguarda il fatto che durante la discesa sullo sciatore non agisce solo la forza di gravità, ma anche le forze inerziali: in particolare, la forza centrifuga consente allo sciatore di inclinarsi all'interno della curva, assumendo una posizione che da fermo ne determinerebbe la caduta, ma durante la sciata lo mantiene in perfetto equilibrio.

Veniamo al dunque: perché sciare arretrati (o troppo avanzati) è inefficace? Provate a mettervi gli sci ai piedi e sbilanciatevi in avanti o indietro. Ok, siete in equilibrio, non cadete, ma vi sentite a vostro agio? Vi sentite liberi di muovervi? Vi sentite in equilibrio? Senz'altro no. Sarete senz'altro impediti nei movimenti. Impossibile sciare in modo efficace in questa posizione. Molto meglio riuscirci in una posizione neutra, per mantenere la quale non dobbiamo fare alcuna fatica (se non quella "naturale" di stare in piedi). E i problemi non finiscono qui. Perché se vogliamo far le curve sugli spigoli, con la tecnica del carving, non dobbiamo far "sbandare" lo sci. Per farlo in modo efficace, in curva, la forza deve essere applicata al centro dello sci. Se spostiamo il punto di applicazione della forza troppo avanti o indietro, finiremo con il causare la perdita del vincolo dello sci con il terreno, e la conseguente sbandata.

Quindi: il mantenimento della centralità fondamentale per sciare bene.

Come allenare la centralità?

La maggior parte degli sciatori tende a sciare col baricentro che cade dietro ai talloni, cioè a sciare con un assetto arretrato. Questo perché si tende naturalmente ad avere un assetto verticale durante la sciata, ma in questo modo, a causa della pendenza, il baricentro cade dietro la base di appoggio ideale, e questo vale quanto più il terreno è ripido. Ma soprattutto, durante la discesa lo sciatore è sottoposto a forze inerziali, in avanti quando si decelera, e indietro quando si accelera, che perturbano l'assetto e costringono lo sciatore ad aggiustare in ogni momento la posizione del suo baricentro, alla ricerca dinamica della centralità.

Uno dei momenti più importanti è l'entrata in curva: in questo momento si passa dalla diagonale alla massima pendenza e quindi bisogna "portarsi avanti" per mantenere la centralità, ma questo significa "buttarsi nel vuoto", affrontare il pendio, e chi tende ad aver paura non lo farà, ritrovandosi arretrato all'inizio della curva. Ne parliamo nello specifico nell'articolo sugli errori frequenti degli sciatori.

 

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