Hoeveel langzamer loop je door heuvels?

Door
Hans van Dijk & Ron van Megen
14 november 2017 00:00
Hoeveel langzamer loop je door heuvels?
Beeld Shuttestock

De mooiste wedstrijden kennen soms een heuvelachtig parcours. We genieten dan van de schitterende vergezichten, maar vragen ons soms ook af hoeveel tijd al dat stijgen en dalen scheelt? Wat is eigenlijk het effect van heuvels op je hardlooptijden? 


Extra energieverbruik van heuvels

In Het Geheim van Hardlopen worden de formules voor het energieverbruik voor hardlopen gegeven:


Vlak parcours (horizontaal transport)   E = cmd


Heuvels (verticaal transport)               E = gmh/1047


Hierbij is E het energieverbruik in kcal, c het specifieke energieverbruik (1 kcal/kg/km), m de massa van de loper in kg, d de afstand in kilometers, g de zwaartekrachtsconstante (9,81 m/s2), h het hoogteverschil in meters en 1047 de factor van kcal naar Joule (inclusief het rendement van de spieren). Het extra energieverbruik van een helling van 1% is dus 9,81*1/1047*1000 = 9,4%. De beklimming van de Alpe d’Huez (gemiddeld stijgingspercentage 8,1%) kost dus 9,4*8,1 = 76% meer energie dan het lopen op een even lang vlak parcours. 


Hoeveel is dat voor de marathon?

Het energieverbruik is recht evenredig met de afstand. Dit geldt zowel voor het lopen op een vlak parcours als voor heuvels. Voor de Midwintermarathon (afstand 42,2 km, hoogteverschil 280 meter) verbruikt onze Marathon Man (70 kg), dus 1*70*42,2 = 2954 kcal voor het horizontale transport en 9,81*70*280/1047 = 184 kcal energie voor het verticale transport. In feite gebruikt hij dus 6% meer energie dan op een vlak parcours. Hij zal dus ook 6 % verliezen op zijn schema van 3:30 uur, dat komt neer op circa 12 minuten! In de praktijk win je natuurlijk een belangrijk deel van de energie weer terug bij het afdalen. Volgens onderzoek van Davies (J. Appl. Phyiol,1980) bedraagt dit circa 2/3. Het netto tijdverlies bij de Midwintermarathon bedraagt dus voor onze Marathonman ongeveer 4 minuten. In de figuur is het tijdverschil voor onze Marathon Man uitgerekend voor de marathonafstand als functie van het hoogteverschil.  



Het is duidelijk te zien dat het effect significant kan zijn. Zeker bij een marathon waarbij de finish heuvel op is, zoals bij de Mont Blanc Marathon. Daar overbruggen de lopers een hoogte van in totaal 2240 meter. Dit komt overeen met een extra energieverbruik van 1470 kcal ofwel 49% van het energieverbruik van een vlakke marathon. Theoretisch kost het beklimmen van een berg van bijna 4500 meter evenveel energie als het lopen van een marathon.


Invloed hoogteverschil op recordraces

Deze sommetjes maken wel duidelijk dat het geen wonder is dat organisatoren van recordraces hun uiterste best doen om een zo snel mogelijk parcours te ontwerpen met minimale hoogteverschillen door viaducten en bruggen. Zelfs enkele viaducten met een totaal hoogteverschil van 60 meter, leiden voor onze Marathon Man al tot een theoretisch nadeel van 1 minuut. Het is nu ook duidelijk waarom records tijdens de Boston Marathon niet erkend kunnen worden als wereldrecord. De finish bij de Boston Marathon ligt namelijk 140 meter lager dan de start, hetgeen een theoretisch voordeel van bijna 4 minuten oplevert.


Hebben zware mensen meer nadeel?

In tegenstelling tot de algemene opinie hebben zware en lichte mensen evenveel last van heuvels; het extra gewicht moeten zware mensen namelijk zowel bij een vlakke marathon als heuvelop meetorsen (het gewicht m komt in beide formules voor). Wel is het denkbaar dat het percentage energieterugwinning heuvelaf iets verschilt tussen zware en lichte mensen.


Hebben snelle lopers minder nadeel?

Tenslotte laat bijgaande figuur zien wat het effect van de heuvels van de Midwintermarathon is voor snelle en langzame lopers. Onze Marathon Man zal dus 4 minuten langzamer lopen dan bij een vlakke marathon, terwijl toppers minder dan 2 minuten verliezen. Zoals verwacht leiden de zware omstandigheden ertoe dat de verschillen tussen snelle en langzame lopers toenemen. Dit komt omdat snelle lopers een hogere VO2 max hebben en dus een wat hoger vermogen. 




Hoe zit het nu in de praktijk?

Het overwinnen van heuvels kost energie, zoals de formules en grafieken laten zien. Toch is bekend dat bij de Zevenheuvelenloop goed getrainde langeafstandlopers hele goede tijden lopen, terwijl je hier toch circa 150 hoogtemeters moet overwinnen. De verklaring hiervoor zal zijn dat je daar in het eerste deel van de race heuvelop gaat en de laatste kilometers heuvelaf. In het begin zijn je benen nog sterk en kun je die heuvels wel aan zonder veel tijd te verliezen. Aan het einde, als je benen vermoeid zijn, profiteer je juist van het stuk heuvelaf, waardoor je de snelheid goed kunt vasthouden. De afdaling aan het eind is bijna 5 km. In de praktijk zijn de laatste 2 kilometers in Nijmegen dikwijls het snelste!


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


Hans van Dijk en Ron van Megen

www.hetgeheimvanhardlopen.nl 

  • Deel dit artikel
  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • Google+
  • Mail dit artikel:
  • Mail
Auteur
Hans van Dijk & Ron van Megen

Hans van Dijk & Ron van Megen

redactie

Zijn levenslange hardlopers en Delfts ingenieur. Hun passie is om te ontcijferen welke factoren je sportprestaties bepalen en hoe je zo snel mogelijk kunt worden. Zij zijn de auteurs van Het Geheim van Hardlopen, Het Geheim van Wielrennen en Hardlopen met POWER. 

Verplicht Verplicht
Verplicht
  • Ad van Zelst
    Bijna alle PR's op de 15 km van leden van Atletiek Oirschot zijn in Nijmegen gelopen.
    Reactie geplaatst op 15/11/17 om 12:27 uur

Loopkalender

23
november