Warmte en hardloopprestaties

Warmte en hardloopprestaties

Herplaatst: juni 2021

Het is warm. Dus elk zichzelf respecterend hardloopblad waarschuwt je dat je rekening moet houden met de warmte. ProRun doet dat ook. Dat is terecht. Als je te hard van start gaat, kun je door de warmte bevangen worden en gezondheidsproblemen oplopen. Een zomerse temperatuur is hoe dan ook van invloed op je hardloopprestatie. Het allerbelangrijkste is dat je weet wat wel of niet kan bij warm weer, je daar op aanpast en gezond blijft.

Warmte is zo belangrijk bij sportbeoefening dat de Nederlandse overheid met het oog op de uitgestelde Olympische en Paralympische Spelen in Tokio een groot bedrag beschikbaar stelde voor onderzoek naar de invloed van de warmte op sporters. Heel toepasselijk heet het onderzoeksproject ‘Thermo Tokyo: Beat the Heat’.

De temperatuur ligt in Tokio in augustus (ruim) boven de 30°C en de luchtvochtigheid is hoog. Deze omstandigheden zorgen voor verminderde sportprestaties en potentiële gezondheidsproblemen. Het doel van het onderzoeksproject is het minimaliseren van prestatieverlies en te zorgen dat topsporters op een veilige manier maximaal kunnen presteren in een warm en vochtig Tokio. Om dit te bereiken wordt een persoonlijk hitte-profiel van sporters opgesteld met een persoonlijk plan van aanpak. Wat voor sporters aan inzichten wordt opgedaan kan ook gebruikt worden voor de werkomstandigheden in tal van beroepen en dient daarmee een maatschappelijk belang.

Voor gewone hardlopers is dit niet weggelegd, maar we geven in dit artikel wel een aantal wetenswaardigheden waar je vast iets aan hebt. Voor wie nog meer wil weten, verwijzen we naar ons boek Hardlopen met Power!.

Je lichaam en de omstandigheden

Het is goed om te beseffen dat je menselijke motor maar 25% van de energie gebruikt om hardloopvermogen te leveren. Dat betekent dat 75% van de koolhydraten en vetten die je tijdens het lopen verbrandt, omgezet wordt in warmte dat je lichaam kwijt moet.

Die 25% geldt voor topatleten die door training hun lichaam geleerd hebben efficiënt met energie om te gaan. Gewone hardlopers lopen minder efficiënt, het percentage is lager dan 25%, en moeten daarom meer energie als warmte afvoeren uit hun lichaam.

Als je harder loopt, verbruik je meer energie en produceer je meer warmte. Daarom zie je dat wedstrijdatleten vaak nog in singlet en korte broek lopen terwijl de recreanten het fris vinden en een truitje en lange hardlooplegging aan hebben.

Wind zorgt voor koeling. Dat werkt in de zomer goed, maar merken we in de winter het best aan de gevoelstemperatuur. Harde wind maakt het behoorlijk kouder. Dat komt doordat de wind het isolerende laagje lucht rondom de huid wegblaast.

In de zomer voelt het bij hoge luchtvochtigheid warmer aan. Je lichaam raakt warmte kwijt door te transpireren. Het zweet op je huid verdampt, waardoor je lichaam afkoelt. Bij hoge luchtvochtigheid verdampt het zweet moeilijker, koel je minder af, loopt je lichaamstemperatuur en je hartslag op, en krijg je het zwaar. Tenzij je je aanpast aan de omstandigheden.

Het gaat dus om de temperatuur én de luchtvochtigheid, die zijn samen te vatten in de zogenaamde natte bol temperatuur. Er is een significante relatie tussen de natte bol temperatuur en gerealiseerde hardlooptijden. Het effect van de temperatuur op je tijd is afhankelijk van de afstand. De invloed van de temperatuur op je marathontijd is groter dan op je 5 km-tijd.

Naast de warmte balans en het zweetverlies is nog een andere factor van groot belang. Bij tropische temperaturen en hoge relatieve luchtvochtigheid raak je geen warmte meer kwijt door te zweten. De zogenaamde hitte stress index is hiervoor een maat. Als deze de 1 nadert, kun je de warmte die je produceert nog net aan de omgeving kwijt. Boven de 1 kom je in de problemen. Onder dergelijke condities zouden veel lopers bezwijken en dienen wedstrijden verboden te worden.

Ook onder de hitte stress index 1 kun je in de problemen komen. De voorbeeldfiguur Marathon Man in onze boeken weegt 70 kg en doet 3:30 over de marathon. Zijn netto zweetverlies bedraagt bij een natte bol temperatuur van 30°C dan 1 liter per uur, dus netto 3,5 liter over de hele marathon. Omdat zweet ook van het lichaam druipt en absorbeert in kleding is het bruto zweetverlies twee- tot driemaal meer, 7-10 liter. Om uit de problemen te blijven mag het vochtverlies van iemand niet boven de grenswaarde van 5% van het lichaamsgewicht komen. De lichaamstemperatuurstijging moet bovendien onder de 1,5°C blijven. Om niet in de problemen te komen moet Marathon Man de marathon onder deze omstandigheden dus een flink stuk rustiger lopen.

Betere hardlopers produceren meer warmte. Er is een relatie met het anaeroob drempelvermogen ADV, het vermogen dat je net een uur kunt volhouden. Maar er is ook een relatie met het gewicht. Kleine afgetrainde hardlopers hebben daardoor minder last van de warmte dan grote mannen die eigenlijk een paar kilo zouden moeten afvallen.

Vrouwen zijn doorgaans kleiner en lichter dan mannen, maar hebben in doorsnee toch meer last van de warmte. Dit komt omdat vrouwen van nature een hoger vetpercentage hebben (of misschien lees je liever dat vrouwen relatief minder spiermassa hebben?).

Het speelt ook een rol of je in de volle zon op zwart asfalt loopt of in de schaduw van het bos. Directe zonnestralen en reflectie warmen je huid meer op.

Verder maakt het uit of je geacclimatiseerd bent voor de warmte. Met de marathon van Rotterdam kan het bijvoorbeeld in april nog wel eens plotseling warm aanvoelen bij een temperatuur die we midden in de zomer niet bijzonder hoog vinden. De topmodel horloges van Garmin houden voor de berekening van de VO2 max rekening met de temperatuur (en met de hoogte). Als het meerdere dagen boven de 22°C is, daalt de berekende VO2 max en veranderen de volgens het horloge haalbare tijden op afstanden navenant. We merken hierbij wel op dat Garmin te optimistisch is met deze tijden en je hiervoor beter de tabellen uit het boek Hardlopen met Power! kunt gebruiken.

Temperatuur en Marathon Man

Voorgaande maakt duidelijk dat er nogal wat aspecten aandacht vragen als je met warm weer snelle tempo’s wilt lopen. Elke afstand heeft ook nog eens z’n eigen temperatuur waarbij je optimaal presteert. Grosso modo is die temperatuur lager naar mate de afstand langer is. En naar mate je prestatie-index lager is, ligt de optimale temperatuur hoger of moet je je warmer kleden.

Ingewikkeld. Toch kunnen we je informatie meegeven. We doen dat met Marathon Man als voorbeeld.

In onderstaande tabel zie je wat afhankelijk van de temperatuur en afstand haalbare tijden zijn voor Marathon Man. In de grafiek zie je dat de tijden ook slechter worden als het kouder dan optimaal is. Tnb staat voor natte bol temperatuur.

Met de calculator bij www.HetGeheimvanHardlopen.nl of bij ProRun krijg je een goede indicatie van de invloed van de temperatuur op je prestatie. Dat zou je als richttijd kunnen nemen voor een wedstrijd op een warme dag, waarbij je natuurlijk de andere in dit artikel vermelde aspecten niet vergeet.

Effect temperatuur marathon man

Handige hardloop app

Voor iOS en Android is de app Good To Run een handig hulpmiddel om te bepalen waar je goed aan doet bij de actuele weersomstandigheden. De gratis versie kijkt 24 uur vooruit. De betaalde doet een hele week. Voor de positie waar je bent laat de app allerlei weersgegevens zien, waaronder de natte bol temperatuur (WBGT Wet-Bulb Globe Temperature).

De vlagkleuren die je ziet zijn volgens de definitie van het Amerikaanse leger (USA). Geel staat voor “Matig risico op hyperthermie. Hittegevoelige hardlopers moeten het tempo vertragen.”
Zoals je ziet kan het warmterisico van uur tot uur verschillen. Als je weet wat je kunt, is het mogelijk de criteria voor de vlagkleur (en dus het risico/advies) te personaliseren.

Hardloop app Good To Run

Lees verder...

Wat is een snelle 10 bij warm weer?

Wat is een snelle 10 bij warm weer?

Komende tijd zijn de weersberichten gunstig. Het blijft lekker zomers weer. Het wordt zelfs tropisch. Heerlijk om buiten te zijn en hard te lopen. Mits je natuurlijk rekening houdt met de warmte. Tips and tricks zijn overal te vinden. Daar hebben we het in dit artikel niet over. Wel over wat warmte doet met je prestatie.

Ron heeft het idee om binnenkort weer eens een snelle 10 km te lopen. Als test om te zien hoe hij er voor staat. Virtueel zijn er mogelijkheden, maar je kunt dan net zo goed een bekend rondje in de buurt met die afstand nemen. In de woonplaats van Ron ligt een Strava-segment dat op precies 10 km is uitgemeten. Een mooi vrijwel vlak parcours in de bossen van landgoed Den Treek.

In dit artikel laten we zien hoe eenvoudig je met Stryd PowerCenter kunt bepalen wat een haalbare tijd is en welk vermogen je daarvoor moet aanhouden. Als achtergrondinformatie gaan we verderop in dit artikel nader in op de vraag wat warmte en luchtvochtigheid doen met je lichaam.

Parcours 10 km exact

Haalbare tijd bij 25°C

Anders dan het kopje van deze alinea misschien suggereert, is het geen pleidooi om bij 25°C een snelle tijd neer te willen zetten. Het advies is natuurlijk om een koeler moment van de dag uit te kiezen. Voor een sommetje is het wel illustratief.

Zo’n som kun je maken op basis van de informatie in ons boek Hardlopen met Power!. Het kan ook eenvoudig met de Race Calculator in Stryd PowerCenter.
Je vult dan in onder welke temperatuur en luchtvochtigheid je de afgelopen weken hebt getraind en wat deze omstandigheden zijn tijdens je poging.
Als je de gpx- of fit-file hebt, kun je zelfs deze inlezen, zodat ook de invloed van het hoogteprofiel van het parcours op je tijd wordt meegenomen.

Voor de berekening van vermogen en haalbare tijd maakt de Race Calculator gebruik van je vermogenscurve (Power Duration Curve) en van je Critical Power. De vermogenscurve is opgebouwd met je beste prestaties in de afgelopen 90 dagen. Als het al die tijd al warm was, hoeft de berekening nauwelijks voor temperatuur te corrigeren. Dat is hier niet het geval, zodat in het rekenvoorbeeld gekozen is voor 13°C en 72% luchtvochtigheid in de trainingsperiode.

Voor de poging houden we 25°C en 85% aan. De Race Calculator komt dan op een vermogen uit van 267 Watt en een tijd van 52:27 op de 10 km.
Als de poging bij 13°C zou zijn, hetzelfde als in de trainingsperiode, kan voor de best haalbare tijd met 10 Watt meer gelopen worden, 277 Watt. De tijd wordt dan 50:22.

Door de warmte ben je dus zomaar 2 minuten langzamer.
Je prestatie is niet slechter. Het verschil zit in de omstandigheden. Je kunt tevreden zijn met wat je hebt gelopen. De test is geslaagd!

Hardlopen met warm weer

Formule

De Race Calculator maakt gebruik van een slim algoritme. Dit is een berekeningsformule. Deze houdt rekening met de temperatuur én met de luchtvochtigheid. Het gaat namelijk om de zogenaamde natte bol temperatuur. Als het klam vochtig weer is, raak je moeilijker je warmte kwijt dan bij droge lucht. Dat merk je doordat je meer transpireert.
Je hart moet daarvoor meer bloed rondpompen. Je hartslag gaat omhoog. Je menselijke motor levert als het ware een lager vermogen bij hetzelfde toerental (je hartslag).

Heel kort samengevat is dit het fysiologisch proces dat in je lichaam plaatsvindt.

Als je klein en slank bent, heb je relatief meer huidoppervlak dan dat je groot en dik bent. Een groter huidoppervlak betekent dat je meer oppervlak hebt om je lichaam te koelen. De wereldtop bij de marathon bestaat dus niet voor niets vooral uit kleine hardlopers.

De fysiologie bij warmte

Als we hardlopen produceren we meer warmte dan we verbruiken. Slechts 25% van de energie die onze spieren verbruiken is om hard te lopen. Ruwweg 75% komt vrij als warmte.

Onze lichaamstemperatuur gaat daardoor stijgen en we gaan om de warmte af te voeren transpireren. Bij een lage temperatuur kan er al veel warmte afgevoerd worden door de loopwind, waardoor we minder hoeven te transpireren. We koelen al voldoende af door de lucht die langs ons stroomt tijdens het lopen. Bij een combinatie van een hoge luchttemperatuur en hoge luchtvochtigheid kunnen we onze warmte vrijwel niet meer kwijt. De lichaamstemperatuur loopt dan verder op en je gaat steeds meer transpireren.

De verhoging van de lichaamstemperatuur heeft als belangrijk gevolg dat de bloedvaten in onze huid zich verwijden, waardoor meer bloed naar de huid stroomt en minder bloed beschikbaar is voor andere functies, waaronder onze (been)spieren. Onze cardiovasculaire capaciteit wordt dus in feite lager. Als we lopen met een hartslagmeter merken we dit aan de ‘cardiac drift’, dat wil zeggen dat we bij dezelfde hartslag minder hard lopen of bij dezelfde loopsnelheid een hogere hartslag krijgen.

Het zweetverlies heeft onder meer tot gevolg dat ons bloedvolume daalt en het bloed dikker wordt, waardoor de capaciteit van het hart en ons prestatievermogen nog verder verminderen. Uiteindelijk kan de druk in de aderen zo ver dalen, dat het vullen van de hartkamer in gevaar komt, waardoor de hartslag nog verder omhoog moet gaan. Als de lichaamstemperatuur boven de 39,5°C stijgt, kunnen de verschijnselen van een zonnesteek optreden (flauwvallen, extreme vermoeidheid, verminderd vermogen om te zweten).

Naast dat je veel vocht kwijt raakt door al dat transpireren en gevaar voor uitdroging op de loer ligt, leidt de verhoging van de lichaamstemperatuur ook tot een verlaging van het uithoudingsvermogen en een verhoging van het verbruik aan glycogeen (de koolhydraten in de spieren).

Kortom. het is niet verstandig om bij warm en benauwd weer je grenzen op te zoeken. Maar dat deed je vermoedelijk toch al niet?

Je kunt alles over de invloeden op je prestaties uitgebreid nalezen in ons boek Hardlopen met Power!.

Lees verder...

Hoeveel sneller loop je met de Nike Vaporfly?

Hoeveel sneller loop je met de Nike Vaporfly?

De ontwikkelingen zien er goed uit. We kunnen weer inschrijven voor hardloopevenementen. Dat blijkt ook uit onderstaande interessante vraag van één van onze fans, namelijk Eddie:

“Met veel plezier lees ik jullie artikelen. Heb een aantal artikelen gelezen over de Stryd en de Nike Vaporfly. De Vaporfly is ongeveer 4% meer efficiënt dan een gewone schoen. Ik loop zelf op de Asics Nimbus. Mijn Critical Power is 324. Ik heb ook de Vaporfly en deze wil ik nu voor het eerst gebruiken voor een snelle 10km. Als ik Stryd Race Calculator volg dan kan ik deze loop met een Power van 322 lopen en dan kom ik uit op rond de 41:30.

Mijn vraag is: wat is nu de impact van de Vaporfly op de power die je loopt. Loop je met dezelfde power sneller op de Vaporfly of kan je op een hogere power lopen? Als het de laatste is kan je dan 4% bij je Critical Power optellen?”

We hebben Eddie inmiddels gemeld dat de Critical Power het vermogen van zijn menselijke motor weergeeft en dus NIET hoger wordt als je snellere schoenen draagt. Hij moet zijn snelle 10-km dus gewoon lopen op het vermogen van 322 watt. Maar doordat het energieverbruik met de Vaporfly wel 4% lager is (voornamelijk door de veerwerking), zal hij bij dat vermogen van 322 watt wel ongeveer 3-4% sneller lopen dan de 41:30!

De vraag van Eddie stimuleerde ons om de huidige kennis en literatuur over de invloed van loopschoenen op je tijden nog eens op een rij te zetten. In het vervolg van dit artikel geven we een overzicht van het energieverbruik bij hardlopen (de zogenaamde ECOR, de Energy Cost of Running) en de factoren die dit beïnvloeden, waaronder de recente ontwikkeling van Carbon-schoenen, zoals de Nike Vaporfly. Een lagere ECOR betekent dat je minder energie verbruikt en bij dezelfde inspanning sneller kunt lopen. Aan het eind van het artikel beantwoorden we de vraag uit de titel.

Hoe hoog is het energieverbruik bij hardlopen?

In ons boek Hardlopen met Power! hebben we op basis van de literatuur in hoofdstuk 7 de volgende tabel opgenomen over het specifieke energieverbruik bij hardlopen op een harde ondergrond (ECOR in kJ/kg/km).

Energieverbruik bij hardlopen

Als we bedenken dat diverse auteurs verschillende methoden gebruikt hebben en ook de omstandigheden verschillend zijn geweest, valt het op dat alle waarden dicht bij het gemiddelde liggen. We concludeerden in Hardlopen met Power! dan ook dat het heel reëel is om verder de rekenwaarde van 0,981 kJ/kg/km aan te houden. Deze waarde is inmiddels de universele standaard geworden die ook door Stryd en andere auteurs gebruikt wordt.

Is het energieverbruik voor iedereen hetzelfde?

Het specifieke energieverbruik is niet voor iedereen en onder alle omstandigheden hetzelfde. Zo wordt regelmatig gesteld dat sommige marathonlopers en met name de Kenianen en Ethiopiërs een zuinige loopstijl en een hoge loopefficiency zouden hebben. Onder de factor loopefficiency vallen vele aspecten, waarvan de afzonderlijke invloed niet expliciet bekend is. Dit zijn onder meer:

  1. lengte (klein is beter)
  2. lichaamsbouw (lange benen, smalle kuiten, smalle en soepele heupen zijn beter)
  3. loopstijl:
    • voetlanding (verend, kort grondcontact, niet op hiel)
    • armzwaai (niet voorlangs)
    • paslengte en pasfrequentie (grote passen, hoge frequentie)
    • verticale oscillatie (effect niet onomstreden)

Met de komst van de Stryd is het mogelijk geworden om je individuele energieverbruik eenvoudig te meten door van een training of wedstrijd je specifieke vermogen (watt/kg) te delen door je snelheid (in m/s): het resultaat van de deling is je ECOR in kJ/kg/km. Let er hierbij wel op dat je – ook bij windstil weer- moet corrigeren voor het vermogen dat nodig is om de luchtweerstand te overwinnen. Dit deel is vrijwel verwaarloosbaar bij lage snelheden maar bij de topatleten kan het 7% of meer bedragen.

Wat is de invloed van je schoenen op je specifieke energieverbruik?

Vanouds is het bekend dat lichte schoenen een voordeel betekenen: in Hardlopen met Power! hebben we berekend dat 100 gram gewichtsverlies een voordeel van 0,25-1,00% oplevert. De meeste wedstrijdschoenen zijn daarom al erg licht, orde van 200 gram.
Uit de literatuur was ook al bekend dat schoenen die gebruik maken van een air-bag en thermoplastische polyurethaanfoam (zoals de Adidas BOOST) de ECOR met orde 1% kunnen verlagen doordat de foam visco-elastisch is en een deel van de landingsenergie teruggeeft.
De werking van Carbon-schoenen zoals de Nike Vaporfly is beschreven door Wouter Hoogkamer et al. (Sports Medicine (2018) 48:1009–1019).

Het geheim van deze schoenen is tweeledig:

  1. ze maken gebruik van een carbon-plaat die werkt als een veer
  2. ze maken gebruik van meerdere lagen van visco-elastische polymeren (PEBA) met een dikte van 40 mm.

Hoogkamer heeft in het laboratorium gemeten dat de veerwerking van de Vaporfly in staat was om 7.46 joule energie per stap terug te leveren tegenover 3.38 J voor de Nike Zoom Streak en 3.56 J voor Adidas BOOST2. Als we het verschil van 4 J/stap voor een topatleet met een paslengte van 1,5 m delen door 666 stappen/km en een gewicht van 60 kg, komen we op een verlaging van de ECOR van 0,04 kJ/kg/km. Dit komt precies overeen met het 4% lagere energieverbruik dat Nike claimt.

Overigens levert de hoogte van 40 mm ook nog een voordeel op omdat de lengte van het onderbeen als het ware iets toeneemt hetgeen ook een positief effect heeft op de loopefficiency. Uit diverse onderzoeken is ook gebleken dat de paslengte bij de Vaporfly (mede door de veerwerking en de hoogte) iets toeneemt hetgeen ook positief uitwerkt.

Wat voor effect hebben de nieuwe schoenen op de gelopen tijden?

De nieuwe schoenen hebben overduidelijk geleid tot een lawine aan records. Het meest bekend is natuurlijk de fenomenale race van Eliud Kipchoge met zijn 1:59:40 in de INEOS 1:59 Challenge op 12 oktober 2019 (gelopen op Nike Alphafly schoenen). De volgende dag verbeterde Bridget Koskei (eveneens op Nike Alphafly) de 16 jaar oude wereldbesttijd marathon van Paula Radcliffe tot 2:14:04.

Onderstaande tabel toont dat sinds de introductie van de Carbon-schoenen vrijwel alle wereldrecords op deze schoenen verbeterd zijn (Sports Medicine (2021) 51:371–378).

Male and female world records

In de onderstaande tabellen hebben we op een rij gezet met hoeveel % de wereldrecords verbeterd zijn sinds de introductie van de Carbon-schoenen. We hebben hiervoor de huidige wereldrecords vergeleken met het wereldrecord dat in 2017 stond.

De percentages verbetering lijken nog bescheiden (althans vergeleken met het 4% lagere energieverbruik) maar hierbij dient bedacht te worden dat de omstandigheden niet overal ideaal geweest zullen zijn en het niveau van sommige oude wereldrecords erg hoog was (zoals die van Kennnisa Bekele en Paula Radcliffe, die duidelijk een klasse apart waren in hun tijd). Illustratief voor dit laatste is ook dat Bridget Koskei het wereldrecord van Paula Radcliffe weliswaar maar met 1% verbeterde, maar haar eigen PR met ruim 3%. Hierbij dient opgemerkt te worden dat een 4% lagere ECOR waarde theoretisch overeenkomt met een iets lagere tijdwinst van 3,4% vanwege de invloed van de luchtweerstand.

Recente studies naar tijdwinst door carbon-schoenen

In de afgelopen tijd zijn 4 interessante studies verschenen over de tijdwinst door Carbon-schoenen:

1. Het World Athletics Report
Zij hebben een analyse gemaakt van het verloop van de beste seizoentijden van de top 20 en de top 100 lopers/loopsters op de 10 km, halve marathon en de hele marathon. Zij concluderen dat sinds de introductie van de carbon-schoenen in 2017 de tijden duidelijk sneller geworden zijn (0.6-1.5% bij de mannen en 1.7-2.3% bij de vrouwen)

2. Het Cornell Report
Zij hebben een analyse gemaakt van de resultaten van 22 Noord-Amerikaanse marathons van 2015 tot 2019. Het bijzondere van deze studie is dat ze gebruik gemaakt hebben van duizenden web-foto’s en video-opnames om te bepalen op welke schoenen de individuele deelnemers liepen. Zij komen tot een voordeel voor de carbon-schoenen van 1.4-2.8% voor mannen en 0.6-2.2% voor vrouwen.

3. Het New York Times Report
Dit is veruit de meest uitgebreide studie. Zij hebben de resultaten bekeken van 577.000 marathons en 496.000 halve marathons in tientallen landen van April 2014 tot December 2019. Zij hebben het effect van de schoenen op 4 manieren onderzocht: met statistische modellen, door te kijken naar groepen lopers die dezelfde race liepen, door te kijken naar lopers die van schoenen gewisseld waren en door te kijken naar de kans om een PR te lopen in een bepaald type schoenen. Hieronder staan de resultaten van de lopers die van schoenen gewisseld waren: een indrukwekkend voordeel van de Vaporfly van zelfs meer dan 4%!

NYT schoenen

4. Het onderzoek van Hechmann
Dit is een bijzondere eend in de bijt: een solo-onderzoek van een gedreven Deense onderzoeker waar we al eerder over geschreven hebben. Hechmann is gefascineerd door ons boek The Secret of Running en heeft zichzelf gebruikt als proefkonijn. Hij heeft tien paar verschillende schoenen in verschillende gewichtsklassen gebruikt. Hij gebruikte een Stryd en een zuurstofopname apparaat (Cosmed K5). Op een loopband mat hij het specifieke energieverbruik volgens de Stryd (ECOR in kJ/kg/km) en het specifieke zuurstofverbruik (RE in ml O2/kg/km) gemeten door de Cosmed.

De schoenen zijn ook op de weg getest. Hij vond op de loopband dat afhankelijk van de schoen het zuurstofverbruik verschilde als hetzelfde wattage werd gelopen. Op de weg stelde Hechmann vast dat hij met de Nike Vaporfly (gewicht 200 gram) 8 tot 10 seconden per kilometer sneller was dan bijvoorbeeld met de New Balance More (gewicht 300 gram). Zijn paslengte bij gebruik van de Vaporfly bleek groter dan normaal.

In de volgende opsomming en afbeelding heeft Hechmann zijn onderzoeksresultaten voor de verschillende door hem geteste schoenen (maat US 9½) samengevat.

  • 0 % Saucony Munchen (270 gram) en New Balance 1080 (280 gram)
  • 1% New Balance More (300 gram)
  • 2% New Balance Rebel, (200 gram), New Balance 1400 (200 gram) en Altra Duo (240 gram)
  • 3% Newton afstand (240 gram) en Adidas Adizero Takum Zen (180 gram)
  • 4% Nike Vaporfly (200 gram)
  • 6% Nike Vaporfly Next % (200 gram)

Het onderzoek van Hechmann

Conclusies en vervolg

  1. De Carbon-schoenen hebben onmiskenbaar een groot positief effect op het energieverbruik. De ECOR van Nike Vaporfly is orde 4% lager dan de standaard waarde van 0,98 kJ/kg/km.
  2. De tijdwinst van Carbon-schoenen is inmiddels ook bewezen in diverse onderzoeken (en de praktijk). Door de invloed van de luchtweerstand is de tijdwinst iets minder dan 4% (voor toplopers 3,4%)
  3. De effecten zijn niet voor iedereen hetzelfde en hangen onder meer af van loopstijl. Zonder zweeffase in je pas heb je niet zoveel aan een responsieve schoen.
  4. De effecten zijn afhankelijk van het type en fabricaat van de schoen. Verwacht mag worden dat alle fabrikanten actief zullen worden/blijven in deze technologische wapenwedloop. Dit betekent dat het energieverbruik en de tijdwinst van ieder schoentype afzonderlijk bepaald zal moeten worden (t.o.v. de traditionele schoenen of t.o.v. de nieuwe Vaporfly standaard).

De vraag van Eddie bracht ons op een idee voor een praktische methode om het effect van schoenen te gaan bepalen, namelijk door de gelopen tijd in een wedstrijd te vergelijken met de tijd van de Stryd Race Predictor (die zijn voorspelling baseert op het vermogen van je menselijke motor tijdens de trainingen op trainingsschoenen). Het lagere energieverbruik van de wedstrijdschoenen zou tot uiting moeten komen in een snellere tijd.

Uiteraard spelen ook de omstandigheden een rol, maar bij voldoende data, zoals in Stryd Power Center, zal dit toch tot goede resultaten kunnen leiden. Wij zullen Stryd voorstellen om een dergelijke optie te gaan ontwikkelen.

Je kunt alles over hardlopen op vermogen en het effect van alle factoren op je prestaties uitgebreid nalezen in ons boek Hardlopen met Power!.

Lees verder...

Vul je 10 km-PR in en kijk wat je kunt lopen op de (halve) marathon

Vul je 10 km-PR in en kijk wat je kunt lopen op de (halve) marathon

Wil jij weten wat voor tijd je kunt lopen op een 10 km, halve marathon of hele marathon?

Vul hieronder je tijd in op de afstand waar je recent een PR op liep en de calculator berekend welke tijd je kunt lopen op een andere afstand.

Klopt het bij jou?

Of is er een afstand waar je nog een dik PR kunt lopen?

[calculator type=”afstand”]

Zijn er afstanden waar je beduidend langzamer op liep, dan de calculator aangeeft? Dan kun je vermoedelijk nog harder lopen op die afstand. Maar ook wind, heuvels, ondergrond, temperatuur en tal van andere zaken hebben uiteraard invloed op de tijd die je werkelijk gelopen hebt.

Hoeveel dit was kun je eenvoudig berekenen met onze uitgebreide calculator op ProRun.

https://www.prorun.nl/calculator/het-geheim-van-hardlopen/

Lees verder...

500 km in 78 uur: kan het Pieterpad nog sneller?

500 km in 78 uur: kan het Pieterpad nog sneller?

Twee weken geleden meldden de media dat Addie van der Vleuten uit het Brabantse Best het Pieterpad in 78 uur en 10 minuten heeft gelopen. Daarmee is hij de snelste ooit!

Het Pieterpad is de bekendste lange afstand wandelroute van Nederland. Het pad voert van Pieterburen aan de Noord-Groningse Waddenkust naar de Sint-Pietersberg in Zuid-Limburg. Een afstand van bijna 500 km.

Met de tocht haalde hij geld op voor een goed doel. Zijn vader overleed in 2019 aan leukemie en als eerbetoon aan hem zamelde hij geld in voor KWF Kankerbestrijding. Vrijdagmiddag 14 mei 2021 vertrok hij uit Pieterburen en maandagavond kwam hij aan bij de Sint-Pietersberg in Zuid-Limburg. “Het was heel mooi en zwaar. Ik heb bijna continu doorgelopen en in de nacht heb ik veel regen gehad. Dan liep ik met regenbroek, regenjas en handschoenen. Dat was wel afzien.” Onderweg reed een camper mee waarin Addie kon slapen, douchen en zich kon omkleden. Op sommige stukken liepen ook andere ultralopers mee.

Naar aanleiding van deze indrukwekkende prestatie kregen we een mail van een andere ultraloper, Alex Olieman uit Gouda. Alex schreef ons dit:

“Eerder heb ik met veel plezier formules uit Het Geheim van Hardlopen toegepast. Afgelopen week is de snelst gelopen tijd van het Pieterpad enorm aangescherpt en ik hoop dat jullie mij kunnen helpen om tóch nog weer sneller te gaan en daar heb ik twee vragen over:

  1. Is het mogelijk een berekening te maken van de maximaal haalbare snelheid in relatie tot rust-lopen-koolhydraatinname? Mijn plan is om steeds elk uur 55 min te hardlopen en 5 min te rusten én van 1:15u-3:45u te slapen.
  2. Hoe kan Stryd mij helpen om het Pieterpad zo snel mogelijk te lopen?”

Alex Olieman blijkt een enthousiaste en getalenteerde ultraloper. Alex liep de 120 km van de officieuze NK ultratrail editie tijdens de Indian Summer Trail in 2019 in 11 uur 17 minuten. De 157 km van de UltraPad Nederland (UPNL) van 1 mei 2021 ging in 15 uur 24 minuten.

In dit artikel beantwoorden we de vragen van Alex.

De energiebalans van ultralopen

Eerder schreven we al een artikel over ultralopen naar aanleiding van de fenomenale prestatie van de Amerikaan Jim Walmsley, die op 23 januari 2020 in Arizona de 100 km liep in een tijd van 6 uur 9 minuten en 25 seconden. We vatten dat hieronder kort samen en gaan aansluitend in op de energiebalans van het Pieterpad.

Zelf liepen wij nooit verder dan een marathon. En vroegen ons af hoe het mogelijk is om 6 uur lang te lopen met een snelheid van 16 km/h? Hoe zit het met de brandstofvoorraad (met name de koolhydraten/glycogeen) in zijn spieren? Voor ons gewone mensen zijn de spieren al leeg na zo’n 30 km en ben je blij het einde van de marathon te halen.

Het geheim van de marathon en de ultraloop: de optimale brandstofmix

In onze boeken en ook in meerdere artikelen bij ProRun hebben we eerder aan de hand van de biochemie laten zien dat de maximale energieproductie in de spieren van een afgetrainde topatleet (vetpercentage slechts enkele procenten) uit de aerobe omzetting van glycogeen 7,76 watt/kg bedraagt.

De energieproductie uit de aerobe omzetting van vetzuren is veel lager, namelijk slechts 2,36 watt/kg. Dit verschil is, zoals bekend, de reden voor de man met de hamer: als de voorraad aan glycogeen op is, moeten je spieren overschakelen op vetzuren en dat levert veel minder energie/vermogen op. Je gaat daardoor langzamer lopen.

In een ander artikel hebben we al eens laten zien dat je eenvoudig kunt uitrekenen hoe hard je kunt lopen met een bepaald vermogen. De formule is v = P/1,04.
Hierbij is v de snelheid in m/s en P het vermogen in watt/kg. In de onderstaande tabel berekenen we als voorbeeld de maximaal haalbare snelheid als onze spieren voor 100% gebruik zouden maken van glycogeen of van vetzuren.

Tabel maximaal haalbare snelheid

Bovenstaand staatje toont duidelijk aan dat de snelheid enorm daalt als de spieren omschakelen van glycogeen naar vetzuren!

In werkelijkheid gebruiken je spieren nooit of 100% glycogeen of 100% vetzuren, maar een mix van beide. Als je rustig loopt, is het percentage aan vetzuren hoog en dat aan glycogeen laag. Als je sneller gaat lopen is je lichaam gedwongen om een hoger percentage aan glycogeen te gebruiken, anders haal je het noodzakelijke vermogen niet om snel te lopen. Vermogen is per slot van rekening gedefinieerd als hoeveelheid energie per seconde.

We hebben eerder al een analyse gemaakt van de bestaande wereldrecords tussen de 5 km en de 100 km. Voor iedere afstand weten we het totale vermogen dat de wereldrecordhouders nodig hadden om hun tijden te lopen. Vervolgens hebben we uitgerekend bij welke brandstofmix (percentage glycogeen en percentage vetzuren) deze vermogens/snelheden mogelijk zijn. Het resultaat staat in de onderstaande tabel.

Tabel Brandstofmix bij WR's

We zien weer een eenduidig en logisch verloop: hoe langer de afstand, hoe lager het percentage glycogeen en hoe hoger het percentage vetzuren.

We hebben ook een balans gemaakt van het verbruik aan koolhydraten/glycogeen tijdens de wereldrecords van de marathon en de 100 km. In de onderstaande tabel berekenen we eerst het vermogen dat geleverd is uit glycogeen en daaruit het verbruik aan koolhydraten in kcal.

Bij de marathon heeft Kipchoge dus zo’n 1892 kcal aan glycogeen verbruikt. Om dit te kunnen leveren, heeft hij onderweg natuurlijk ook maximaal sportdrank tot zich genomen. De maximale opname van koolhydraten via het maag-darmkanaal tijdens de marathon wordt in de literatuur vaak op 40 gram/uur gesteld. Tijdens 2 uur levert dit dus een bijdrage van 2*40*4 (kcal/g) = 320 kcal.
Dit betekent dat de glycogeenvoorraad in het lichaam van Kipchoge aan de startstreep dus minimaal 1892-320 = 1572 kcal had moeten zijn. Deze waarde komt goed overeen met literatuurgegevens over de glycogeenvoorraad in sporters.

Voor de 100 km van Jim Walmsley, hebben we dezelfde berekeningen gemaakt, waarbij we nu de minimaal beschikbare voorraad bij de startstreep gelijk gesteld hebben aan de waarde van 1572 kcal. Vervolgens hebben we teruggerekend hoeveel inname van koolhydraten dan nodig geweest was om het verbruik te kunnen leveren. Het resultaat is een inname aan sportdrank/gels van 1059 kcal ofwel 44 gram per uur. Deze waarde is dus iets hoger dan het algemeen gehanteerde maximum van 40 gram per uur.

Tabel koolhydraten balans tijdens marathon en 100 km

En nu de energiebalans en de maximaal haalbare prestatie op het Pieterpad

Om de vragen van Alex te beantwoorden hebben we allereerst een energiebalans opgesteld voor het Pieterpad, zie de onderstaande tabel. Met de vuistregel van een energieverbruik van 1 kcal/kg/km, komen we op een totaal energieverbruik voor het Pieterpad van 30.000 kcal (voor een afgetrainde loper van 60 kg). Verreweg het grootste deel van dit energieverbruik zal geleverd moeten worden door de vetverbranding omdat de voorraad aan koolhydraten (KH) in de spieren en de inname tijdens het lopen beperkt zijn.

De voorraad hebben we ook hier op 1572 kcal gesteld en de maximale inname gedurende de loop op 5000 kcal. De eerste conclusies zijn dus dat de spieren voor 78% gebruik zullen moeten maken van vetzuren en dat de voorraad aan vetzuren tijdens de loop met 2,6 kg afneemt.

Energiebalans Pieterpad

Vervolgens hebben we berekend wat de maximaal haalbare snelheid is met een brandstofmix van 78% vetzuren en 22% koolhydraten. Het antwoord is 0,78*8,17+0,22*26,86 = 12,26 km/h, zoals weergegeven in de onderstaande tabel.

Deze snelheid geeft ons meteen de mogelijkheid om de vraag van Alex over het benodigde Stryd vermogen te geven, want dat bedraagt 12,26/3,6*1,04 = 3,54 watt/kg. Alex weegt 67 kg, dus hij moet proberen tijdens het lopen steeds een vermogen van 237 watt aan te houden.

Om te berekenen wat voor tijd theoretisch haalbaar is voor het Pieterpad moeten we inschatten hoeveel tijd onze loper onderweg zal rusten en slapen. We gebruiken hiervoor het voorbeeld van Alex, die per uur 5 minuten wil rusten en per dag 2,5 uur wil slapen. We komen daarmee op een verdeling van 18% rusten en 82% lopen. De theoretisch best haalbare prestatie op het Pieterpad wordt daarmee 500/12,26/0,82 = 49,72 uur

Alex heeft laten zien dat hij in ultra’s over 120 km en 157 km ongeveer 10 km/h loopt. Als hem dat bij de hoeveel rust die hij in gedachten heeft op het Pieterpad ook lukt, komt Alex op zo’n 62,5 uur uit. Dat is een stuk sneller dan de 78 uur en 10 minuten van Addie van der Vleuten.

Conclusies

Theoretisch is het dus op basis van de energiebalans mogelijk om het Pieterpad in afgerond 50 uur te lopen. Als we eerdere prestaties van Alex Olieman mogen extrapoleren naar de 500 km van het Pieterpad lijkt de recordpoging van Alex niet kansloos.

Wij zijn heel benieuwd.

Uiteraard zijn dit theoretische berekeningen: Hans en Ron moeten er niet aan denken om zelf te gaan proberen dit waar te maken…. 😀. Wij zijn al volledig uitgewoond na de marathon en zijn beslist niet in staan om honderden kilometers door te lopen met minimale rust en minimale slaap. We hebben dan ook groot respect voor ultralopers die in weer en wind dagen achter elkaar doorlopen, met wat voor snelheid dan ook!

Je kunt alles over hardlopen op vermogen en het effect van alle factoren op je prestaties uitgebreid nalezen in ons boek Hardlopen met Power!.

Lees verder...