De zin en onzin van powermeters bij lopen

DOOR WOUTER HOOGKAMER. De ene sport is de andere niet, en dat geldt zeker ook voor sportgadgets. Powermeters zijn al jarenlang populair binnen het fietsen en vormen de laatste hype binnen de loopwereld. Echter, een succesvol concept binnen de ene sport hoeft niet zonder meer toepasbaar te zijn binnen een andere tak van sport.

Geschreven door Wouter Hoogkamer. Hij is onlangs gedoctoreerd binnen de Onderzoeksgroep Bewegingscontrole & Neuroplasticiteit en nu onder meer betrokken bij de Onderzoeksgroep Biomechanica van de Menselijke Beweging, beiden onderdeel van het departement Bewegingswetenschappen. Wouter tweet via @woutersinas
Wouter Hoogkamer

Wouter Hoogkamer

Met de steeds meer geavanceerde smartphones, smartwatches en GPS wordt ook de loopwereld meer en meer overspoeld met loopapps en loopgadgets. Waar men vroeger nog wel eens op de fiets stapte om met de kilometerteller de afstand van een bepaalde trainingsronde na te meten, is tegenwoordig die informatie via GPS-meting direct beschikbaar… en, wellicht belangrijker, “shareable”. Ondertussen zijn wereldwijd diverse bedrijven en onderzoeksgroepen bezig met het ontwikkelen van sportapps die gebruik maken van de accelerometers (ookwel versnellingsmeters), die tegenwoordig in bijna alle smartphones zitten. Binnen de KU Leuven wordt er bijvoorbeeld geprobeerd om met meetgegevens van die accelerometers blessurerisico’s in te schatten.

De meest recente ontwikkeling (hype?) op het gebied van loopgadgets is Stryd, een geavanceerde accelerometer waarmee vermogen tijdens lopen berekend wordt. Althans dat is wat de makers beloven. En met die belofte haalden ze binnen 4 uur na de lancering van hun crowdfundingcampagne begin maart de gewenste $50.000 en hebben ze ondertussen meer dan $250.000 bij elkaar verzameld.

Trainingshulp

Binnen het fietsen is het meten van vermogen al jarenlang een belangrijke trainingshulp. Vermogen (power) is de hoeveelheid energie die geleverd wordt per tijdseenheid en wordt gemeten in Watt. Het kan berekend worden uit kracht en snelheid. Bij fietsen wordt vermogen berekend door de kracht op de pedalen en de trapfrequentie te meten. Je kan dus meer vermogen leveren door ofwel meer kracht te zetten op de pedalen ofwel sneller te trappen. Als je bijvoorbeeld een helling op wil fietsen moet je meer vermogen leveren om tegen de zwaartekracht in te gaan, je kan dan ofwel op de pedalen gaan staan (meer kracht) ofwel terugschakelen en sneller trappen (meer snelheid). Bij het fietsen zijn de kracht en snelheid relatief gemakkelijk en nauwkeurig te meten en daarom is het geleverde vermogen een objectieve maat van intensiteit. Ook is het zo dat topwielrenners meer vermogen kunnen leveren dan wielertoeristen, denk bijvoorbeeld aan de jaarlijkse discussie tijdens de Tour de France of het nu wel of niet mogelijk is dat wielrenner X de beklimming van Alpe d’Huez met een vermogen van meer dan 6 Watt per kilogram lichaamsgewicht heeft gefietst (zonder doping). Daarnaast wordt vermogen ook veelvuldig toegepast om trainingen aan de gewenste intensiteit te doen, bijvoorbeeld een “lactaattraining” van 5 blokken van 10 minuten aan 300 Watt ofwel een “duurtraining” van 3 uur aan 180 Watt. Het is dan ook niet verwonderlijk dat de powermeter nu ook binnen de loopwereld opduikt. De grote vraag is daarom ook: waarom nu pas? Het antwoord op die vraag zal de investeerders van die $250.000 wellicht teleur stellen…

Redelijke schatting

Ten eerste, het is ondoenlijk om vermogen tijdens het lopen te meten wanneer je dit niet kan doen binnen een geavanceerd biomechanisch lab. Men dient namelijk gelijktijdig de krachten die de loper op de grond uitoefent en de bewegingen van zijn ledematen te meten. Bij fietsen is dat geen probleem omdat men de kracht die de atleet op de fiets uitoefent vrij makkelijk bij de pedalen kan meten, maar bij lopen moet men die kracht op de grond meten (via een krachtenplatform of geïnstrumenteerde loopband).

Het zou natuurlijk kunnen dat de makers van Stryd ondertussen zoveel labdata beschikbaar hebben over de krachten op de grond en deze data gekoppeld hebben aan de meetdata van de accelerometer in hun Stryd-apparaat, dat ze een redelijke schatting kunnen maken. Ik verwacht echter niet dat dergelijke schattingen houdbaar zijn wanneer er naar verschillende situaties met meer of minder harde wind (mee of tegen) of meer of mindere steile heuvels (op of af) gekeken wordt. En dat is volgens de makers van Stryd nu net het nadeel van trainen op basis van een bepaald tempo: dat zou niet situatie specifiek genoeg zijn. Maar eerlijk is eerlijk, zo lang ik de Stryd niet zelf heb uitgeprobeerd, moet ik hun schatting hier vooralsnog het voordeel van de twijfel geven.

Biomechanische verschillen tussen fietsen en lopen

Er is echter een tweede, fundamenteler probleem met vermogensmeting tijdens lopen: in tegenstelling tot bij fietsen heeft bij lopen het vermogen dat je produceert weinig te maken met de hoeveelheid energie die het je kost (de mate van inspanning). Hoewel je bij lopen en fietsen voor een aanzienlijk deel dezelfde spieren gebruikt, zijn de bewegingen biomechanisch gezien zeer verschillend. En die verschillen zorgen ervoor dat vermogen een heel andere rol speelt binnen die twee sporten. Tijdens fietsen wordt de energiebalans gedomineerd door het vermogen dat de sporter uitoefent op de omgeving. Die energie wordt opgewekt in de spieren en gaat verloren aan luchtweerstand en rolwrijving van de banden. Bij lopen, daarentegen, is dit externe vermogen veel kleiner omdat de luchtweerstand, door de lagere snelheid, veel kleiner is.

Waarom kost lopen dan toch zo veel energie? Nou, er is meer aan de hand: tijdens iedere stap wordt er eerst afgeremd bij de landing en vervolgens weer versneld bij de afzet. Het goede nieuws is dat er tijdens het afremmen bij de landing energie wordt opgeslagen in de pezen, die tijdens de afzet weer wordt vrijgegeven. Het afremmen en afzetten zelf kost dan ook niet veel energie, maar terwijl het vooral de pezen zijn die van lengte veranderen, moeten de spieren nog altijd wel de kracht leveren om de pezen aangespannen te houden. Op die manier gebruiken de spieren wel energie (omdat ze kracht leveren), maar wekken ze geen energie op (omdat ze niet van lengte veranderen). Anders gezegd: de spieren gebruiken wel energie, maar leveren geen vermogen. Daarom is bij lopen het energieverbruik gerelateerd aan het leveren vermogen verwaarloosbaar vergeleken met het energieverbruik gerelateerd aan het leveren van kracht. Bij fietsen verkorten de spieren weldegelijk en leveren dus vermogen. Daarom is bij fietsen het energieverbruik gerelateerd aan het leveren van vermogen de belangrijkste factor in de energiebalans. Deze link tussen vermogen en energieverbruik bij fietsen maakt dat je met een powermeter een objectief beeld hebt van de inspanningsintensiteit, terwijl het gebrek aan die link bij lopen maakt dat je niks aan een powermeter hebt.

Helemaal niks?

Hebben we dan echt helemaal niks aan powermeters bij lopen? Niks is misschien iets te kort door de bocht… Je kan verwachten dat ze in ieder geval niet de trainingshulp voor lopen zullen worden als ze nu zijn voor het fietsen. Als gezegd, binnen lopen is er geen duidelijk verband tussen vermogen en inspanningsniveau, daarvoor zijn hartslag en tempo nog altijd een stuk betrouwbaarder. Maar, terwijl inspanningsniveau en energieverbruik belangrijk zijn bij het afstandlopen, zijn deze ondergeschikt bij de spurtafstanden. En, toevallig of niet, bij die afstanden draait alles wel degelijk om vermogensoutput!

533944_640324505993215_155771817_n


  1. Pingback: De zin en onzin van powermeters bij lopen - Wouter Hoogkamer

    • Dag Laurens,
      Dat is een een heel goede vraag (en als je over revolutie voor de loopsport spreekt misschien wel letterlijk een million dollar question). Ik heb (nog) geen antwoord op die vraag en als ik dat wel zou hebben zou ik er waarschijnlijk nu aan werken en weinig over prijs willen geven 😉

      Groeten,
      Wouter

      • Ligt de sleutel eventueel bij de loopstijl of loopefficiëntie echt persoonsafhankelijk? Kunnen de genetische voordelen in de loopsport ooit tot een minimum gereduceerd worden?

  2. Er zijn vele publicaties van studies waarin naar relaties tussen loopstijl (biomechanische parameters) en loopeconomie gezocht wordt, maar deze hebben veelal tegenstrijdige resultaten. Voornamelijk omdat het persoonsafhankelijk is, maar ook omdat er nog altijd een stuk fundamentele kennis ontbreekt. Met behulp van echografie opnames van spiervezels en pezen tijdens de loopbeweging worden er op dat gebied de laatste tijd de nodig stappen gezet. Maar ik denk persoonlijk dat we nog een lange weg te gaan hebben!

  3. Pingback: The (non) sence of power meters for running - Wouter Hoogkamer

  4. Dag Wouter,
    In de laatste alinea vermeldt u het nut van powermeters bij sprintnummers. Waar ziet u de mogelijkheid om deze te ontwikkelen zodat real-time het vermogen kan worden bepaald?
    Ik dacht hierbij aan krachtsensoren in een voetzool, maar dan rest er het probleem dat deze slechts het resulterend vermogen zouden kunnen opleveren, terwijl men eerder geïnteresseerd is in de voorwaartse/horizontale component.
    Alvast bedankt


Reageer

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s