De wielersport mist nog steeds de grootste innovatie die hardlopen wél heeft

Weet je nog, een jaar of wat geleden, toen de Nike Alphafly ineens overal opdook? Iedereen liep er ineens de sterren van de hemel mee. Wereldrecords op de lange afstanden in de atletiek sneuvelden alsof ze van karton waren. En ook de gewone zondag-hardloper finishte ineens minuten eerder dan verwacht.

>>> Wil je op de hoogte blijven van het belangrijkste fietsnieuws? Schrijf je dan hier in voor onze wekelijkse nieuwsbrief met maandagochtend om 09.00 de top 5 artikelen.

De springveer

Als je die schoen voor het eerst aantrok en je voet op de grond zette, zei bijna iedereen hetzelfde: "Het is net alsof er een springveer inzit." Precies. Want dat is in feite ook zo.

De Alphafly bevat een carbonplaat die de schoen stijver maakt en functioneert als een hefboom die de arbeid aan de enkel vermindert. Peer-reviewed onderzoeken claimen dat de schoen een verbetering van de loopefficiëntie oplevert van 4 procent. Voor sommige lopers liepen de voordelen op tot 6 procent en meer. Op papier klinkt dat bescheiden, maar bij de beste vrouwen verbeterden marathontijden gemiddeld met 2,6 procent en bij mannen met 2 procent. Dat is genoeg om het complete wereldrecordboek te herschrijven.

Het mechanisme is eleganter dan het klinkt. Nike combineerde een superresponsief PEBAX-schuim met een carbonplaat. Het schuim compenseert het extra gewicht van de dikke tussenzool, terwijl de plaat zorgt dat de opgeslagen energie doelgericht teruggeleverd wordt bij de afzet. De plaat komt onder spanning te staan bij de afwikkeling van de voet, en schiet terug bij de afzet. Vandaar dat gevoel.

En dan denk je als wielrenner: carbon is toch ook het levenselixer van ons? Zou zo'n springveermechanisme ook werken aan het pedaal?

>>> Lees ook: Is het nodig en slim om je kuiten extra te trainen als wielrenner?

Carbon in je wielerschoen bestaat al

Het goede nieuws: vrijwel iedere serieuze wielerschoen heeft tegenwoordig een carbonzool. Die stijfheid zorgt ervoor dat de neerwaartse kracht volledig via de zool naar het pedaal gaat zonder dat energie verloren gaat aan doorbuiging.
Maar de Alphafly werkt niet alleen door stijfheid. Het is de combinatie van stijfheid en energieopslag die het verschil maakt. De carbonplaat in een hardloopschoen buigt mee bij de afwikkeling en schiet dan terug. In een wielerschoen is er geen afwikkeling. Je voet maakt geen complete beweging van hak tot teen: hij zit vast aan het pedaal en draait mee in een cirkel. En daarin zit precies het probleem.

>>> Lees ook: Carbon is top, maar niet het beste? Deze materialen zijn nóg lichter en stijver

Het dode punt: de vijand van elke fietser

De pedaalbeweging kent twee momenten waarop je bijna geen nuttige kracht levert: het bovenste en het onderste dode punt. Bovenaan staat de crankarm recht omhoog. Op dat moment gaat de kracht die je uitoefent grotendeels de verkeerde kant op. Hetzelfde geldt onderaan.

Misschien herken je het idee: energie opslaan tijdens de neerwaartse slag en terugleveren aan het begin van de volgende krachtige fase, zodat je sneller door dat dode punt heen bent. In de atletiek werkt dat, omdat de timing van de energieteruglevering precies overeenkomt met het moment van de afzet. Bij het fietsen is die timing veel lastiger te realiseren. Je voet roteert continu, bij constante cadans. Een veer in de schoen of het kliksysteem zou op het exacte juiste moment moeten loslaten. Anders helpt het niet, of werkt het zelfs averechts.

Wat de wetenschap zegt over omhoog trekken

Sportbiomechanist Jeff Broker testte meer dan honderd elite- en profwielrenners over een periode van tien jaar en concludeerde dat geen van hen tijdens de opwaartse pedaalbeweging noemenswaardige stuwkracht produceerde. Dat geldt voor normale rijtempo's en submaximale inspanning.

Bij baansprinters en trackwielrenners liggen de verhoudingen anders: zij geven wel degelijk kracht tijdens de opwaartse fase. Maar ook bij hen is die bijdrage verwaarloosbaar vergeleken met de enorme neerwaartse kracht die nodig is voor vermogens van 2000 watt en meer.

Profwielrenners onderscheiden zich niet zozeer door harder omhoog te trekken, maar doordat ze hun been beter ontlasten tijdens de opwaartse fase, waardoor de tegenwerkende kracht kleiner is.

De ovale oplossing die er al is

Jouw intuïtie raakt aan iets echts, en dat bewijzen ovale kettingbladen al jaren. Osymetric, Q-rings, de bladen die Bradley Wiggins en Chris Froome droegen tijdens hun Touroverwinningen: die lossen exact hetzelfde probleem op. Het voornaamste principe is dat het blad het smalst is rondom het dode punt, zodat de crankarm op dat moment versneld wordt en eerder weer in het deel van de pedaalslag terechtkomt waar je efficiënt vermogen kunt leveren.

Onderzoek van Malfait en Storme toonde aan dat een blad met optimale ovaliteit en correcte positie een voordeel van 8 watt oplevert, mits je minimaal 90 omwentelingen per minuut trapt. Een prof die 30 minuten lang 400 watt een Alpencol oprijdt, levert daarmee bij dezelfde inspanning 408 watt, wat neerkomt op ongeveer 30 seconden tijdwinst.
Vier afzonderlijke onderzoeken naar sprints korter dan 10 seconden toonden allemaal een hoger vermogen bij ovale bladen, met verbeteringen tussen de 4,3 en 15 procent.
Maar: veel renners die ovale bladen probeerden, stopten er ook mee. De ploegcoach van Sky zei het kernachtig: sommige renners hebben er duidelijk een voorkeur voor, maar veel anderen merkten weinig verschil.

Terug naar de springveer

Bestaat er dan werkelijk geen systeem dat in de schoen of het kliksysteem energie opslaat en teruggeeft? Er zijn patenten voor zulke constructies, maar geen ervan heeft ooit de markt bereikt. Het fundamentele probleem blijft de timing. In tegenstelling tot hardlopen, waarbij de springveer ingrijpt op een helder gedefinieerd moment, draai je bij het fietsen voortdurend rond. Een veer die losschiet bij de onderkant van de pedaalbeweging, levert de kracht terug precies op het dode punt. Het moment waarop je hem het minst kunt gebruiken.

Toch is de vraag een trigger, want ze raakt aan iets wat echt bestaat. Het dode punt is inefficiënt, de overgang is het zwakste moment in je pedaalslag, en de atletiek heeft bewezen dat je met slimme materialen en geometrie verborgen rendement kunt ontsluiten. De ovale bladen zijn de beste fietsoplossing die er vooralsnog is.

Of er ooit een mechanisch systeem in de schoen of het kliksysteem komt dat doet wat de Alphafly doet voor lopers? Niemand heeft het tot nu toe werkend gekregen. Maar het zou ook de mooiste innovatie in de wielersport in tijden zijn.