De grens van het menselijk vermogen bij sprinters en langeafstandlopers

De grens van het menselijk vermogen bij sprinters en langeafstandlopers

Wie wint de (eind)sprint? Hans en Ron duiken in de grens van het menselijk vermogen.

In onze boeken en artikelen hebben we het vaak over Anaeroob DrempelVermogen, ADV, het vermogen (in watt/kg) dat je 1 uur kunt volhouden.

We hebben laten zien dat de ADV een goede rekenmaatstaf biedt om prestaties onder allerlei omstandigheden met elkaar te vergelijken. We zagen ook dat de grens van het menselijke prestatievermogen ligt bij een ADV van 6,40 watt/kg bij de mannen en 5,70 watt/kg bij de vrouwen.

Hardlopers met dezelfde ADV hebben niet per se dezelfde haalbare tijden op alle afstanden. In eerste aanleg heeft dat te maken met je loopstijl, hoe zuinig loop je (RE), en in tweede instantie of je beter op de kortere of langere afstanden bent. Dit laatste zie je terug in het verloop van je hardloopvermogenscurve (Power Duration Curve). Sprinters kunnen gedurende korte tijd hoge vermogens mobiliseren, maar zakken al snel weg. Lange afstandslopers hebben een lange vlakke curve; het verval in het vermogen in de tijd is relatief beperkt.

Nu willen we nog eens nader bezien wat de maximale werkelijke vermogens (ook in watt/kg) zijn voor sportprestaties met verschillende duur, dus van een korte explosie op de sprint tot het duurvermogen op de (ultra) langeafstand.

Hoe groot is het vermogen van de 4 energiesystemen?

In Hardlopen met Power! vind je onderstaande tabel met de biochemische data van het specifieke vermogen (in watt/kg) van de 4 energiesystemen van de menselijke motor. We merken op dat we deze tabel hebben afgeleid uit gegevens uit de literatuur, waarbij we vervolgens gerekend hebben met een spierrendement van 25% en een (afgetraind) gewicht van 60 kg.

Zoals blijkt uit de tabel, is het werkelijke maximale vermogen (in watt/kg) sterk afhankelijk van het energiesysteem. Aan de ene kant is ATP in staat om (gedurende korte tijd) heel veel vermogen te leveren, terwijl de aan de andere kant de verbranding van vetzuren (gedurende zeer lange tijd )relatief weinig vermogen kan leveren.

Vermogen van de 4 menselijke energiesystemen

Welke brandstof gebruiken sprinters en langeafstandlopers?

De menselijke motor regelt min of meer automatisch welke brandstof het gebruikt. In rust en wanneer weinig vermogen nodig is, worden vetzuren als brandstof gebruikt. Naarmate meer vermogen nodig is, dus bij een toenemende snelheid bij hardlopen, schakelt de menselijke motor over op successievelijk de aerobe omzetting van glycogeen, de anaerobe omzetting van glycogeen (glycolyse) en de directe omzetting van ATP.

Hoge snelheden kun je uiteraard niet lang volhouden, zodat de inzet van de 4 brandstoffen dus tevens afhankelijk is van de tijdsduur van de inspanning. Sprinters gebruiken vooral ATP als brandstof en langeafstandlopers gebruiken de aerobe omzetting van vetzuren en glycogeen.

De inzet van de 4 energiesystemen is tevens de verklaring voor de afname van het vermogen met de tijd, conform de formule van Riegel. In de onderstaande tabel en grafiek geven we een overzicht van de inzet van de 4 energiesystemen in de praktijk als functie van de inspanningsduur.

Inzet brandstoffen

Inzet van de 4 energiesystemen

Hoe groot is de grens van het menselijk vermogen als functie van de tijd

Als we de inzet van de brandstoffen uit de bovenstaande tabel vermenigvuldigen met het specifieke vermogen per energiesysteem uit de eerste tabel, kunnen we uitrekenen wat het maximale menselijk vermogen is als functie van de inspanningsduur. Het resultaat is weergegeven in de onderstaande tabel en grafiek.

Grens van het menselijk prestatievermogen

Grens van het menselijk prestatievermogen

Klopt de theorie met de praktijk?

We hebben al eerder aangetoond dat de ADV (dus het vermogen dat je een uur lang kunt volhouden) inderdaad rond de 6,4 ligt. Deze waarde volgt uit de Power Profiles van het wielrennen, terwijl de wereldrecords bij de atletiek ook allemaal rond de 6,4 watt/kg liggen.

De getallen voor de andere inspanningsduren zijn ook reëel, hetgeen blijkt uit de onderstaande tabel. Hierin staan de berekende vermogens bij de wereldrecords op verschillende afstanden. Al deze vermogens zijn gebaseerd op ons model, dat uitgaat van een evenwichtssituatie.

De evenwichtsvermogens op de 100 meter (12,0 watt/kg) en 400 meter (10,6 watt/kg) hebben we gecorrigeerd voor het feit dat extra vermogen nodig is voor de versnelling van 0 tot 10 m/s gedurende de eerste 4 seconden na de start. Dit komt overeen met een versnelling van 2,5 m/s². Hiervoor is een extra vermogen nodig (P/m = av) van 25 watt/kg.

Omdat de versnelling maar 4 seconden duurt, is het effect op het gemiddelde vermogen bij de 100 meter 4/9,58*25 = 10,5 watt/kg en 400 meter 4/43*25 = 2,3 watt/kg. De totale vermogens worden dus 22,4 watt/kg en 12,9 watt/kg, hetgeen zeer goed overeenkomt met de biochemie.

Relevante prestaties en vermogens

Conclusie

Samenvattend kunnen we concluderen dat de vermogens van de 4 energiesystemen een zeer goede benadering geven van de grens van het menselijk vermogen bij verschillende inspanningsduren. Bij een korte explosie is de grens 24 watt/kg, bij een inspanning van 1 uur (de ADV) is de grens 6,4 watt/kg.

Wie de eindsprint wint, is afhankelijk van het anaerobe vermogen dat je dan nog kunt mobiliseren. Het zal duidelijk zijn dat je hierop kunt trainen maar aanleg een belangrijke rol speelt.

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

Reageer op dit artikel

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.

De beste looptips en inspirerende artikelen 2x per week in je mailbox?

Meld je dan aan voor onze nieuwsbrief en mis niets!

Meer uit Training