Le macchine da palestra

Le macchine da palestra si dividono in alcune principali categorie:

ATTREZZI CHE SUPPORTANO L’USO DI PESI LIBERI

Non sono annoverate tra le macchine da palestra, perché svolgono una mera funzione di supporto/appoggio durante l’uso di pesi liberi, ossia bilancieri e manubri.

MACCHINE A CAVO SENZA CAMMES E DEMOLTIPLICATORI

Tramite delle pulegge solidali al telaio, variano la direzione del vettore della forza esercitata. Non vi è nessuna variabilità tra carico applicato e carico sopportato. La corsa alla mano corrisponde alla corsa del carico.

MACCHINE A CAVO SENZA CAMMES, MA CON DEMOLTIPLICATORI

Le pulegge solidali al telaio, invertono la direzione del vettore della forza esercitata, senza variare il carico sopportato rispetto a quello applicato. I demoltiplicatori sono pulegge solidali al peso e consentono una diminuzione del carico sopportato rispetto al carico applicato. Ogni demoltiplicatore solidale al carico applicato, dimezza l’entità del carico sopportato, ma ne raddoppia la corsa. La corsa alla mano corrisponde al doppio della corsa del carico. Con più demoltiplicatori, il carico si riduce ulteriormente, dimezzandosi per ogni moltiplicatore aggiunto. Quindi con 2 demoltiplicatori, la corsa alla mano corrisponde a 4 volte quella del carico.

MACCHINE A CAVO SENZA CAMMES, CON MOLTIPLICATORI

I moltiplicatori, sono pulegge solidali alla leva (punto di applicazione della forza). Il carico raddoppia per ogni moltiplicatore aggiunto. La corsa del carico di dimezza per ogni moltiplicatore. Questi schemi si applicano su macchine con leve di potenza molto lunghe, dove sono necessari carichi elevati (Squat machine, Leg press, Hack squat), per evitare pacchi peso di dimensioni eccessive.

QUANDO SI UTILIZZANO I DEMOLTIPLICATORI

Si utilizzano per aumentare la corsa alla mano laddove siano necessari ampi movimenti e grandi escursioni del cavo (esempio Ercoline) e per contenere l’inerzia del pacco pesi. A causa della forza d’inerzia, quando il movimento della mano si arresta il pacco pesi continua a salire detendendo il cavo. Quando il peso torna a scendere tensiona bruscamente il cavo generando un contraccolpo. Più alta è la velocità acquisita dal peso, maggiori saranno l’accelerazione e quindi l’inerzia e di conseguenza maggiore sarà il contraccolpo. Per questo motivo gli schemi con i demoltiplicatori (dove la velocità del peso e’ ridotta) si utilizzano per la riabilitazione, dove eventuali fenomeni inerziali possono risultare pericolosi.

QUANDO SI UTILIZZANO I MOLTIPLICATORI

Si utilizzano per contenere le dimensioni del pacco pesi, dove si renda necessario l’impiego di carichi elevati.

FUNZIONAMENTO DI UNA CAMMA, O ECCENTRICO

La camma permette di variare il braccio di leva della resistenza, variando quindi il carico sopportato durante l’arco di movimento della macchina. In questo caso, si permette l’effettuazione isotonica di un esercizio altrimenti eterotonico (ossia naturale). L’isotonia la si può realizzare anche con macchine senza cammes, ovvero tramite la continua variazione del momento di potenza e del momento di resistenza, durante tutto il R.O.M. dell’esercizio. Alcune macchine con caricamento a dischi (Plate loaded), possono essere progettate in maniera da rendere l’esercizio isotonico.

MACCHINE A LEVERAGGI SOLIDALI E INDIPENDENTI

Indipendentemente dal tipo di macchina (a cammes, a leve interfulcrali, Plate loaded), le macchine possono presentare: leveraggi solidali o indipendenti tra loro. Le macchine a leveraggi indipendenti, comportano la necessità di equiparare lo sforzo effettuato dai due arti superiori o inferiori e risultano quindi particolarmente utili per aumentare: controllo propriocettivo, correggere eventuali asimmetrie della forza e del trofismo muscolare.

LE MACCHINE ISOCINETICHE

Le macchine isocinetiche utilizzano un meccanismo di tipo elettrico o idraulico, in grado di aumentare o diminuire la resistenza a seconda dello sforzo applicato dall’utente in ogni punto del range of motion (ROM) in modo da mantenere la velocità costante senza accelerazioni e quindi senza fenomeni inerziali. Lo sforzo applicato risulta sempre massimo in ogni punto del ROM.

LE MACCHINE IDRAULICHE

Il carico è generato da un cilindro idraulico all’interno del quale l’olio trafila attraverso un foro presente nel pistone. Il carico è dipendente dalla velocità di esecuzione del movimento: ad una velocità maggiore corrisponde un carico maggiore. Il cilindro esercita solo funzione di freno, per cui l’esercizio si effettua solo in modalità concentrica (non è presente il motore-peso).

DIFFERENZE NELL’USO DELLE MACCHINE DA PALESTRA

Le macchine da palestra consentono allenamenti agevoli per tutte le fasce di utenza. Gli operatori devono tener comunque conto delle diverse preferenze:

– I soggetti di sesso femminile e quelli meno giovani prediligono le macchine a pacco pesi, che permettono di effettuare l’esercizio tramite una semplice selezione del carico da usare.

– I soggetti più giovani preferiscono le macchine Plate Loaded, che offrono una percezione più diretta del carico applicato ed una maggiore gratificazione (percezione visiva dei dischi peso), a fronte di una minore comodità di uso. 

Macchine che consentono movimenti mono-articolari non sono adatte all’effettuazione di allenamenti di pura forza. Macchine che consentono movimenti pluri-articolari consentono invece allenamenti finalizzati all’incremento della forza dei soggetti (anche lavori esplosivi); l’allenamento effettuato con esse presenta quindi un maggiore transfert in ambito sportivo.

MACCHINE PER GLI ARTI INFERIORI

Le macchine deputate all’allenamento degli arti inferiori si dividono in:

MACCHINE MONOARTICOLARI (coinvolgono nell’esercizio una sola articolazione):

GLUTEUS: La gluteus machine viene usata per allenare selettivamente il muscolo grande gluteo, alternando l’esercizio dei due arti inferiori.

LEG EXTENSION: La leg extension esercita i tre capi monoarticolari del quadricipite: vasto laterale, vasto intermedio e vasto interno. Il retto femorale, biarticolare, non viene attivato poiché la sua estremità prossimale resta detesa. La macchina può presentare leve dipendenti o indipendenti. Nella leg extension i muscoli della loggia posteriore della coscia non cooperano all’estensione della gamba, non effettuando così alcuna funzione stabilizzatrice sull’articolazione del ginocchio: l’azione del tendine quadricipitale estende la gamba stessa ma ingenera al contempo una forza di taglio, che tende a dislocare in avanti la tibia rispetto al femore. In soggetti con lesione parziale o totale di LCA, con lesioni meniscali o che comunque presentino instabilità del ginocchio, l’uso della leg extension è quindi altamente sconsigliato.

LEG CURL: La leg curl esercita i muscoli ischiocrurali. Esistono quattro tipi di leg curl:

– SITTING

– PRONE

– STANDING

– KNEELING

A seconda della posizione assunta sulla macchina, e quindi del grado di flessione dell’anca, le componenti bi-articolari dei muscoli della loggia posteriore vengono più o meno pre-tensionate.

ADDUCTOR: La leg adductor esercita i muscoli della loggia interna della coscia: grande, medio (o lungo) e piccolo (o breve) adduttore. Il gracile, adduttore della coscia e flessore della gamba, viene interessato maggiormente se l’esercizio viene effettuato ad articolazione femoro-tibiale-rotulea estesa.

ABDUCTOR: La leg abductor esercita i muscoli della loggia esterna della coscia: medio e piccolo gluteo.

CALF: Le calf machine esercitano i muscoli della gamba che effettuano la plantar-flessione del piede e si presentano in tre configurazioni:

– Le SITTING CALF prevedono la posizione a ginocchio flesso ed esercitano il soleo, poiché in tale posizione i due capi del gastrocnemio, muscolo biarticolare, sono detesi;

– Le STANDING CALF prevedono la posizione a ginocchio esteso ed esercitano quindi l’intero tricipite surale.

– Alcune ditte producono ora i DONKEY CALF, macchine che permettono di esercitare l’intero tricipite surale senza tuttavia sovraccaricare il rachide, inconveniente inevitabile con gli standing calf.

MACCHINE POLIARTICOLARI (coinvolgono nell’esercizio più articolazioni):

LEG PRESS: La pressa è la macchina poliarticolare più usata per esercitare gli arti inferiori; essa viene costruita in tre configurazioni:

– INCLINATA A PEDANA MOBILE: Tutte le presse inclinate prevedono il movimento della pedana, mentre la seduta rimane fissa. La pressa inclinata a pedana mobile può essere a scorrimento lineare (pressa a carrello), oppure a movimento basculante con quadrilatero articolato. Se il carico è applicato con dischi direttamente alla slitta, il carico sopportato varia rispetto ad esso in funzione dell’angolo di scorrimento della slitta stessa, e corrisponde al carico applicato moltiplicato per il seno di tale angolo. Se invece il carico viene effettuato tramite un pacco pesi, il carico sopportato corrisponde al carico applicato, e non varia in funzione dell’angolo di scorrimento della slitta (attenzione alla presenza di eventuali moltiplicatori!) •Nelle presse a pacco pesi possono essere presenti delle cammes, al fine di rendere isotonico l’esercizio.

– ORIZZONTALE A PEDANA FISSA O MOBILE: Le presse orizzontali possono essere sia a carrello che basculanti: nel primo caso è di sovente il sedile a muoversi, mentre la pedana rimane fissa; presentano sempre delle cammes. Nel secondo caso è spesso la pedana a muoversi, mentre il sedile rimane fisso; l’isotonia viene ottenuta variando i bracci di leva della potenza e della resistenza durante il ROM. Le presse orizzontali basculanti possono presentare anche la pedana sdoppiata, e sono particolarmente indicate in riabilitazione

HACK SQUAT: Gli hack squat sono macchine a scorrimento lineare che simulano il movimento dello squat, riproducendolo solo in parte perché in questo caso il tronco scorre sullo stesso asse durante tutto l’arco del movimento. Se il carico è applicato con dischi-peso direttamente alla slitta, il carico sopportato varia in funzione dell’angolo di scorrimento della slitta stessa, e corrisponde al carico applicato moltiplicato per il seno di tale angolo. Se invece il carico avviene tramite un pacco pesi, il carico sopportato corrisponde al carico applicato, e non varia in funzione dell’angolo di scorrimento della slitta (attenzione alla presenza di eventuali moltiplicatori!).

SQUAT MACHINE: Le squat machine rappresentano l’evoluzione degli hack squat: la traiettoria effettuata dalla macchina, non più rettilinea ma basculante, consente un minor carico articolare. Le SQUAT MACHINE si suddividono in MACCHINE A FULCRO FISSO e MACCHINE A QUADRILATERO. Nelle Squat machine a quadrilatero il doppio braccio mantiene quasi costante l’inclinazione dello schienale tra inizio e fine ROM, impedendo di perdere l’appoggio lombare e favorendo così il mantenimento delle curvature fisiologiche del rachide. Nelle Squat machine a singolo fulcro l’inclinazione dello schienale varia dall’inizio alla fine del ROM, generando la perdita delle curvature fisiologiche del rachide in posizione di massima flessione.

Per comprendere la differenza tra le varie macchine per gli arti inferiori è utile riferirsi ad alcuni schemi di base. Nello squat con bilanciere, la forza-peso rimane sempre centrata sul piede: i bracci di leva La (leva anca) e Lg (leva ginocchio), sono quelli attraverso i quali il peso genera coppia sulle articolazioni. In casi di poca mobilità di anca e caviglia, avviene una compensazione da parte del rachide, che si flette per mantenere il carico in linea sul piede e garantire l’equilibrio delle forze. I muscoli di anca e ginocchio devono esercitare rispettivamente coppie contrarie e superiori ad esse per rendere possibile il sollevamento del peso. Più la forza-peso si allontana dall’articolazione e più alta risulta la coppia che essa ingenera sull’articolazione stessa.

Lo squat stile Powerlifting sfrutta molto l’anca con grande coinvolgimenti di hamstring e glutei. Il front squat e l’overhead squat sfruttano molto il ginocchio con grande coinvolgimento del quadricipite. L’overhead squat è un ottimo test per valutare la completa mobilità e stabilità necessaria per eseguire in sicurezza tutti i tipi di squat.

Nel caso di uno squat eseguito al multipower, con schiena dritta e in modo scorretto, il carico è allineato all’anca per cui i muscoli di questa articolazione si trovano con braccio di leva nullo e tutto lo sforzo è a carico del ginocchio. Si noti che essendo il peso spostato rispetto alla verticale al piede, nasce una coppia ribaltante che viene equilibrata dalla struttura della macchina e dal pavimento. Nasce quindi una forza trasversale. Se il pavimento fosse di ghiaccio non sarebbe possibile eseguire l’esercizio poiché l’assenza di attrito al piede ne causerebbe lo scivolamento.

Nell Hack squat il carico è applicato sulle spalle per cui, la coppia risulta molto più grande al ginocchio. Si genera inoltre una forza trasversale per compensare la coppia ribaltante P x b. Per comprendere il concetto si immagini di eseguire un hack squat su una pedana di ghiaccio con attrito nullo: il piede scivolerebbe in avanti poiché la forza trasversale non sarebbe sostenuta a causa dell’assenza dell’attrito.

Nella Leg press orizzontale la situazione è più simile allo squat con bilanciere. Il carico applicato sulla schiena tramite lo schienale della macchina è a metà tra anca e ginocchio, per cui lo sforzo viene distribuito tra le due articolazioni.

Nella Leg press lineare a 45° il carico è più allineato al ginocchio, per cui risulta un maggior coinvolgimento dei muscoli dell’anca. Nella leg press a quadrilatero la situazione è molto simile a quella della leg press a 45°, poiché il carico è molto più allineato al ginocchio.

MACCHINE PER IL TRONCO E GLI ARTI SUPERIORI

PECTORAL MACHINE O BUTTERFLY

La pectoral machine è una macchina monoarticolare: essa esercita i muscoli pettorali con un movimento adduttorio, coinvolgendo solo l’articolazione scapolo-omerale.

CHEST PRESS

La chest press è una macchina poliarticolare: essa esercita i muscoli pettorali con un movimento di spinta, coinvolgendo altri gruppi muscolari, in primis gli estensori degli arti superiori.

LAT MACHINE, PULLDOWN, SBARRA FACILITATA

Queste macchine poliarticolari permettono di effettuare delle trazioni del carico in cui il vettore di sforzo ha direzione essenzialmente verticale, in due modalità: avvicinando la sbarra al corpo o avvicinando il corpo alla sbarra. Esse coinvolgono principalmente i muscoli gran dorsale, grande e piccolo pettorale, grande e piccolo rotondo, romboide, flessori dell’avambraccio.

ROW MACHINE

Anche i row machine, poliarticolari, sono deputati all’allenamento dei muscoli del dorso, ma con diversa modalità: esse consentono infatti di esercitare una trazione con un vettore di sforzo essenzialmente ortogonale al tronco. Tale angolo di incidenza può variare entro un ristretto range di gradi. I muscoli principalmente coinvolti sono qui trapezio, deltoide posteriore, piccolo e grande rotondo, romboide, gran dorsale, flessori dell’avambraccio. I row possono presentare leve dipendenti o indipendenti.

PULLEY

I pulley sono macchine poliarticolari che consentono un’azione simile a quella delle row machine. A differenza di queste ultime, però, i pulley non prevedono l’appoggio toracico all’attrezzo; pertanto, in aggiunta a tutti i muscoli già esercitati dalle row machine, essi coinvolgono in maniera significativa anche i muscoli erettori della bassa schiena. Per tale motivo, l’utilizzo di queste macchine è assolutamente controindicato per i soggetti che presentano problematiche rachidee.

SHOULDER PRESS

Gli shoulder press, macchine poliarticolari, consentono di effettuare le distensioni degli arti superiori in alto. I muscoli principalmente coinvolti sono qui deltoide, fasci superiori del trapezio, gran dentato, elevatore della scapola, romboide, tricipite. Gli shoulder possono presentare leve dipendenti o indipendenti.

BICEPS MACHINE

Le biceps machine esercitano principalmente i muscoli flessori dell’avambraccio: bicipite brachiale, brachiale e brachioradiale. La posizione del polso determina la maggiore o minore attivazione dei flessori del carpo. Come molte altre, anche queste macchine possono presentare leve dipendenti o indipendenti.

TRICEPS MACHINE

Le triceps machine sono prodotte in varie configurazioni, e si distinguono essenzialmente in:

– Triceps machine monoarticolari, che esercitano essenzialmente i vasti mediale e laterale del tricipite brachiale

–  Triceps machine poliarticolari, che esercitano i tre capi del tricipite brachiale e coinvolgono altri gruppi muscolari.