2. Obiettivo
Monitorare lo sforzo muscolare in atto durante l’attività fisica, allo
scopo di controllare con più efficienza il proprio corpo e prevenire
dolori muscolari, segnalando il passaggio dalla respirazione
aerobica alla respirazione anaerobica.
1Controllo: monitoraggio dell’attività fisica (sia da soli che da parte
di terzi);
2Prevenzione: evitare dolori muscolari;
3Sicurezza: senso di tranquillità durante lo svolgimento
dell’attività fisica;
4Deresponsabilizzazione: il controllo non richiede più particolari
competenze o attenzioni;
5Concretezza: lo sforzo fisico diventa visibile e questo può essere
un incentivo a migliorare le proprie prestazioni;
6Condivisione: i propri limiti e i propri miglioramenti sono
condivisi con gli altri;
7Piacevolezza: la sicurezza e il controllo sono ottenuti tramite un
oggetto semplice e non invasivo;
8Autonomia: l’oggetto è alimentato con il proprio corpo e per
questo può essere utilizzato in ogni luogo;
Benefici
3. Target
Questo prodotto può essere molto utile a diverse tipologie di
persone:
1Persone che desiderano controllare l’andamento delle proprie
prestazioni durante un allenamento pianificato nel tempo;
Atleti, Squadre in preparazione, Persone fuori forma
2Persone che non possono affaticarsi durante l’attività fisica;
Anziani, Persone in fase di riabilitazione, Persone in situazioni estreme
3Persone che si occupano della forma fisica di altre persone;
Allenatori, Personal trainer, Medici
4. E’un indice che determina il massimo livello di sforzo fisico oltre
il quale l’organismo accumula acido lattico e ioni H+ nel sangue
e nei muscoli. Rappresenta il punto massimo in cui si attiva il
meccanismo anaerobico cioè quel punto di separazione fra
esercizio moderato ed intenso. Oltre questo punto la produzione
di CO2, la ventilazione (cioè la respirazione al minuto) ed il livello di
acido lattico prodotto, crescono rapidamente.
Conoscere la propria soglia anaerobica è avere a disposizione
un parametro importante per programmare gli allenamenti.
Rappresenta quindi la soglia minima di intensità in grado di
provocare l’accumulo di lattato. Tanto più è alta tanto maggiore
sarà la velocità a cui l’atleta riuscirà a esercitarsi senza accumulare
acido lattico.
Sotto la soglia anaerobica il meccanismo aerobico o ossidativo
richiede ossigeno per ossidare i substrati energetici che sono
glicogeno/glucosio, acidi grassi. Tramite la glicolisi il glucosio
del sangue e quello nel muscolo vengono trasformati in un altra
molecola, il Piruvato, che va nel mitocondrio e la contrazione del
muscolo continua attraverso la produzione di ATP aerobica.
Al di sopra della soglia anaerobica la produzione di ATP è
compromessa e il piruvato diventa acido lattico, perciò la fatica
insorgerà in tempi molto rapidi. La vera causa, però, del bruciore
dell’affaticamento è l’accumulo di ioni idrogeno H+ nell’ambiente
contrattile del muscolo, mentre il lattato tampona l’acidità nelle
cellule (dovuta proprio agli H+), accettando H+ nella sua struttura.
Pertanto l’accumulo di lattato nelle cellule è in realtà un evento che
diminuisce il bruciore.
Respirazione Anaerobica
5. Joseph Wang e il suo team hanno creato una cella biocarburante
che utilizza un enzima lattato-ossidasi (LOx) nell’anodo per ossidare
il lattato in piruvato. Un catodo, basato su particelle di platino (Pt)
riduce l’ossigeno presente.
Wang e il suo team hanno testato le cellule su soggetti umani,
stampando queste celle biocarburanti come tatuaggi temporanei
applicandoli sul corpo di individui durante l’attivià fisica.
Da questi test è risultato che la potenza prodotta durante l’attività
fisica variava da 5 a 70μW cm-2, a seconda del livello di forma fisica
degli individui.
Wang suggerisce che la cella di biocarburanti potrebbe essere
accoppiata a un dispositivo per accumulare l’energia.
“Si può immaginare un utente in grado di indossare
continuamente il tatuaggio e generare energia, che sarà catturata
nel dispositivo di accumulo anch’esso indossabile. Nel corso
del tempo, l’energia immagazzinata può essere utilizzata per
alimentare altri dispositivi.”
Aspetti Tecnologici
6. Applicazioni
Abbiamo pensato di applicare la tecnologia utilizzata per i tattoo
temporanei a un tessuto con cui realizzare un oggetto indossabile per
l’attività fisica. Combianando questa tecnologia a dei led possiamo
rendere l’utente consapevole della propria soglia anaerobica.
Led bianco alta luminosità
diametro: 3mm
intensità luminosa: 800 mcd
tensione: 3,0 V
tensione inversa: 5,0 V
corrente: 20mA
potenza: 0,06 W
Dimensioni medie canottiera:
98cm girovita - 60cm altezza
98 x 60 = 5880 cm² = 0,58 m²
Quanti led possono accendersi sulla canottiera grazie all’enegia
prodotta dal lattato?
5μW x 5880 cm²= 29400μWcm-2
29400μW= 0,0294W non si accende neanche un led!
Sarebbe necessario 1,2 m² di tessuto per avere abbastanza
potenza.
Il primo led si accende tra i 10μW e gli 11μW
70μW x 5880 cm²= 411600μWcm-2
0,4116 W : 0,06W = 6,8 Led
potenza generata dal corpo
umano: dai 5 ai 70 μW ogni cm²
