Badania pokazują, że „superkolce” mogą zwiększyć prędkość biegu na bieżni o 2%

„Zawodnicy uprawiający biegi lekkoatletyczne zaczęli nosić superkolce około pięć lat temu i obecnie są one powszechne w elitarnych biegach lekkoatletycznych” — mówi Wouter Hoogkamer, adiunkt kinezjologii na UMass Amherst i starszy autor artykułu.

„Superkolce mają grubszą, ale lżejszą, bardziej wytrzymałą i bardziej elastyczną podeszwę środkową, często połączoną z płytką z sztywnego włókna węglowego umieszczoną w podeszwie środkowej” – wyjaśnia dalej Montgomery Bertschy, doktorant w Hoogkamer’s UMass Integrative Locomotive Lab i współautor pierwszego artykułu.

„W ciągu ostatnich pięciu lat pobito wiele rekordów toru i nie będzie to miało większego znaczenia podczas tych igrzysk olimpijskich” — dodaje Hoogkamer. „Wielu przypisuje to ostatnim osiągnięciom w technologii kolców, ale naukowo nie wiemy, czy to pomaga. Czy sportowcy biegają szybciej, ponieważ kolce są szybsze, czy po prostu dlatego, że lepiej trenują lub biegają na szybszych bieżniach?”

Aby odpowiedzieć na to pytanie, Hoogkamer zgromadził międzynarodowy zespół badaczy, w którego skład weszli Ethan Wilkie, student studiów podyplomowych na Uniwersytecie Nowego Brunszwiku w Kanadzie, oraz Victor Rodrigo-Carranza, wówczas student studiów podyplomowych na Uniwersytecie Kastylia-La Mancha w Hiszpanii.

W serii eksperymentów badacze porównali różne modele superkolców z typowymi tradycyjnymi butami do biegania z kolcami: lekkie w konstrukcji z minimalną amortyzacją i bez dodatkowych elementów zwiększających sztywność zginania. Odkryli, że różne modele superbutów poprawiały prędkość biegu o około 2%, od 1,8% do 3,1%.

Nasuwa się pytanie: Jak bardzo 2% poprawa prędkości może wpłynąć na konkurencję? „Dużo”, mówi Wilkie, „pokazujemy, że buty mają znaczenie, a w szczególności, że kolce niektórych marek wypadły lepiej niż inne. Historycznie rzecz biorąc, możemy spodziewać się różnic mniejszych niż 0,5% w czasie wyścigu, które zadecydują o tym, kto zdobędzie złoto, kto srebro, a kto nie stanie na podium. Nasze ustalenia dotyczące 2% wskazują, że część z tego może wynikać z tego, że niektórzy mają nieco lepsze buty niż inni”.

„Na olimpiadzie niewielu sportowców będzie biegać w tradycyjnych kolcach, ale ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że nie wszystkie superkolce są sobie równe” — dodaje Hoogkamer. W ostatnim eksperymencie badania naukowcy ocenili dostępne w sprzedaży buty. Odkryli, że PUMA evoSPEED LD Nitro Elite+ i Nike ZoomX Dragonfly wykazały znaczną poprawę prędkości o około 2%, ale trzeci model innej marki wykazał tylko 1% poprawy i statystycznie nie był to wynik lepszy od tradycyjnych kolców.

Podczas gdy poprzednie badania Hoogkamera wykazały korzyści wynikające z superbutów w maratonach, ilościowe określenie tego w przypadku zawodów na średnich dystansach wiązało się z wyjątkowymi wyzwaniami. Aby przetestować wpływ superbutów na maratończyków, naukowcy zazwyczaj mierzą powietrze wydychane przez biegaczy podczas biegu w tempie maratońskim na bieżni. „Kiedy jednak sportowcy biegają w tempie biegu na średnich dystansach, istnieje znaczny udział beztlenowego metabolizmu energii, którego nie uchwycimy, mierząc oddechy sportowców” — wyjaśnia Rodrigo-Carranza. Zamiast tego badacze polegali na własnych doświadczeniach jako (byłych) zawodowych biegaczy na średnich dystansach i opracowali nowy protokół, w którym poprosili sportowców o przebiegnięcie serii 200-metrowych interwałów w tempie biegu na średnich dystansach, co jest powszechnym treningiem dla biegaczy na średnich dystansach.

Bertschy podkreśla naukową rygorystyczność, która umożliwiła temu zespołowi wyodrębnienie wpływu konstrukcji buta z innych zmiennych, szczególnie w przypadku wydajności biegu na średnie dystanse. „Z literatury wiemy, że masa buta ma istotny wpływ na koszt metaboliczny biegania i że każde 100 gramów dodane do stopy zwiększa koszt energetyczny biegania o około 1%, co z kolei spowolni biegaczy o 0,6% przy tych prędkościach biegu” — wyjaśnia. Tak więc w swoim pierwszym eksperymencie dodali 200 gramów do każdego buta pary kolców, która była identyczna z kolcami kontrolnymi, aby wywołać o 2% wyższy koszt energetyczny dla biegacza. Przewidywali, że spowoduje to spadek prędkości o 1,2%. Gdyby ich przewidywania były trafne, potwierdziłoby to, że ich metody dokładnie odzwierciedlały wpływ samego buta. I właśnie to zrobiły.

W Hiszpanii Rodrigo-Carranza ocenił następnie niezawodność swojego nowego protokołu, prosząc uczestników o bieganie w trzech różnych modelach kolców nie tylko raz, ale w ciągu trzech oddzielnych dni. Oceniając różnice grupowe między trzema modelami kolców, badacze znaleźli dokładnie takie same wyniki w każdym z trzech dni, co dodatkowo dowodzi solidności tego protokołu.

Jeśli chodzi o to, jak super kolce sprawiają, że ludzie biegają szybciej, badacze odkryli, że biegacze wykonywali dłuższe kroki, a nie szybsze. „Nasze wyniki wskazują również, że w biegu na 1500 m nasi uczestnicy wykonywaliby od 17 do 21 kroków mniej w super kolcach w porównaniu z tradycyjnymi kolcami” — mówi Hoogkamer.

Hoogkamer wyobraża sobie innowacje, które niesie ze sobą ta nowa metoda. „Różne marki faktycznie używają teraz tego protokołu, aby ocenić swoje kolce i dowiedzieć się, co jest najlepsze na konkretny dystans lub dla konkretnego sportowca, który jest silniejszy, cięższy lub szybszy” — mówi. „Możesz pójść do konkretnego sportowca, kazać mu przetestować kolce z naszym nowym protokołem i dowiedzieć się: czy musisz nosić kolce A czy B?”

Jeśli chodzi o to, co nieolimpijczycy mogą wynieść z tego badania, mówi, że może ono pomóc ludziom zrozumieć, że tak, sportowcy trenują ciężej, ale także: chodzi o buty. „To badanie ma głównie pomóc im zinterpretować to, co widzą na olimpiadzie lub gdy pobijane są rekordy świata – że część z tego wynika z tego, że buty stają się coraz lepsze i mamy na to dowody”.