Hardloopvermogensmeters 7: De Asselronde

In het vorige artikel in deze nieuwe reeks over hardloopvermogensmeters hebben we laten zien hoe de luchtweerstand het verschil kan maken bij hardloopprestaties. 

Naast de luchtweerstand (en de loopweerstand) zit in de hardloopformule ook de klimweerstand. Het lichaamsgewicht is recht evenredig opgenomen in de formule voor de klimweerstand. Dit bevestigt dat lichte mensen gemakkelijker naar boven lopen. Dat heeft iedereen vast al eens ervaren. Voor een heuvelachtig parcours loont het dus vooraf wat af te vallen en overtollige kilo’s kwijt te raken. En voor zover een helling nog hardlopend te doen is, zit de helling ook lineair in de formule. Een helling van 3% vraagt dus twee keer zoveel van het vermogen van je menselijke motor als een helling van 1,5%.

De Asselronde van de Midwintermarathon
In Apeldoorn vindt als onderdeel van de Midwintermarathon jaarlijks een tegenwoordig gecertificeerde 25 km wedstrijd plaats. Terecht stelt de organisatie dat parcours van deze Asselronde bekend staat als een van de mooiste van Nederland. Deelnemers lopen door de prachtige bosrijke omgeving van Apeldoorn en Hoog Soeren en over de prachtige heidevelden van Assel. De start en finish is op de enkele meters boven NAP gelegen ‘koninklijke’ Loolaan. In het parcours stijgt en daalt met kilometers lange hellingen en passeert een van de hoogste punten van de Veluwe: de Torenberg (107 m). Een mooi praktijkvoorbeeld om eens nader op de klimweerstand in te zoomen.

In de voorbereiding keek Ron natuurlijk even naar de tijden die hij al eens gelopen heeft. De snelste tijd had Ron in 2015. Hij liep de Asselronde toen gemiddeld in een tempo van 4:36/km. Dat jaar had hij het afgetrainde marathongewicht van 78,5 kg. In 2017 was het tempo gemiddeld 4:44/km. Ron was in 2017 dus 3% langzamer dan in 2015 en met 81 kg even zoveel zwaarder. Dit klopt dus als een bus met de recht evenredigheid van de loopweerstand én van de klimweerstand met het gewicht.

Hardlopen met 270 watt
In de 2018 editie van de Asselronde was Ron niet in vorm. Ron komt terug van een langdurige blessure en is bezig de draad weer op te pakken. Gezien de trainingsresultaten van de laatste tijd was het reëel voor deze 25 km te koersen op een gemiddelde van 270 watt op zijn hardloopvermogensmeter. Voor Ron komt dat op het vlakke neer op een mooi rond tempo van 5:00/km. Eerder hebben we op ProRun al eens aan de hand van de Zevenheuvelenloop een voorbeeld gegeven hoe je zo efficiënt mogelijk een heuvelparcours loopt. 

Je loopt efficiënt als je met een constant vermogen loopt. In de praktijk komt dit erop neer dat je heuvelop relatief langzamer gaat dan normaal en heuvelaf sneller loopt. Een constant tempo of constante hartslag is op een heuvelparcours niet zo’n slimme strategie.

Langzamer heuvelop lopen blijkt heel plezierig. Eenmaal op de top heb je niet het gevoel dat je eerst op adem moet komen. Je kunt meteen vol naar beneden lopen. In de Zevenheuvelenloop waren de hellingen korter. Daar was het wat eenvoudiger om heuvelaf een constant vermogen en dus hoog tempo aan te houden. Hoewel het in de Asselronde wat lastiger bleek om strak op het gekozen vermogen te lopen dan bij de Zevenheuvelenloop, pakte het gemiddelde met 271 watt toch heel aardig uit. En het gemiddelde tempo? Dat was 5:04/km. ?Het verschil met de 5:00/km bij 270 watt op het vlakke laat zich eenvoudig verklaren. Wat je heuvelop extra aan vermogen nodig hebt, win je heuvelaf niet helemaal terug. Dit fenomeen is vergelijkbaar met windje mee of windje tegen. Per saldo zijn heuvels en wind een nadeel.

In de grafiek voor dit artikel hebben we per km-segment het energieverbruik, ook wel ECOR of Energy Cost of Running, uitgezet. Gemiddeld over de hele wedstrijd was de ECOR voor Ron 1,03 kJ/kg/km. Als je het vergelijkt met het hoogteprofiel is goed te zien dat afdalen minder energie kost, de ECOR zakt in km 23 zelfs naar 0,93 kJ/kg/km. Klimmen kost juist meer energie. De hoogste waarde 1,18 kJ/kg/km werd in de steile km 6 bereikt. De benodigde energie per kg lichaamsgewicht en per km is evenredig met de steilte van de hellingen.

Als je wat meer wil weten waarom lopen op vermogen beter is dan lopen op tempo zou je dit artikel op ProRun kunnen nalezen.  Ook kun je onze boeken er nog eens bij pakken.

Op ons YouTube kanaal The Secret of Running kun je veel bekijken?
Je kunt het effect van alle factoren op je prestaties nalezen in ons boek ?Hardlopen met Power!
Het boek luidt een revolutie in op hardloopgebied. Het boek legt de achtergronden en voordelen uit van hardloopvermogensmeters, die momenteel op de markt verschijnen. Net als wielrenners, kunnen hardlopers nu ook hun prestaties in de training en in de wedstrijd optimaliseren met de extra informatie van hun wattage! Van de schrijvers van Het Geheim van Hardlopen.?De ISBN nummers zijn:?paperback 978-90-821069-7-8?e-book (ePub3) 978-90-821069-8-5?e-book (Adobe DRM pdf) 978-90-821069-9-2
Hans van Dijk en Ron van Megen
www.hardlopenmetpower.nl

Lees verder...

Hardloopvermogensmeters 7: De Natuurkunde van Hardlopen

In het eerste artikel in deze nieuwe reeks over hardloopvermogensmeters zijn we ingegaan op ons hardloopmodel.  In het kort gezegd komt het erop neer dat je bij hardlopen de 3 in de figuur aangegeven weerstanden moeten overwinnen. Deze weerstanden bepalen samen met het vermogen van je menselijk motor hoe snel je bent. Dit is gebaseerd eenvoudige natuurkundige wetten.
Voor degenen die zeggen dat natuurkunde niet het enige is dat een rol speelt: dat klopt! Volgende week gaan we op ProRun nader in op de fysiologie van hardlopen. Met kennis van fysiologie én van natuurkunde kunnen we hardloopprestaties heel precies analyseren en afhankelijk van de omstandigheden voorspellen wat iemand met een bepaalde ADV (Anaeroob DrempelVermogen) kan. Het ADV is het vermogen dat je precies een uur hardlopend kunt volhouden en wordt uitgedrukt in Watt. In het Engels noemen ze dit de FTP, Functional Threshold Power.
De Hardloopformule 
Voor ieder van de 3 in figuur aangegeven weerstanden kunnen we een natuurkundige formule geven. De 3 formules bij elkaar opgeteld vormen de Hardloopformule die aan de basis ligt van ons Hardloopmodel.
Als voorbeeld hoe de hardloopformule rekent nemen we een gebruikelijke c-waarde (Energy Cost of Running, ECOR) van 0,98 kJ/kg/km, een lichaamsgewicht van 70 kg, en een snelheid van 20 km/h. De loopweerstand Pr wordt dan 0,98*70*20/3,6 = 381 watt.
Vervolgens vullen we de formule in voor de luchtweerstand Pa. We nemen voor de luchtdichtheid ? 1,205 kg/m3 (dit is het geval op zeeniveau bij 20°C en een luchtdruk van 1.013 mbar), voor de luchtweerstandscoëfficiënt cdA nemen we 0,24 m2, we gaan uit van windstil weer (zodat vw = 0) en de loopsnelheid is weer 20 km/h. De luchtweerstand Pa bedraagt dan 0,5*1.205*0,24*(20/3,6)3 = 25 watt.
Het komt er dus op neer dat op zeeniveau en een vlak parcours (de klimweerstand is dan nul, Pc = 0) en windstil weer zo’n 7% van het vermogen van de hardloper nodig is om de luchtweerstand te overwinnen. Bij record pogingen worden daarom hazen ingezet om een schild voor de elite atleten te vormen en zo de luchtweerstand te verminderen. In zo’n groepje is een reductie van de luchtweerstand met 20% niet uitzonderlijk.
Met ons hardloopmodel hebben we uitgerekend hoe groot het voordeel van hazen is bij de wereldrecordprestaties op verschillende afstanden. Volgens deze berekeningen heeft Kenenisa Bekele ongeveer 21 seconden van zijn fenomenale 10.000 m wereldrecord te danken aan het werk van zijn hazen.
De luchtweerstand valt helemaal weg als we op een loopband hardlopen. In theorie loopt Kenenisa Bekele op een vlakke loopband 2 minuten sneller op de 10.000 m!
In de tabel geven we meer van dit soort voorbeelden: wat zou de tijd zijn geweest zonder hazen (met normale luchtweerstand) en wat wordt het op een vlakke loopband (zonder luchtweerstand).
Het Breaking2 project van Nike
We zagen het belang van het verminderen van de luchtweerstand goed bij het Breaking2 project van Nike. Het lukte Eliud Kipchoge net niet om de marathonafstand onder de magische 2 uur te lopen. Eliud liep met een afwisselend groepje hazen in een driehoeksformatie voor en achter hem, met voor hem een auto met een grote tijdklok en vanuit de auto markeerde een projectie van groene laserstralen op de weg waar en hoe snel de hazen moesten lopen. Dit betekende voor Eliud een vermindering van de luchtweerstand met liefst 37,5%. Als we dit terug rekenen komt de tijd van Eliud van 2:00:25 overeen met 2:02:18 in een normale wedstrijd met het gebruikelijke haaswerk. Dit zou dus een nieuw wereldrecord betekend hebben!
Het wereldrecord van Usain Bolt
Een ander heel illustratief voorbeeld van de invloed van de luchtweerstand kunnen we geven aan de hand van het wereldrecord op de 100 m van Usain Bolt. In de figuur laten we zien dat zijn in Berlijn gelopen wereldrecord van 9.58 seconden op de hoogvlakte van Mexico City 9.36 opgeleverd zou hebben. Dit is om de eenvoudige reden dat de luchtdruk op die hoogte lager is en de luchtweerstand dus minder. Theoretisch gezien zou Usain zelfs 9.18 op de 100 m kunnen lopen als alles mee zat (hoogte, temperatuur en rugwind van 2 m/s)!
 
Een kanttekening is hier nog op zijn plaats. De huidige hardloopvermogensmeters leveren interessante informatie maar kunnen nog niet goed uit de voeten met de luchtweerstand. Garmin Running Power is de eerste die dit wel biedt. De Garmin is alleen nog niet zo nauwkeurig en hooguit indicatief bruikbaar.
Op ons YouTube kanaal The Secret of Running kun je veel bekijken
https://www.youtube.com/channel/UCZD6RjE9d17TsXpB-TDCCrg
Je kunt het effect van alle factoren op je prestaties nalezen in ons boek
Hardlopen met Power!
Het boek luidt een revolutie in op hardloopgebied. Het boek legt de achtergronden en voordelen uit van hardloopvermogensmeters, die momenteel op de markt verschijnen. Net als wielrenners, kunnen hardlopers nu ook hun prestaties in de training en in de wedstrijd optimaliseren met de extra informatie van hun wattage! Van de schrijvers van Het Geheim van Hardlopen.
De ISBN nummers zijn:
paperback 978-90-821069-7-8
e-book (ePub3) 978-90-821069-8-5
e-book (Adobe DRM pdf) 978-90-821069-9-2
Hans van Dijk en Ron van Megen
www.hardlopenmetpower.nl

Lees verder...

Hardloopvermogensmeters 6: Onderzoek naar “Het Geheim van Trainen”

In 2017 deden we samen met de Radboud Universiteit uit Nijmegen een onderzoek naar de loopeconomie en het gebruik van hardloopvermogensmeters hierbij. Dit onderzoek bevestigde het nut van een hardloopvermogensmeter en leverde tevens een interessant nevenresultaat op, namelijk dat getrainde hardlopers veel economischer lopen dan ongetrainde lopers. 

Komend jaar gaan we dit Geheim van de Training nader onderzoeken. Hoe moet je trainen om zo zuinig mogelijk te lopen? Hoe lang moet deze training volgehouden worden? Het antwoord op deze vragen is niet eenvoudig, omdat de loopeconomie nog niet eerder systematisch is onderzocht. Wel hebben trainers (soms tegenstrijdige) meningen over wat een goede loopstijl is, maar tot nu toe was het niet mogelijk om deze meningen wetenschappelijk te toetsen. Wij gaan nu wel onderzoeken of, waarom en hoe hardlopers door training zuiniger gaan lopen. Voor dit project werken we samen met Bram Som en zijn atleten van Team Zevenheuvelen. We verwachten in de zomer van 2018 op ProRun met de resultaten te komen. Onderzoekster Michelle van Delden gaat het onderzoek uitvoeren onder leiding van prof. Maria Hopman. 

Figuur 1 Hans, Bram en Ron voor het Radboud Kasteel

Gastcollege Natuurkunde en Fysiologie van Hardlopen
Voorafgaand aan het nieuwe onderzoek, mochten we een gastcollege geven over onze theorie van het hardlopen en onze boeken. Het college was onderdeel van de minor Clinical Exercise Physiology van de Radboud Universiteit voor studenten Biomedische Wetenschappen en studenten Geneeskunde. We troffen dan ook een zeer geïnteresseerd gezelschap aan die we in een uur tijd mochten inwijden in alle geheimen van hardlopen. Hans gaf het college en Ron maakte van de gelegenheid gebruik om het geheel vast te leggen met video. Inmiddels hebben we een heus Youtube kanaal over Het Geheim van Hardlopen geopend, waarop iedereen zelf kan kijken en luisteren naar de video.

De video duurt ruim 1 uur en geeft (in het Engels) een korte samenvatting van onze boeken.
Heel toepasselijk werd daarna de National Geographic video over het Breaking2 project van Nike bekeken:

 Met een team van gerenommeerde wetenschappers lukte het zoals bekend net niet om op het circuit in Monza de marathon onder de 2 uur te lopen. Op ProRun hebben we dit al eens geanalyseerd

De studenten mochten met onze theorie uit het gastcollege en met een spreadsheet van ons hardloopmodel zelf ook aan de slag om van alles dat van invloed is op zo’n marathontijd zelf uit te rekenen. Dat bleek zeer geslaagd want de studenten kwamen binnen een uur al met de juiste uitkomsten en resultaten!

Alles bij elkaar zijn we zeer enthousiast over de samenwerking met de Radboud Universiteit en hopen we de komende jaren het onderwijs en onderzoek over hardlopen een verdere impuls te geven. Uiteraard zijn we om te beginnen heel benieuwd wat voor nieuwe inzichten het onderzoek van komend jaar gaat opleveren. We houden de lezers van ProRun op de hoogte!

Op ons YouTube kanaal The Secret of Running kun je veel bekijken
https://www.youtube.com/channel/UCZD6RjE9d17TsXpB-TDCCrg
Je kunt het effect van alle factoren op je prestaties nalezen in ons boek 
Hardlopen met Power!
Het boek luidt een revolutie in op hardloopgebied. Het boek legt de achtergronden en voordelen uit van hardloopvermogensmeters, die momenteel op de markt verschijnen. Net als wielrenners, kunnen hardlopers nu ook hun prestaties in de training en in de wedstrijd optimaliseren met de extra informatie van hun wattage! Van de schrijvers van Het Geheim van Hardlopen.
De ISBN nummers zijn:
paperback 978-90-821069-7-8
e-book (ePub3) 978-90-821069-8-5
e-book (Adobe DRM pdf) 978-90-821069-9-2
Hans van Dijk en Ron van Megen
www.hardlopenmetpower.nl

Lees verder...

Hoeveel energie kost heuvelop en heuvelaf lopen?

Afgelopen tijd hebben we het in ProRun onder meer gehad over de duinen in Schoorl, en de Nijmeegse Zevenheuvelenloop. Theoretisch loop je ook over heuvels de snelste tijd als je met een zo constant mogelijk vermogen loopt. Voor de meesten betekent dit dat daarvoor wat langzamer heuvelop gelopen moet worden én sneller heuvelaf. ?Om deze stelling te controleren kunnen we gebruik maken van het begrip specifiek energieverbruik. In ons boek Hardlopen met Power! hebben we dit uitgelegd als de c-waarde uitgedrukt in kJ/kg/km. In de Engelstalige literatuur wordt het aangeduid met Energy Cost of Running (ECOR).

We hebben laten zien dat op een hard en vlak parcours 0,98 kJ/kg/km een typische waarde voor de ECOR is. Uiteraard is dit getal niet voor iedereen hetzelfde. Het is namelijk afhankelijk van je loopstijl en daarmee ook een heel mooie parameter om je te helpen door training je loopstijl economischer te maken. De Stryd hardloopvermogensmeter biedt een heel bruikbaar hulpmiddel om de ECOR zo vaak als je wilt zelf te bepalen. Hiervoor geldt de volgende formule:

ECOR (in kJ/kg/km) = Specifiek vermogen (in Watt/kg) gedeeld door de snelheid (in m/s)

De invloed van heuvels op de ECOR volgens de theorie

Als gevolg van de zwaartekracht is het eenvoudiger heuvelaf dan heuvelop te lopen. In ons boek Hardlopen met Power! laten we zien hoe dat zit. Zoals je al wist, komt dit erop neer dat hoe steiler een helling is, hoe zwaarder het loopt. Oftewel hoe meer energie het kost. Heuvelaf is dat net andersom. Uiteraard gaat dit op zolang het niet te steil is en hard(er)lopen niet meer mogelijk is. In de tabel laten we zien hoeveel volgens de theorie de ECOR bij een bepaalde helling i in % bedraagt. Een negatieve i betekent een daling, een positieve i is stijging. Heuvels hebben dus een flinke invloed op je specifieke energieverbruik!

De invloed van heuvels op de ECOR in de praktijk
Wij wonen aan de voet van de Utrechtse Heuvelrug. Op 19 februari 2017 zijn we de theorie eens in praktijk gaan brengen. Elk zijn we tweemaal een heuvel met een lengte van 1 km op en af gerend met tussendoor steeds een paar minuten herstel. Het hoogteverschil bedroeg 37 m. De helling i was dus 3,7%. We hebben gelopen met de Stryd foot pod om het vermogen te registreren en hebben geprobeerd zowel naar boven als naar beneden zo gelijkmatig mogelijk op het niveau van ons anaerobe duurvermogen (ADV) te lopen. Het ADV is het vermogen dat je een uur lang vol kunt houden. De ADV van Hans is 245 Watt oftewel 4.22 Watt/kg en voor Ron zijn deze waarden 300 Watt en 3.75 Watt/kg. Hans weegt 58 kg en Ron 80 kg. Aangezien het traject ook een Strava segment is, konden we mooi zien dat we heuvelaf PR’s liepen, maar heuvelop niet. De resultaten van deze praktijktest staan in de tabel. 

Uit de tabel valt op te maken dat we omlaag niet helemaal onze ADV haalden. De maximale paslengte en cadans die we aankonden bepaalde voor elk van ons de maximale snelheid omlaag. Heuvelop zijn paslengte, verticale oscillatie, form power (het vermogen dat nodig is om je lichaam in de juiste stand te houden, FP) en leg spring stiffness (been veerstijfheid, LSS), zoals te verwachten is, kleiner dan heuvelaf.
Het belangrijkste resultaat is dat de praktijktest bevestigt dat de ECOR heuvelop substantieel hoger is dan heuvelaf. Feitelijk kwam de praktijk heel dicht bij de theorie. Dit is in onderstaande tabel goed te zien. We zijn zeer onder de indruk van het feit dat de Stryd de invloed van heuvels zo accuraat en overeenkomstig de theorie berekent. Petje af voor de mensen achter Stryd!
ECOR praktijktest op een heuvel met i = 3,7%
 

Onze stelling dat je ook over heuvels de snelste tijd neer zet als je met een zo constant mogelijk vermogen loopt, blijft dus staan. Wel zul je afhankelijk van je mogelijkheden en de steilte en lengte van de hellingen in bepaalde situaties daar iets van af moeten wijken.

Je kunt het effect van je snelheid in relatie tot je leeftijd zelf berekenen op onze calculator  en alle factoren op je prestaties nalezen in ons nieuwe boek 

Het boek luidt een revolutie in op hardloopgebied. Het boek legt de achtergronden en voordelen uit van hardloopvermogensmeters, die momenteel op de markt verschijnen. Net als wielrenners, kunnen hardlopers nu ook hun prestaties in de training en in de wedstrijd optimaliseren met de extra informatie van hun wattage! Van de schrijvers van Het Geheim van Hardlopen

Hans van Dijk en Ron van Megen

Lees verder...

De invloed van het marathondieet

In de 70-er jaren ontdekte de onderzoeker Saltin dat het glycogeen-gehalte in de spieren veel groter  wordt wanneer gedurende een aantal dagen koolhydraatrijke voeding wordt gebruikt. Dit werd de basis van het ‘marathondieet’ of ‘stapelen van koolhydraten’, dat door vele marathonlopers sindsdien wordt toegepast. Vele marathons kennen ook de traditie van een ‘pasta party’ aan de vooravond van de marathon. 

Hoe werkt het marathondieet?
Het marathondieet houdt in dat gedurende 2-3 dagen voor de marathon de normale voeding wordt aangepast zodat het percentage koolhydraten wordt verhoogd tot 70% (normaal is dit 50-60%). Dit betekent dat men met name vetten en in minder mate ook eiwitten,  vervangt door (relatief) koolhydraatrijke producten als groenten, fruit,  brood, aardappelen, pasta, honing, vijgen, ontbijtkoek, e.d. Op die dagen eten we dus absoluut geen boter, kaas, vet vlees, chocolade, koek en gefrituurde snacks. Dit stapelen van koolhydraten zal er toe leiden dat het glycogeengehalte in de spieren  en de lever flink zal stijgen (super compensatie), en dit wordt versterkt doordat men de laatste dagen voor de marathon weinig traint. 

In de onderstaande tabel is het effect van het marathondieet weergegeven. Uit de tabel blijkt duidelijk dat de beschikbare voorraad aan koolhydraten in de spieren en in de lever zodanig kan stijgen dat er geen tekort meer op hoeft te treden tijdens de marathon. Met andere woorden, onze Marathon Man hoeft de man met de hamer niet te vrezen als hij van te voren voldoende koolhydraten (KH) heeft gestapeld in zijn dieet (en natuurlijk niet te hard van start is gegaan).

Gewichtstoename door het marathondieet
Bij het marathondieet moet men wel oppassen om niet door te slaan en te veel zoetigheid te eten de laatste dagen voor de marathon. Dit kan namelijk leiden tot een ongewenste gewichtstoename en maag-darmproblemen, temeer daar iedere gram glycogeen 3 gram water bindt. Hans heeft zijn gewichtstoename eens bijgehouden bij de Marathon van Rotterdam in 2012 (zie de figuur).

Door het marathondieet was zijn gewicht 2,2 kg toegenomen en het duurde 5 dagen voor hij deze extra kilo’s weer kwijt was! Deze gewichtstoename  komt volgens de theorie overeen met een extra KH-inname van 2,2/4 = 550 gram KH. Dit komt overeen met een extra KH-inname van circa 200 gram per dag gedurende de laatste 2 dagen en wat minder de derde dag. Deze extra KH-inname klopt goed met de extra honing, bananen, ontbijtkoek, krentenbollen en spaghetti  die Hans gedurende die dagen gegeten heeft. De conclusie was dan ook dat Hans wat te veel gestapeld had. Bij latere marathons heeft hij minder en korter gestapeld waardoor hij zijn gewichtstoename kon beperken tot minder dan 1 kg.

Sportontbijt op de dag van de marathon
Tenslotte zij vermeld dat op de ochtend van de marathon een stevig sportontbijt noodzakelijk is (voor Hans is dat bijvoorbeeld  twee boterhammen met honing, een stuk ontbijtkoek, verse sinaasappelsap en thee). Hiermee kan de vooraad glycogeen in de lever weer aangevuld worden. Gedurende de nacht daalt namelijk de glycogeenspiegel van de lever, zodat het noodzakelijk is om deze weer aan te vullen. Dat geldt niet voor de spieren, de glycogeenvoorraad daarin blijft tijdens de slaap op peil.

Je kunt het effect van alle aspecten op je eigen tijden berekenen met onze calculator 

Lees verder...