De vermogensafname in de tijd

Door
Hans van Dijk & Ron van Megen
3 juli 2019 14:15
De vermogensafname in de tijd
Vele auteurs hebben al geworsteld met de vraag hoe de afname van het vermogen bij een toenemende duur van de inspanning het beste beschreven kan worden. In de wielrenliteratuur wordt veel gebruik gemaakt van het CP-AWC model van Monod & Scherrer. De CP staat daarbij voor Critical Power, een vermogen (in Watt/kg) dat in theorie oneindig lang kan worden volgehouden. AWC staat voor Anaerobic Work Capacity (in kJ/kg), een eindige hoeveelheid energie die gedurende een korte tijd t kan worden aangesproken. Het beschikbare vermogen (in Watt/kg) is daarmee gelijk aan de som van de CP en de AWC/t, dus:

P = CP+AWC/t

Hoewel het veel gebruikt wordt, heeft het CP-AWC diverse nadelen. De meest voor de hand liggende zijn dat bij hele kleine tijdspanne t het beschikbare vermogen tot in het oneindige stijgt en dat bij hele grote t het beschikbare vermogen altijd gelijk blijft aan de CP. Beide consequenties zijn duidelijk niet realistisch.

Wij kiezen voor een geheel andere ervaring, die voortkomt uit onze kennis over de afname van de snelheid - en dus het vermogen - bij hardlopen. Vanzelfsprekend hebben we dit geverifieerd voor wielrennen.

De fameuze formule van Pete Riegel
Zoals beschreven in Het Geheim van Hardlopen kan de afname van de snelheid bij hardlopen zeer nauwkeurig beschreven worden met de fameuze formule van Pete Riegel, deze luidt:

V2/V1 = (t2/t1)-0,07

De grafiek toont ter illustratie de wereldrecords bij het hardlopen. Zowel bij de mannen als bij de vrouwen liggen de punten keurig op een regressielijn die overeenkomt met de formule van Riegel. In de praktijk blijkt overigens dat de formule van Riegel niet meer goed werkt bij afstanden korter dan 1500 meter hardlopen. De reden is dat bij tijdsduren korter dan 4 minuten de anaerobe energiesystemen in het menselijk lichaam een groet rol spelen. 



Omdat het vermogen bij hardlopen recht evenredig is met de snelheid, gaan we ervan uit dat de formule van Riegel dus tevens een zeer goede beschrijving geeft van de daadwerkelijke afname van het vermogen van het menselijke lichaam als functie van de tijd. We hebben kunnen vaststellen dat de formule ook voor wielrennen van toepassing is, omdat de energieproductie in onze beenspieren op analoge wijze plaatsvindt.

De piekfactoren van het vermogen bij wielrennen
Allereerst stellen we hier dat de afname van het vermogen bij een grotere tijdsduur dan 10 minuten beschreven kan worden met de formule van Riegel. Dit leidt tot de volgende tabel.



We zien dus om te beginnen uit deze tabel dat de ADV (het vermogen bij 60 minuten) gelijk is aan 0,88 * het vermogen van de VO2 max (het vermogen bij 10 minuten). Deze relatie hebben we in eerdere artikelen op TriPro al gebruikt.

De formule van Riegel geeft dus een goede empirische beschrijving van de afname van het vermogen voor een tijdsduur groter dan 10 minuten. Nu is bekend dat bij een langere tijdsduur het aandeel van de vetverbranding toeneemt en het aandeel van de verbranding van glycogeen daalt. Is dit soms de fysiologische verklaring voor de formule van Riegel? Om die vraag te beantwoorden, verdiepen we ons nog even verder in de biochemie van de 4 menselijke motoren.

Het vermogen van de 4 menselijke motoren
Uit de literatuur kennen we niet allen de energieproductie, maar ook de snelheid van de 4 energieprocessen.

In de onderstaande tabel geven we deze in mmol ATP/s en de piekfactor (de verhouding tussen de snelheid van de processen en de snelheid van de aerobe omzetting van glycogeen). In deze tabel zien we overigens tevens de echte verklaring voor het fenomeen van de hongerklop, want het vermogen van de vetzuren blijkt maar 30% te zijn van het vermogen van glycogeen! Als de voorraad glycogeen in je spieren op is, val je dus meteen enorm terug in vermogen en snelheid!



Klopt de afname van het vermogen met de toename van het verbruik aan vetzuren?
In de onderstaande tabel hebben we theoretisch berekend hoe de percentuele inzet van glycogeen en vetzuren zou moeten verlopen, om de afname van het vermogen van de formule van Riegel te verklaren. We zijn hierbij uitgegaan van de vermogensverhouding van 1,0 : 0,3 voor glycogeen en vetzuren, conform de bovenstaande tabel. Het resultaat komt zeer goed overeen met de gemeten waarden uit het onderzoek van Romeijn, zie de grafiek.





En hoe zit dat met de anaerobe systemen?
We mogen dus wel concluderen dat voor tijdsduren langer dan 10 minuten de veranderende verhouding van de inzet van glycogeen en vetzuren de verklaring is voor de waargenomen en door Riegel beschreven afname van de vermogens in de tijd. Maar hoe zit dit nu voor korte tijdsduren, wanneer de anaerobe systemen ook een belangrijke rol spelen en de formule van Riegel niet meer goed werkt? In de tabel aan het eind van dit artikel hebben we theoretisch afgeleid wat de aandelen van de 4 energiesystemen zou moeten zijn om de aangegeven piekfactoren te bereiken. We zijn hierbij weer uitgegaan van de onderlinge vermogensverhouding van 3,17 : 1,74 : 1,00 : 0,30. Het resultaat komt goed overeen met de waargenomen piekfactoren van de Power Profiles.

Conclusie piekfactoren
Bij het hardlopen is bekend dat de machtsfactor -0,07 in de formule van Riegel goed klopt voor verreweg de meeste lopers. Toch zijn er ook wel afwijkingen bekend, met name:

Sprinters met een hoge snelheid en beperkt duurvermogen (hiervoor is een machtsfactor -0,09 beter).

Ultralopers met een beperkte snelheid en zeer goed uithoudingsvermogen (hiervoor past een machtsfactor -0,05 beter).

Hiermee rekening houdend zijn we gekomen tot de volgende opzet voor de piekfactoren voor wielrennen. 

Concreet betekent dit dus dat voor ‘normale’ renners de ADV bepaald kan worden uit het vermogen gedurende 20 minuten gedeeld door 1,08 (dus door te vermenigvuldigen met 0,93). Voor echte diesels wordt de vermenigvuldigingsfactor 0,94 en voor sprinters 0,91.



Met de bovenstaande piekfactoren rekenen we in de voorbeelden van onze artikelen voor TriPro. Ook in de calculatoren op www.hetgeheimvanwielrennen.nl worden deze gebruikt.

Je kunt het effect van alle factoren op je prestaties nalezen in ons boek
Het Geheim van Wielrennen
Op zoek naar tips om een snellere en completere wielrenner te worden? 
Dan is Het Geheim van Wielrennen een absolute must!
Een naslagwerk met een vernieuwende kijk op wielrennen en de
grenzen van het prestatievermogen. 
Van de schrijvers van Het Geheim van Hardlopen en Hardlopen met Power!.

Het Geheim van Wielrennen is voor de betere ereaders beschikbaar
als ePub3 in fixed format, ISBN 978-90-821069-6-1

In het Engels is The Secret of Cycling beschikbaar in print en diverse ebook formaten, 
als ISBN 978-1-78255-108-9.
Ook uitgegeven in het Duits, Spaans en Italiaans.

Hans van Dijk, Ron van Megen en Guido Vroemen

  • 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
  • Nog geen reacties aanwezig.

TriPro triathlon clinics: Waar & wanner?

Tri-kalender

17
september