ANWENDUNGEN DER LEISTUNG IM LAUFTRAINING

*Originalartikel aus der Zeitschrift Sportraining

Kontextualisierung der Leistungsmessung

Um das Konzept der Leistung als Indikator für die externe Belastung eines Sportlers zu verstehen, ist eine Kontextualisierung erforderlich, um zu verstehen, wie dieses Konzept, das zuerst auf den Radsport angewendet wurde, sich durch eine Reihe von Annahmen bis zum Laufen entwickelt hat, wobei sowohl Vorteile als auch Nachteile aufgezeigt werden.

Aus diesem Grund kann die Überwachung der Trainingsbelastung bei Ausdauersportlern im Radsport gemäß dem Konsens zur Trainingsbelastungsüberwachung über interne und externe Belastungsvariablen erfolgen. Dabei ist die Leistung die Hauptvariable zur Bewertung der externen Belastung im Radsport (Allen und Coggan, 2006). Tatsächlich können wir feststellen, dass der Einsatz des Leistungsmessers es uns ermöglicht, die Ermüdung und Erholung der Athleten zu bewerten, die Trainingsbelastung zu individualisieren und die Trainingsbelastungen zu bestimmen.

Die Leistung wird berechnet, indem die ausgeübte Kraft mit der Geschwindigkeit multipliziert wird (Marroyo und López, 2015). Das bedeutet, wenn von mechanischer Leistung die Rede ist, bezieht man sich auf die Variable, die das Tempo angibt, mit dem die Arbeit verrichtet wird, und sie wird unter Berücksichtigung dieser geleisteten Arbeit geteilt durch die dafür benötigte Zeit berechnet.

Aber Kraft ist eine schwer zu messende Größe, da es keine Geräte gibt, die sie direkt messen. Daher werden Strategien gesucht, um sie indirekt über eine direkte Proportionalität zu anderen Variablen zu messen. Einige dieser Strategien können darauf basieren, die elektrischen Eigenschaften bestimmter Materialien zu nutzen, da diese ihre elektrischen Eigenschaften ändern, wenn eine Kraft auf sie ausgeübt wird, wodurch eine lineare Beziehung entsteht, die gemessen werden kann. In der Praxis bedeutet dies die Verwendung von Kraftmessplatten, die die Bodenreaktionskräfte messen und auf zwei Technologien basieren. Das Beispiel der ersten dieser Technologien, der piezoelektrischen, ist die Waage, die wir zu Hause haben können, basierend auf der physikalischen Eigenschaft von Quarz, seine elektrische Oberflächenladung zu ändern, wenn sich die mechanische Last ändert, die er trägt. Und die zweite ist die Dehnungsmessstreifen-Technologie, die ihren elektrischen Widerstand ändert, wenn sie sich durch mechanischen Stress verformt, d.h. eine Druckplatte. Letztere wird in Leistungsmessern für den Radsport SRM^® oder Powertap^® verwendet, die die zwischen Kettenblatt und Kurbel sowie an der Hinterradachse erzeugte Kraft aufzeichnen.

Was einige Autoren sagen

Sobald die Leistung und die verschiedenen Messmethoden bekannt und verstanden sind, ist es schwer zu verstehen, dass Pioniere der Laufleistung wie Vance (2016) in seinem Buch „Run with Power“ reflektieren, dass die Laufleistung den Laufsport revolutioniert hat. Denn mit dem Aufkommen von Laufleistungsmessern gibt es nun ein Werkzeug, das die Leistung direkt, objektiv und wiederholbar misst. Sie behaupten, dass nicht nur die erzeugte Leistung während Trainingstagen oder -wochen gemessen werden kann, sondern auch im Wettkampf, wobei die Laufleistung das am besten geeignete Werkzeug ist, um den Fitnesszustand des Sportlers und die Stresstoleranz (Fitness) zu analysieren; es ist seltsam, dass dieses Werkzeug nicht schon früher verwendet wurde, da seine Verwendung die Analyse von Daten wie Metriken und Maßen ermöglicht, die bisher unbekannt waren, wodurch sich mit dieser neuen Information neue Türen für neue Leistungsniveaus im Sport öffnen. Dieser Autor nennt zahlreiche Gründe, warum die Verwendung der Laufleistung das Training und den Fitnesszustand positiv beeinflussen kann, darunter: Spezifität, technische Verbesserungen, objektive Leistungsmessungen, Lastquantifizierung, bessere Erholung, Präzision beim Tapering, Effektivität beim Aufwärmen, Watt/Kilo, Geschwindigkeit pro Watt, objektives Feedback in einer Periodisierung. Oder… was wir als Intensivierung des Schlüsselprinzips des Trainings etablieren könnten: die Individualisierung der Belastung.

Die Realität
Doch wäre dies so, könnten wir nicht verstehen, dass viele Trainer und Athleten die Frage, ob Watt beim Laufen den Rhythmus (min/km) oder die Herzfrequenz (bpm) ersetzt haben, nicht mit einem klaren Ja beantworten. In diesem Fall müssten wir davon ausgehen, dass die Watt für das Laufen das bedeutet haben, was sie einst für den Radsport darstellten. Anderen Sportarten wie dem Trailrunning einen neuen, objektiveren Ansatz zu bieten, der nicht darauf basiert, dass wir uns je nach Distanz, Höhenunterschied, Tempo und Herzfrequenz pro Minute ein Bild davon machen können, wie anspruchsvoll der Test, das Training oder der Wettkampf ist. Und wenn wir dieses eindeutige Ja auf den wissenschaftlichen Bereich übertragen, könnten wir von einem Leistungsmesser sprechen, der auf Beschleunigungsmessung basiert und die Leistung direkt, objektiv und wiederholbar misst. Das heißt, ein wissenschaftlich valider und zuverlässiger Leistungsmesser. Dies würde bedeuten, dass er die Leistung messen würde, anstatt sie zu schätzen, und dies jedes Mal mit der gleichen Genauigkeit und ohne Variabilität zwischen den Messungen. Auf diese Weise könnten wir, wenn wir den Stryd-Laufleistungsmesser mit einem Mercedes-Motor vergleichen würden, feststellen, dass dieser Motor der zuverlässigste in der Startaufstellung der Formel 1 ist, weil er immer mit der gleichen Drehzahl und der geringstmöglichen Schwankung läuft. Und wäre dies so, und wäre der Stryd wissenschaftlich validiert, gäbe es keine Studien, in denen die Leistung empfindlicher auf Änderungen der Trittfrequenz und anderer biomechanischer Faktoren reagiert als auf die Laufeffizienz oder den Kalorienverbrauch (Austin, Hokanson, McGinnis und Patrick, 2018). Dies ist logisch, da die Leistung auf der Beschleunigungsmessung basiert.
Hinzu kommt, dass die Leistungsdaten beim Laufen nicht über einen Leistungsmesser oder Wattmesser wie beim Radfahren erhoben werden, sondern über eine komplexe Berechnung und Annahmen geschätzt werden, die dieser Beschleunigungsmesser über verschiedene Formeln liefert.

Der Stryd-Leistungsmesser
Zunächst sei gesagt, dass wir von Stryd sprechen, einer der bekanntesten Marken auf dem Markt, aus dem einzigen Grund, dass sie in der wissenschaftlichen Literatur vorherrschend und bei Elite-Athleten und Triathleten am häufigsten verwendet wird, und dies ohne kommerzielles Interesse.

Die zweite Version des Stryd-Leistungsmessers (im Gegensatz zum Pionier-Modell, das ein Brustgurt war) ist ein Pod, ähnlich einem Schrittzähler, mit einem Sensor, der drei Beschleunigungsmesser enthält. Dieser misst die Beschleunigung des Fußes in drei Richtungen während des Laufens: horizontal, vertikal und lateral. Besondere Aufmerksamkeit gilt der horizontalen Beschleunigung, da dies das Hauptziel des Laufens ist, wobei immer versucht wird, die Beschleunigung in der horizontalen Ebene zu maximieren und die Beschleunigungen in der vertikalen (vertikale Oszillation) und lateralen (Rotation von Schultern, Hüften, Händen, Ellbogen, Knien und Füßen) Ebene so weit wie möglich zu minimieren, ohne jedoch die Bedeutung der Erfassung lateraler und vertikaler Bewegungen zur Optimierung der Laufeffizienz (EC) zu vergessen. Daher wird die Leistung (P) mit der Körpermasse (m) in Kilogramm (kg), der gemessenen Beschleunigung (a) in Metern pro Sekunde (m/s²) und der Geschwindigkeit (v) in Metern pro Sekunde (m/s) berechnet. Einer der Hauptvorteile, die Stryd und seine Software bieten, ist eine Echtzeitberechnung der Laufleistung durch dreidimensionale Beschleunigungsdaten. Mit anderen Worten, ein sofortiges Feedback für den Sportler. Und zu weiteren Nachteilen: Obwohl die grundlegende Formel einfach erklärt ist, erfordert dies einen komplexen Algorithmus, um die Beschleunigung und die Richtungen korrekt und stabil zu integrieren.

Welche Formeln werden verwendet?

Einige dieser Formeln und Algorithmen werden in „The Secret of Running“ von Van Dijk und Van Megen (2017) erläutert. Dies ist das Buch, das die wissenschaftliche Grundlage für das Leistungstraining bildet, bei dem die Daten mit dem Stryd selbst erfasst werden, obwohl mit dem Pionier-Modell (Brustgurt-Beschleunigungsmesser), das zusammen mit „Run with Power“ von Vance (2016) die wissenschaftliche Bibliographie zur Laufleistung vervollständigt. Obwohl, ähnlich wie bei dem Buch zum Radsport „Trainieren mit Leistungsmesser“ von Allen und Coggan (2016), die bibliographischen Referenzen spärlich sind.

Van Dijk und Van Megen (2017) schlagen ein umfassendes Modell der Laufphysik vor, bei dem man wissen muss, wie viel Leistung unter verschiedenen Bedingungen zum Laufen benötigt wird. Offensichtlich ist zusätzliche Leistung erforderlich, um gegen den Wind zu laufen, weshalb man auch wissen muss, wie viel Leistung erforderlich ist, um den Luftwiderstand oder „air resistance“ (Pa) zu überwinden. Darüber hinaus erfordert das Bergauf-Laufen auch zusätzliche Leistung, weshalb wir wissen müssen, wie viel Leistung erforderlich ist, um den Bergwiderstand oder „climbing resistance“ (Pc) zu überwinden. Und natürlich ist zu beachten, dass auch das Laufen auf ebenem Gelände ohne Widerstand Leistung erfordert, diese erforderliche Leistung wird als Laufwiderstand oder „running resistance“ (Pr) bezeichnet. Zusammenfassend können wir festhalten, dass in einer Gleichgewichtssituation die verfügbare Leistung des menschlichen Körpers gleich der Summe der benötigten Leistung sein muss, um diese drei Widerstände zu überwinden: den Laufwiderstand, den Luftwiderstand und den Bergwiderstand.
Dieses Modell wird durch die folgende Formel ausgedrückt und entwickelt:

P = Pr + Pa + Pc

Der Laufwiderstand

Pr = cmv

Theoretisch lässt sich die benötigte Leistung („Pr“, in Watt) zur Überwindung des Widerstandes aus den spezifischen Laufkosten („c“, in kj/kg/km), dem Körpergewicht („m“, in kg) und der Geschwindigkeit („v“, in m/s) des Läufers berechnen, wie es in der Formel erklärt wird. Diese Formel für den Laufwiderstand zeigt, wie der Leistungsbedarf direkt proportional zum Körpergewicht und zur Geschwindigkeit ist. Der Laufwiderstand kann allgemein erklärt werden, indem das Verhältnis von Leistung in Watt (W) und Geschwindigkeit in Kilometern pro Stunde (Km/h) dargestellt wird. Oder spezifisch, das heißt, indem das Verhältnis zwischen der spezifischen Leistung, ausgedrückt in W/kg und km/h, gezeigt wird.

In dem Buch, auf das wir uns beziehen, wird begründet, dass der spezifische Energieverbrauch („c“, in kJ/kg/km), für den 0,98 kJ/kg/km als Wert für diese Berechnungen angenommen wird. In verschiedenen Lehrbüchern und wissenschaftlichen Artikeln wird der spezifische Laufkosten mit einem Standardwert von einer kcal pro kg Körpergewicht pro Kilometer angegeben; und da eine kcal 4,184 Joule entspricht und die Stoffwechseleffizienz auf 25 % festgelegt werden kann, entspräche dies 4,184 x 0,25 = 1,05 kJ/kg/km, sodass dieser Wert leicht höher als 0,98 ist.

Der Luftwiderstand

Pa = 0.5pCdA (v + vw) 2v

Die Leistung („Pa“, in Watt), die zur Überwindung des Luftwiderstands erforderlich ist, hängt von der Luftdichte („p“, in kg/m³), dem Luftwiderstandsfaktor („CdA“, in m²), der Geschwindigkeit („v“, in m/s) und der Windgeschwindigkeit („vw“, in m/s) ab.

Der Bergwiderstand

Pc = (i / 100) mgv Der Bergwiderstand hängt von der Steigung („i“, in %), dem Körpergewicht („m“, in kg) und der Geschwindigkeit („v“, in m/s) ab.

Sobald wir dies verstanden haben, können wir ableiten, dass, wenn von „rFTPw“ beim Laufen („Running Functional Threshold Power“) oder „Funktioneller Leistungsschwelle“ die Rede ist, ausgedrückt in Watt (W), geschätzte Wattwerte gemeint sind, die mit einer bestimmten Intensität verbunden sind. Dies kann auf der Website des Geräts im sogenannten „Power Center“ berechnet werden, wenn man den Stryd verwendet, oder theoretisch über ein komplexes Berechnungsmodell. Die Daten verschiedener Tests können geladen werden, um den FTP zu berechnen und so eine bestimmte Zeit für einen 5k- oder 10k-Lauf zu schätzen. Diese Tests werden sowohl im theoretischen Handbuch von Stryd als auch im Buch von Vance (2016) erklärt und in der folgenden Übersichtstabelle (Tabelle 1) zusammengefasst.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir, wenn wir die Konzepte der Leistung im Radsport und Laufen in einem zyklischen Ausdauersport wie dem Triathlon einordnen, eine Reflexion für alle Trainer anstellen müssen, die eine Saisonplanung und Lastquantifizierung in diesem Sport über Training Peaks^®, die berühmte virtuelle Software, die auf der Methodik von Allen und Coggan (2006) basiert, durchführen. Wenn wir den Triathlon nach Disziplinen analysieren, können nur in der zweiten (Radfahren) die Wattwerte auf valide und zuverlässige Weise über einen Leistungsmesser (direkt, objektiv und wiederholbar) gemessen werden; und wenn wir in den beiden anderen (Schwimmen und Laufen) dies über die kritische Geschwindigkeit tun, verwenden wir die externe Variable „Tempo“ auf einer Plattform, auf der die Hauptvariable oder „Goldstandard“ nicht diese ist, sondern die Leistung. Dasselbe gilt für die Quantifizierung der Last.

Aus all dem geht hervor, dass die Laufleistung bis jetzt nützlich sein könnte, um unser Training zu ergänzen und uns zu helfen, die Verbesserung der Lauftechnik zu verstehen. Dies zeigten Aubry, Power und Burr (2018), als sie die Laufleistung als Trainingsmetrik für Elite- und Amateurläufer bewerteten. Sie kamen zu dem Schluss, dass bei Amateurläufern eine Verbesserung der mechanischen Komponenten des Laufens mit einer Verringerung der Bodenkontaktzeit, der vertikalen Oszillation und der Trittfrequenz verbunden werden konnte. Bei Eliteläufern war Stryd jedoch nicht genau genug, da, obwohl der metabolische Bedarf bei verschiedenen Geschwindigkeiten unterschiedlich war, er sich auf verschiedenen Oberflächen nicht unterschied. Oder um schnell und einfach Parameter wie die Steifigkeit (Muskelsteifigkeit) zu messen, da eine höhere Steifigkeit positiv mit der Flugzeit und dem Fußauftrittswinkel und negativ mit der Bodenkontaktzeit korreliert ist (García-Pinillos, Latorre-Román, Ramírez-Campillo, Párraga-Montilla und Roche-Seruendo, 2018). Aber wir dürfen nicht vergessen, dass der erhaltene Leistungswert auf Akzelerometrie basiert, weshalb dieser Wert empfindlicher auf Änderungen der Trittfrequenz und anderer biomechanischer Faktoren reagieren kann als auf die Laufeffizienz oder den Kalorienverbrauch (Austin, Hokanson, McGinnis und Patrick, 2018). Bisher haben sich die externe Variable „Tempo“ (Minuten/Kilometer) und die interne Variable „Herzfrequenz“ (Schläge pro Minute) als die Hauptvariablen etabliert, sowohl im Alltag auf einer Leichtathletikbahn als auch bei der Planung und Quantifizierung von Lauftraining. Dies erklärt, warum Planungs- und Quantifizierungsplattformen wie Training Peaks® noch keine sportartspezifischen Lastquantifizierungsmodelle wie die ECOs oder Objective Load Equivalents (Cejuela und Esteve-Lanao, 2011) im Triathlon ersetzt haben.

AUTOREN

Javier Olaya Cuartero Doktorand an der Universität Alicante. Master in Sportleistung und Gesundheit. Absolvent in CCAFyD. Nationaler Triathlontrainer
Roberto Cejuela Anta Doktor in Sportwissenschaften. Höherer Trainer für Triathlon, Leichtathletik, Radfahren und Schwimmen. Universität Alicante

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BIBLIOGRAPHIE

ALLEN, H. und COGGAN, A. (2006). H. Training and Racing with a PowerMeter. Boulder, CO: VeloPress.
AUBRY, R. L., POWER, G. A. und BURR, J. F. (2018). An assessment of running power as a training metric for elite
and recreational runners. The Journal of Strength & Conditioning Research, 32(8), 2258-2264.
AUSTIN, C., HOKANSON, J., MCGINNIS, P. und PATRICK, S. (2018). The Relationship between Running Power and
Running Economy in Well-Trained Distance Runners. Sports, 6(4), 142.
CEJUELA, R. und ESTEVE-LANAO, J. (2011). Training load quantifi cation in triathlon.
GARCÍA-PINILLOS, F., LATORRE-ROMÁN, P. Á., RAMÍREZ-CAMPILLO, R., PÁRRAGA-MONTILLA, J. A. und ROCHE-SERUENDO, L.
E. (2018). How does the slope gradient affect spatiotemporal parameters during running? Infl uence of
athletic level and vertical and leg stiffness. Gait & posture.
MARROYO, J. A. R. und LÓPEZ, J. G. (2015). Trabajo, potencia y energía. In Biomecánica básica aplicada a la
actividad física y el deporte (pp. 149-172). Paidotribo.
VAN DIJK, H. und VAN MEGEN, R. (2017). The Secret of Running: Maximum Performance Gains Through Effective
Power Metering and Training Analysis. Meyer & Meyer Sport.
VANCE, J. (2016). Run with power: The complete guide to power meters for running.