walencja 03411
19 kwietnia 2024 Marcin Lipka Sprzęt

O ile szybciej możemy biegać dzięki butom z płytką karbonową?


Mało który entuzjasta biegania nie słyszał jeszcze o tzw. karbonowych butach do biegania – na starcie każdego większego biegu można w dzisiejszych czasach zobaczyć biegaczy zaopatrzonych w obuwie z karbonową płytką zatopioną w podeszwie. W mocy tej technologii swoje nadzieje pokładają biegacze zarówno początkujący, jak i bardzo zaawansowani. To, że takie buty pozwalają poprawiać wyniki sportowe, zostało już całkiem dobrze zbadane. Czy wiemy jednak dokładnie w jaki sposób się to dzieje?

Jak to się wszystko zaczęło

Na początku warto wspomnieć, że już w roku 1990 amerykański producent obuwia sportowego Brooks wypuścił model butów biegowych Fusion, który miał w podeszwie karbonową wkładkę, porównywaną w broszurach reklamowych do tyczki wykorzystywanej w skoku o tyczce. Rynek nie potraktował jednak tej nowinki na poważnie, aż do roku 2017, kiedy temat butów karbonowych eksplodował za sprawą wprowadzonego na rynek przez Nike modelu Vaporfly. Zapoczątkował on nowe rozdanie w świecie butów biegowych – dziś praktycznie każdy producent biegowego obuwia ma swój model z „napędem karbonowym”.

Pierwsze badania naukowe

Wprowadzając na rynek model Vaporfly Nike zadbał o stosowną PR-ową otoczkę naukową – zostało wtedy opublikowane badanie[1], w ramach którego przeanalizowano wpływ obuwia na koszt energetyczny biegu 18 zaawansowanych biegaczy. Przebieg badania był stosunkowo prosty – w trzech oddzielnych próbach (każda z nich na innej prędkości – 14, 16 i 18 km/h) każdy z biegaczy biegł na bieżni elektrycznej po dwa 5-minutowe odcinki w trzech różnych parach butów, z których jednymi były właśnie Nike Vaporfly. W trakcie biegu mierzony był poziom wdychanego tlenu i wydychanego dwutlenku węgla (pomiar ekonomii biegu).

kipchoge

W wyniku pomiarów stwierdzono, że dla przeciętnego uczestnika badania koszt energetyczny biegu (zwany często ekonomią biegu) był o 4% niższy, gdy biegli w butach Nike Vaporfly, w porównaniu z dwoma pozostałymi modelami obuwia (były to Nike Zoom Streak 6 oraz Adidas Adizero Boost 2). Ponadto bieg w butach karbonowych charakteryzował się wydłużonym o 0,6% czasem kontaktu z podłożem (tzw. GCT), zmniejszoną o 0,6-0,8% kadencją oraz szczytową siłą reakcji podłoża zwiększoną o 1,1%.

Karbonowa wkładka = sprężyna pod nogą?

W wypowiedziach na temat butów karbonowych często można spotkać się z opisami ich działania, które sugerują, że działają one podobnie do sprężyny. Interpretacja taka wskazuje na to, że w fazie podporowej, w trakcie przetaczania, wkładka z włókna węglowego odkształca się, po czym w końcowej fazie odepchnięcia „oddaje” skumulowaną energię. Takie wyjaśnienie mechanizmu działania karbonowych butów jest intuicyjnie łatwe do zrozumienia, ale czy na pewno w pełni wyjaśnia ono korzyści wynikające ze startów w takim obuwiu?

Zbadania tej kwestii podjęli się naukowcy z University of Massachusetts[2]. Wykorzystali do tego niezwykle kreatywną metodę badawczą – na próbie 15 biegaczy przetestowali oni dwie wersje wspomnianych wcześniej butów modelu Nike Vaporfly. Jedna z nich była standardowym butem, bez jakiejkolwiek modyfikacji, druga zaś miała wykonane 6 nacięć w przedniej części podeszwy (prostopadłych do kierunku biegu), które naruszały integralność karbonowej płytki (de facto dzieląc ją na 7 osobnych płytek). Wyniki będą dla wielu osób zaskakujące – buty z pociętą płytką wpływały na ekonomię biegu w praktycznie identyczny sposób jak te niezmodyfikowane. Jednymi z niewielu znaczących statystycznie różnic w pomiarach parametrów biegu był nieznacznie wydłużony kontakt z podłożem występujący w wypadku biegu w nienaruszonych Nike Vaporfly oraz zmniejszony kąt w stawie śródstopno-paliczkowym pierwszym (nasada dużego palca). W praktyce oznacza to, że kluczem do sukcesu butów z płytką nie jest jedynie zwiększona sztywność podeszwy mierzona wzdłuż jej długości, co miałoby odpowiadać za „efekt sprężyny”.

Najczęściej wskazywana przez badaczy hipoteza wyjaśniającą wspomagające właściwości butów karbonowych jest nieco bardziej złożona niż „teoria sprężyny”. Kluczem mechanizmu działania takiego obuwia jest według tej hipotezy pianka, z której wykonana jest podeszwa. W wyniku zatopienia w niej sztywnej i sprężystej płytki pianka miałaby efektywniej „pracować”, ponieważ w wyniku nacisku na konkretny obszar podeszwy zgniatałaby się ona bardziej równomiernie, na większej powierzchni. Na ten moment ciężko znaleźć jednak badania, które weryfikowałyby opisaną wyżej hipotezę. Jedno wiadomo na pewno – rzeczywisty mechanizm działania butów karbonowych jest bardziej skomplikowany, niż mogłoby się to wydawać na podstawie prostej intuicji.

Wymierne korzyści z biegania w karbonie

O ile ciężko wypowiadać się z dużą pewnością co do tego, jaki dokładnie jest mechaniczny sposób działania opisywanej technologii, o tyle z dość dużym przekonaniem można powiedzieć, że jest ona skuteczna – badań na temat poprawy wyników w wyniku biegania w butach z płytką węglową jest naprawdę niemało. Poniżej można znaleźć opis oraz wyniki trzech przykładowych badań, podsumowane w postaci tabeli.

Uproszczony opis badaniaUczestnicy badaniaWynikRok badania
[3] 3 próby maksymalne biegu na 3km na bieżni mechanicznej (7 dni przerwy między próbami). Porównanie ekonomii oraz czasu biegu w Nike Vaporfly z biegiem w obuwiu treningowym, w których uczestnicy biegają na co dzień na podstawie wyniku na tym samym dystansie (3km).18 biegaczy amatorów (poziom 20-25min na 5km)Wynik w Nike Vaporfly był o średnio 16,6 sekundy (2,4%) lepszy, ekonomia biegu 4,3% lepsza.2022
[4] 4 biegi 5-minutowe na bieżni mechanicznej – jeden próbny, 2 na stałych prędkościach (14 i 18km/h dla mężczyzn, 14 i 16km/h dla kobiet), jedna próba VO2max. Porównanie ekonomii biegu w Nike Vaporfly i Adidas Adizero Adios 3 na podstawie pomiaru zużycia tlenu i wydychanego dwutlenku węgla.24 biegaczy amatorów (12 kobiet, 12 mężczyzn)Skorzystanie z Nike Vaporfly skutkowało ekonomią biegu lepszą o średnio 4,2% (±1,2%).2019
[5] 6-minutowe odcinki biegane na bieżni mechanicznej, przy prędkości odpowiadającej 75% tempa VO2max dla zawodowych biegaczy (średnio 17km/h) i 70% tempa VO2max dla amatorów (średnio 13km/h). Porównanie płaskich startówek (tzw. flat) bez płytki karbonowej z 3 modelami butów z płytką karbonową.14 biegaczy – 7 amatorów, 7 kenijskich biegaczy światowej klasyEkonomia biegu lepsza w butach karbonowych o średnio 3,5-5% (w zależności od modelu) dla amatorów, 0-2% dla zawodowców2023

Na podstawie przedstawionych wyżej wyników badań, można z dużą dozą pewności stwierdzić, że bieganie w butach z karbonową płytką powinno pomóc przeciętnemu biegaczowi w polepszeniu swoich osiągów sportowych. Nie jest oczywiście możliwe dokładne określenie stopnia, w jakim takie obuwie może nas przyspieszyć, jednak należy zaznaczyć, iż nie jest to sprzęt zarezerwowany jedynie dla zawodowców – biegacze biegający wolniej również skorzystają z jego dobrodziejstw.

Peres Jepchirchir smashes the women s only half marathon record wearing adidas adizero adios pro 12
PRAGUE, CZECH REPUBLIC – SEPTEMBER 05: Peres Jepchirchir smashes the women’s only Half Marathon World Record at the RunCzech Prague race this morning, wearing adizero adios pro – adidas’ fastest ever running shoe. She set a new World Record breaking time of 1:05:34h on September 5, 2020 in Prague, Czech Republic. (Photo by Reinaldo Coddou H./Reinaldo Coddou H./Getty Images for Hill+Knowlton Strategies / adidas)

Jest jednak pewien haczyk – nie dla każdej prędkości biegu pozytywny wpływ obuwia karbonowego na osiągi będzie taki sam. W badaniu z 2023 roku[6] naukowcy z dwóch uniwersytetów w USA przebadali wpływ butów karbonowych na zużycie tlenu w trakcie biegu o prędkości znacząco niższej niż w badaniu Nike z 2017 roku – przetestowali oni bowiem biegaczy na prędkościach 12km/h (tempo 5:00/km, odpowiadające wynikowi w maratonie ~3:31) oraz 10km/h (tempo 6:00/km, maraton w ~4:13). Z pomiarów zużycia tlenu 16 amatorów wynikło, iż korzyść płynąca z używania takiego obuwia spada wraz z malejącą prędkością biegu (spadek zużycia tlenu o 1,4% w wypadku biegu z prędkością 12km/h oraz 0,9% dla 10km/h).

Podsumowanie

Buty karbonowe zdają się być uniwersalną „tajną bronią”, z której skorzystać może niemal każdy biegacz. Nie dla każdego będzie się to wiązało z takimi samymi korzyściami, jednak dla biegaczy chcących zmaksymalizować szansę na życiówki będą one pomocnym narzędziem. Wraz z upływem czasu i powszechnieniem opisanej w artykule technologii, buty z „karbonowym napędem” będzie można kupić za coraz bardziej przystępne kwoty, co oznacza, że coraz więcej osób będzie mogło spróbować biegania w butach, które niegdyś były zarezerwowane dla zawodowców.

[1] Hoogkamer W, Kipp S, Frank JH, Farina EM, Luo G, Kram R. A Comparison of the Energetic Cost of Running in Marathon Racing Shoes. Sports Med. 2018 Apr;48(4):1009-1019. doi: 10.1007/s40279-017-0811-2. Erratum in: Sports Med. 2017 Dec 16;: PMID: 29143929; PMCID: PMC5856879.
[2] Healey LA, Hoogkamer W. Longitudinal bending stiffness does not affect running economy in Nike Vaporfly Shoes. J Sport Health Sci. 2022 May;11(3):285-292. doi: 10.1016/j.jshs.2021.07.002. Epub 2021 Jul 17. PMID: 34280602; PMCID: PMC9189697.
[3] Hébert-Losier K, Finlayson SJ, Driller MW, Dubois B, Esculier JF, Beaven CM. Metabolic and performance responses of male runners wearing 3 types of footwear: Nike Vaporfly 4%, Saucony Endorphin racing flats, and their own shoes. J Sport Health Sci. 2022 May;11(3):275-284. doi: 10.1016/j.jshs.2020.11.012. Epub 2020 Nov 29. PMID: 33264686; PMCID: PMC9189709.
[4] Barnes KR, Kilding AE. A Randomized Crossover Study Investigating the Running Economy of Highly-Trained Male and Female Distance Runners in Marathon Racing Shoes versus Track Spikes. Sports Medicine (Auckland, N.Z.). 2019 Feb;49(2):331-342. DOI: 10.1007/s40279-018-1012-3. PMID: 30374945.
[5] Knopp, Melanie & Muñiz-Pardos, Borja & Wackerhage, Henning & Schönfelder, Martin & Guppy, Fergus & Pitsiladis, Yannis & Ruiz, Daniel. (2023). Variability in Running Economy of Kenyan World-Class and European Amateur Male Runners with Advanced Footwear Running Technology: Experimental and Meta-analysis Results. Sports medicine (Auckland, N.Z.). 53. 10.1007/s40279-023-01816-1.
[6] Joubert DP, Dominy TA, Burns GT. Effects of Highly Cushioned and Resilient Racing Shoes on Running Economy at Slower Running Speeds. International Journal of Sports Physiology and Performance. 2023;18(2):164-170. doi:10.1123/ijspp.2022-0227

Bądź na bieżąco
Powiadom o
guest
17 komentarzy
najstarszy
najnowszy oceniany
Inline Feedbacks
View all comments
Mateusz
Mateusz
28 dni temu

Niema lipy.

yacool
28 dni temu
Reply to  Mateusz

bo jest Lipka

Zzz
Zzz
28 dni temu

,, Niezależni eksperci” prawdę ci powiedzą

Zibi
Zibi
28 dni temu

Ciekawy artykuł bo jeszcze w poprzednim roku był artykuł i także w podcastach się pojawiało że korzyści osiągną biegacze biegający max 4min/km a tutaj już przy 12km/h – 5min/km a przy 13km/h – ok. 4,37min/km to już nawet 3.5-5% zysku. Teraz pytanie czyżby producenci zobaczyli że jednak rynek biegaczy <4min/km jest zbyt mały aby zrobić dobry biznes czy te nowe badania faktycznie potwierdzają korzyści. Może ktoś biega w takich butach ok 13km/h mógłby potwierdzić?

Andrzej
Andrzej
28 dni temu
Reply to  Zibi

Ja często biegam z takimi prędkościami,w różnych modelach,od adidas adios Pro 2 , oraz 3, adidas prime x strung 2, aż do Puma Fastroid (5,5 cm pod palcami), cóż, idą jako tako, dopiero jak depnę na 15 km/h i szybciej robi się przyjemnie i komfortowo, czuć ten wyrzut nogi, natomiast słuszną uwagę napisałeś -chcą powiększyć grono klientów publikując takie badania

yacool
28 dni temu
Reply to  Andrzej

Da się biegać w tych butach na różnych prędkościach, tylko trzeba umieć w nich dowalić w glebę, bardziej wywalając nogę do overstridingu. Kto tego nie umie lub nasłuchał się tych powszechnie głoszonych głupot o lądowaniu pod biodrem, ten nie skorzysta z potencjału jaki niesie ze sobą karbon.

Jakub
Jakub
28 dni temu
Reply to  yacool

A jak efektywnie dowalić w glebę do overstridingu przy biegu w tempie 5:00 lub wolniej żeby skorzystać z takiego buta ?

Andrzej
Andrzej
28 dni temu
Reply to  Jakub

Właśnie,,co robić?jak żyć?

yacool
28 dni temu
Reply to  Jakub

Przy 5:00 można. Nawet 6:00, ale wtedy trzeba się pilnować bo nosi i trudno utrzymać takie niskie tempa. Sztuczny problem trochę z tą dolną granicą. Górna jest ciekawa, ponieważ może być tak, że grubość takiego buta jest istotniejsza niż przyczepność w kolcach i wtedy rekordy na ulicy będą lepsze od tych na bieżni. Na dychę kobiet już tak się stało.

Jakub
Jakub
28 dni temu
Reply to  yacool

No właśnie problem jest z tym „noszeniem” bo ja osobiście nie wyobrażam sobie przy prędkości rozbiegania robić overstridingu żeby mnie to nie boostowało na wyższe prędkosci . Lekki overstridingu mam dopiero przy prędkości 5 k i im szybciej tym bardziej ale to też nie jest jakoś mocno . Na chłopski rozum wydaje mi się że to też zależy od poziomu bo jeśli ja biegam 5 k w 16 z groszem to mało prawdopodobne wydaje mi się wygenerowanie dużej energii ( takiej która wystarczająco odkształci piankę i plytkę ) by karbon boostował mnie na tak niskiej prędkości. Czyli podsumowując zastanawiam się co myślisz na temat overstridingu w karbonach na intensywnoś
ci pierwszego zakresu ? Opłaca się?

yacool
28 dni temu
Reply to  Jakub

Masz większy GRF dzięki tym butom. Płytka nie jest odkształcana tylko dociskana w fazie wykrocznej. Cała reszta zarówno w pociętym jak i oryginalnym bucie jest praktycznie bez zmian. Czyli wyginanie karbonu nie wpływa na bieg. To nie jest kwestia opłacalności czy też nie, tylko zwrócenia wreszcie uwagi na to co dzieje się w trakcie GCT i w którym momencie jest największa dynamika wybicia. Pisałem o tym już dwa lata temu w wywiadzie m.in. na temat wpływu karbonu. Tutaj chłopski rozum zawodzi.
Link:
https://bieganie.pl/trening/jacek-ksiaszkiewicz-czy-istnieje-ladne-bieganie/#:~:text=Karbon%20nie%20jest%20elementem%20aktywnym

Zibi
Zibi
28 dni temu
Reply to  yacool

Aż tak się nie znam ale cokolwiek nie jest w necie o overstridingu to poradniki jak to naprawić, unikać, samo zło itd. 🙂

yacool
28 dni temu
Reply to  Zibi

To propaganda i straszenie ludzi overstridingiem, bo połamią kolana. Tymczasem nie tylko wyczynowcy, ale też ambitni amatorzy nie byliby w stanie biegać jak biegają bez overstridingu. Trzeba tu oddzielić dwie rzeczy. Ludzi, którzy mają problemy zdrowotne i ludzi, którzy chcą poprawić swoją dynamikę biegu. Overstriding jest jednym ze sposobów, który płynie ze świata wyczynowego.

Driver
Driver
28 dni temu
Reply to  yacool

Myślę że możesz mieć rację, widzę jak tak biegają na bieżniach ,ale ja na moim amatorskim poziomie 35/10 km i krótkimi nogami mam kiepski krok, wolę zwykle naleśniki kinavary niż karbony które też posiadam.Spotkalem już wiele osób które też wola starego typu startowki

yacool
27 dni temu
Reply to  Driver

Problem może być w oscylacjach pionowych, które rosną w karbonie. Próba parowania ich zmienia od razu cały ruch i rośnie HR. Bieg na bieżni elektrycznej jest tu dobrym tropem dla tych wszystkich dziwnych odczuć karbon vs nie-karbon. Kto biega na bieżni ten wie, że jest nieco łatwiej utrzymać wyższe tempo, pomimo gorszego chłodzenia. Dzieje się tak dlatego, że pas bieżni generuje większą składową poziomą hamowania uderzając w but na początku GCT. Czyli nie robiąc overstridingu mamy podobny efekt nasilonego hamowania. W biegu na zewnątrz jest inaczej. Jeśli jednak uda się uzyskać podobne czucie biegu na zewnątrz, to wtedy zaczyna działać karbon i nie męczy nawet przy 6:00.

Marcin
Marcin
28 dni temu
Reply to  Zibi

W moim przypadku przy moim tempie maratońskim na poziomie 4:30 jest różnica na plus. Na krótszych dystansach w tempach 4:00-4:10 czuję największą różnicę na rzecz karbonu. W tempach 5:00 to się tylko w tych butach męczę. Buty karbonowe, które mam to Saucony Endorphine Elite, ASICS Metaspeed Sky +, Nike Alphafly. Podsumowując – nie tylko pros może skorzystać z karbonu.

Ron
Ron
27 dni temu

W moim przypadku ewidentnie technologia nie nadąża za moim talentem.

Avatar photo
Marcin Lipka

Z wykształcenia i zawodowo - analityk danych i programista. W czasie wolnym biegacz-amator, którego pasjonuje zgłębianie mechanizmów działania ludzkiego organizmu. W ramach swojego zamiłowania do sportu trenował w życiu pływanie, brazylijskie jiu-jitsu i biegi krótkodystansowe.