De baan, bosgrond of de weg? Optimale stijfheid

Voor een snelle wegwedstrijd heb je het liefst een vlakke, harde ondergrond zonder al te veel bochten. Een echte cross of trial vraagt juist om heuvels, bochtjes en een modderig terrein. Ook wat betreft de ondergrond is specificiteit van belang; trainen op een ondergrond die de wedstrijdsituatie zo goed mogelijk benadert. Soms kan het echter zin hebben eens een andere ondergrond op te zoeken. Voor een andere trainingsprikkel, blessurepreventie of mogelijk zelfs het voorkomen van bloedarmoede! Wist je bovendien dat er zoiets als een ideale baan bestaat?

RyanHall_2011_1

Door: Miriam van Reijen

Een stukje natuurkunde
Wetenschapper Isaac Newton stelde in 1687 de drie wetten van Newton op. Deze wetten beschrijven onder meer de beweging en het evenwicht van krachten. De derde wet van Newton geeft weer wat er gebeurt tijdens hardlopen wat kort valt samen te vatten als: Actie = reactie. Als een voorwerp A (de hardloper) een kracht uitoefent op een voorwerp B (de ondergrond) ontstaat er een net zo grote maar tegengestelde kracht. Met andere woorden; door je landing oefen je kracht uit op de ondergrond en de ondergrond reageert met een net zo grote kracht. Hoeveel van deze kracht (of impact) geabsorbeerd wordt door de ondergrond is afhankelijk van het soort terrein. Een harde (asfalt)weg zal minder kracht absorberen dan een zandweg. Je krijgt dus meer kracht ‘terug’ en hierdoor kun je sneller lopen op een harde ondergrond. Dit betekent echter ook dat je lichaam ook een hardere ‘klap’ moet verwerken. Op een zachte ondergrond moet je daarentegen harder aan het werk om vooruit te komen. Je spieren moeten goed afzetten om jezelf omhoog en vooruit te duwen. Bij een harde afgrond maak je meer gebruik van je eigen, terugstuiterende kracht.

In onderstaande tabel zie je het resultaat van een studie naar onder andere snelheid, energieverbruik, paslengte, pasfrequentie en contacttijd tijdens 12 m sprints op zand en op een mondo-atletiekbaan. Op zand is de paslengte aanzienlijk korter, het energieverbruik hoger en de snelheid beduidend lager. Dit heeft grotendeels te maken met de absorberende werking van het zand, je kunt minder gebruik maken van de elastische energie en zult harder moet werken om vooruit te komen.

optimale stijdheid miriam van reijen

Elastieken benen
Tijdens een marathon van 3.5 uur komen je voeten ongeveer 37000 keer in aanraking met de grond, zo’n 180 keer per minuut. Elke keer dat je landt spannen je spieren zich aan om de terugkerende kracht op te vangen en te zorgen dat je vooruit komt. De ondergrond is sterk bepalend voor welke spieren, hoe actief moeten zijn tijdens deze inspanning. Je spieren, pezen en banden hebben een bepaalde elasticiteit. Bij de landing worden deze weefsels uitgerekt om vervolgens bij de afzet te verkorten en je als het ware weg te schieten. Hoe hard je weg wordt geschoten is mede afhankelijk van de stijfheid van de ondergrond.

Provinciën Marathon Challenge: Léon Nillessen uit Gelderland

Stijf asfalt, meegaand gras
Asfalt is bij uitstek stijf en weinig meegaand. Beton is zelfs nog een stukje stijver en harder. Gras, zachte paden of zand aan de andere hand zijn juist heel erg meegaand. Hierdoor is de contacttijd tussen je voet en de ondergrond op zachter terrein tot wel drie keer langer dan op een hard terrein. Met als gevolg dat het je meer moeite kost om een bepaald tempo te lopen. Behalve de ondergrond is ook de mate van de stijfheid van je pezen, banden en gewrichten bepalend voor je tempo. Zijn je weefsels té stijf dan kunnen ze weinig worden uitgerekt bij de landing en geven ook weinig mogelijkheid tot het springveereffect. Zijn ze te slap (als gekookte spaghetti) dan veren ze te veel in en zijn niet in staat krachtig terug te kaatsen. Het is pas optimaal als de ondergrond en de stijfheid van je lichaamsweefsels bij elkaar passen.

De ideale baan bestaat
In 1977 werd bij de Universiteit van Harvard een 400 meter baan ontwikkeld en aangelegd door twee professoren. Het doel was een baan te ontwikkelen die zowel snel als veilig zou zijn. Verschillende testondergronden werden uitgeprobeerd. In vergelijking met een harde houten baan, zorgde een zachte foambaan voor een twee keer zo lange voetcontacttijd. En dus langzamere looptijden. De contacttijd was het kortste als de baan twee tot vier keer zo hard was als de stijfheid van de benen. Bij hardere banen nam de contacttijd niet verder af en zelfs wat toe. De uiteindelijke ‘ideale baan’ is gemaakt van hout met de juiste mate van stijfheid. Een vervolgonderzoek liet zien dat lopers 2 tot 3 procent sneller waren op de Harvard baan dan op een andere universiteitsbaan. Ook bezoekende hardlopers noteerden 2 tot 3% snellere tijden. De baan ligt er nog steeds. Of de lopers er nog steeds voordeel hebben is te bezien. Het materiaal ‘werkt’ namelijk waardoor de oorspronkelijke stijfheid afgenomen is.

Ideale stijfheid
Bij een wedstrijd over zacht, meegaand terrein heb je liever wat stijvere spieren, pezen en gewrichten. Bij te soepele weefsels zak je nog verder in de toch al zachte ondergrond. Ben je een baanatleet die vooral op harde ondergrond loopt, dan is iets minder stijfheid gewenst. Tenminste gewenst voor een goede prestatie. Maar hoe zit het met blessurepreventie?

Volgende week: Deel 2: Minder blessures met de juiste ondergrond?

Beantwoord

Het is toegestaan de volgende HTML tags en attributes te gebruiken: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

  • Voor deze Daniel is dat niet nieuw (admin, is het niet handiger als een naam maar 1 keer kan worden gebruikt?

    Wat ik mij direct afvraag is of mondo nou daadwerkelijk sneller is. Onder sprinters en trainers wordt altijd vol lof gesproken over mondo banen, maar ik vraag mij af of dit ook ergens op gebaseerd is. De baan waar de wereldrecords 100 en 200m zijn gelopen is geen mondo en staat (stond?) als langzaam te boek…

    Ik vraag mij wel af of het wel zo verstandig is om op een zachte ondergrond een hogere spierspanning te hebben. Op zand kun je onmogelijk reactief lopen. Des te stijver de spieren, pezen en gewrichten des te hoger de krachten en des te meer zak je weg. Andersom, op een harde baan leidt een lagere stijfheid tot een langere contacttijd. en dus lagere loopsnelheden..

    Dat een te harde baan niet leidt tot snelle tijden kan ik wel beamen,. Ik heb een keer in Tel Aviv gelopen en die baan was zo knuppelhard dat ik in ieder geval er niet mee uit de voeten kon (zeker niet met een zachte inloopbaan voor de warming up)

  • Grappig dat Mondo weer genoemd wordt, terwijl de moderne Mondo-varianten als ondergrond helemaal niet voldoen aan de Europese richtlijnen voor sportondergronden, omdat de energierestitutie niet klopt met wat de norm voorschrijft. Helaas heeft Mondo een hele dikke (sponsor) vinger in de pap bij de bonden, en krijgen verenigingen daarmee een niet al te objectief advies als men zich tot die bonden wendt bij nieuwbouw/renovatie.
    Gevolg; een aantal verenigingen in NL zit al opgescheept met een zeer onderhoudsgevoelige baan die voor trainingen ongeschikt is.

  • Weia Reinboud

    “Op een zachte ondergrond moet je daarentegen harder aan het werk om vooruit te komen. Je spieren moeten goed afzetten om jezelf omhoog en vooruit te duwen.” Dat is een beetje slordig verwoord. Bij alle ondergronden moeten je spieren dat doen, maar in zand oid gaat een deel van je energie zitten in het verplaatsen van zand en in meer vervormen van de ondergrond dan op een atletiekbaan.

  • Weia Reinboud

    Har: “een aantal verenigingen in NL zit al opgescheept met een zeer onderhoudsgevoelige baan die voor trainingen ongeschikt is.” Over dat onderhoud weet ik niets, maar Mondo is wel geschikt voor trainingen, aangezien zowel de weg als zand geschikt zijn en mondo daar ergens tussenin zit. De demping die je ervaart (en misschien nodig hebt) is de combinatie van schoen plus ondergrond. Als je op mondo niet uit de voeten kunt moet je er andere schoenen op gebruiken, om het door jou gewenste totaaleffect te bekomen.

  • Leuk artikel!!

    Ik zou echter graag beelden zien van die marathlonlopers die 3,5 uur nodig hebben en toch gemiddelde 180 stappen per minuut halen. 150 lijkt me al vrij hoog op dat prestatieniveau.

    Hoewel ik de inhoud leerzaam vindt, bestrijd ik eerstgenoemde factor, dat een snel parcours liefst “vlak” is.

    Off-topic, wees gewaarschuwd, niet zeuren:
    Slim gekozen hoogteverschillen kunnen snelle(re) tijden opleveren dan enig vlak parcours, maar je moet dan wel weten wat je doet.
    Dát zou een prachtige uitdaging zijn, eerst een ideaal glooiend parcours uitdenken/laten berekenen door een model, en dan een dergelijk parcours vinden over bestaande wegen. Enkele aspecten : in het begin hoogte winnen, dan een afdaling die lager gaat dan start/finish, even vlak (uitrollen o zelfs even tempo vasthouden) en finishen met een korte, steile klim. Het is zuiniger in het begin (wanneer je fris bent) energie te investeren in hoogte dan in snelheid (men start vaak snel, zeker hen die in het begin meegaan met snellere atleten). Met een lange afdaling kun je met vlakke inspanning link extra snelheid ontwikkelen. Door dalen tot ónder start-finish is waar veel tijdwinst te halen valt. In een korte eindsprint kan de snelheid constant gehouden worden terwijl de nog terug te winnen hoogtemeters efficiënt overbrugd worden, met minimaal tijdverlies t.o.v. een vlakke finish.
    Op de fiets zijn deze principes makkelijk te verifiëren en het leuke is : te voet zijn de effecten sterker doordat luchtweerstand een kleinere factor is en bv 6% sneller lopen minder weerstandsverhoging geeft dan op de fiets.
    Het helpt als de loper technisch zuinig kan lopen op die hogere snelheid. Dit vergt vooral een extra hoog beentempo, training daarin, en ervaring op fors sneller gelopen kortere afstanden. Een groot deel van de race (zeg 10km) zul je op of boven je 5km tempo lopen.
    Een een rechte geleidelijk hellende weg met boven en onderaan een vlak stuk met keer-lus kan al volstaan. Heen-terug-heen. Start/finish ergens op de helling kiezen. Ik gok iets onder het midden. Maar liefst wel een flink steilere weg naar de finish, dat gaat extra schelen.

  • Even op cloxxki reageren. 150 stappen per minuut hoog voor een 3,5 uur marathoneir? Als je de wandelpauzes meerekent misschien. Serieus, 150 is erg laag. Laatst waren mijn benen erg slecht en ik vond mijn frequentie laag. Liep ik 172-174 stappen per minuut.

    Ik ben het wel eens dat een parcours met hoogteverschillen sneller kan zijn dan een vlak parcours. . Een klim in de laatste paar honderd meter kost minder tijd dan er winst in de afdaling gepakt kan worden..

  • @Weia; energieteruggave is er niet op de weg. Bij Mondo wel..maar op een zodanige manier dat het buiten de normering valt en dus juist daardoor problemen veroorzaakt. Er wordt bij aanleg zelfs advies gegeven om ‘aangepast te trainen’ op een dergelijk baan. Geeft al aan dat er zaken schaaf lopen.

  • Weia Reinboud

    Daarom zeg ik: het is de combi van ondergrond plus schoen. Dus als de combi anders is dan je gewoon bent, moet je andere schoenen nemen, want de ondergrond vervang je niet zomaar.
    Ik neem altijd schoenen met vrij weinig demping, dan voel je goed wat je doet en kan je er technisch iets mee. En hoogspringers zoeken uiteraard niet naar minder belasting, half belast springen bestaat niet. Bottomline: mondo is heerlijk, ik wou dat we het hadden.

  • Andere schoenen’, ‘demping’??
    We praten hier toch over een atletiekbaan…waar atletiek bedreven wordt? Los van het feit dat het verhaal ‘demping’ in sportschoenenland echt kolder is, lopen bij mijn weten de meeste serieuze atleten erg vaak op spikes. Demping uit schoenen is dus iets wat in deze discussie niet terzake doet; het gaat niet over trimmers of warming up..maar om (semi) piekbelasting in trainingen.

    Mondo is overschat en helaas is er binnen de verenigingen te weinig kennis aanwezig om de marketingverhalen die mede via de bonden de wereld in worden geholpen door te prikken. Het voldoet gewoon niet aan de afgesproken normen (zie de isa sport normeringen). Onafhankelijke testen van verschillende ondergronden wijzen dit overigens ook uit.

    Je verhaal met hoogspringen raakt kant noch wal; energierestitutie bij Mondo is vele malen slechter dan bij tartan……en werkt dus contraproductief bij (serieuze) springers. Aantal blessures bij clubs die in hun onmetelijke wijsheid zijn overgegaan naar Mondo is dan ook toegenomen. Vandaar ook het geweldige advies dat wordt meegegeven om ‘niet alles op de baan te doen’…lekker handig voor baanatleten)

    Maar goed; die discussie is ook al eens gevoerd met degenen die binnen de bond over dit item gaan.

  • Dat is te makkelijk Reinboud.
    Waar zit ik natuurkundig verkeerd? Niet alleen voor mij om mijn voordeel te doen, maar voor iedereen die mee las.
    Het lijkt misschien onlogisch dat je winst boekt (mits je technisch anticipeert) op een glooiend parcours met gelijke start en finish, maar soms is natuurkunde nu eenmaal 1 of 2 laagjes ingewikkelder dan je dacht.

  • Weia Reinboud

    Bij het fietsen zou het eventueel zo kunnen zijn dat er een soort voor jou gunstige interval ontstaat bij lichte glooiingen, bij het fietsen kun je immers je benen stil houden als je daalt. Bij het lopen is die optie er niet.
    Een praktijkvoorbeeld van toen ik nog jong was: een stevige helling van een kilometer, bergop 10 km/u en bergaf 65 km/u. Dat betekent dat je omhoog 6 minuten bezig bent en naar beneden 0.92 minuten. Over het geheel wordt de gemiddelde snelheid dan 17.34 km/u en dat is echt langzaam. Wat er achter zit is dat je omhoog vel langer bezig bent dan naar beneden en voor het geheel telt de totaaltijd, dus veel langzame minuten.
    Daarom gaan bergetappes bij het wielrennen langzamer dan vlakke, daarom gaat een marathon bij veel wind langzamer dan bij windstil weer.. Wat je omhoog of met wind tegen verliest kan je naar beneden en met wind mee niet helemaal terug verdienen.

  • Weia Reinboud

    Har, we praten denk ik langs elkaar heen. Wat zou de oorzaak moeten zijn dat trainen op Mondo ongunstig uitpakt? Dat er weinig energierestitutie is? Daar staat dan tegenover dat er ook geen energie verloren gaat door vervorming van de ondergrond.