El Desnivell i l’alçada compten

El Desnivell i l’alçada compten

factors externs del rendiment

En totes les curses de fons hi ha una sèrie de factors, a banda del grau d’entrenament o del potencial genètic de l’atleta, que influeixen en el rendiment i la marca final de la prova. Son els factors ambientals, factors climatològics com la temperatura, la humitat i el vent o factors relacionats amb el recorregut de la cursa; alçada, desnivell, tipus de superfície i el dibuix del recorregut (corbes o canvis de sentit). Segurament hauríem d’afegir factors materials, com el tipus de sabatilles, una autèntica revolució des del 2017, que utilitzen soles gruixudes i plaques de carboni amb avantatges notificats per molts atletes i demostrats per estudis de cert rigor científic.

En aquest article només ens centrarem amb les condicions de l’alçada del recorregut i el desnivell o la inclinació del terreny, dos factors que han estat força estudiats i que ens permeten fer prediccions i comparacions força acurades respecte a les condicions de referència: curses planes i curses a nivell del mar.

En les curses de fons, la Federació Internacional d’Atletisme, World Athletics (WA) homologa les curses de fons a qualsevol alçada, donat que per sobre del nivell del mar no s’obté cap avantatge, sinó tot el contrari, com ja explicarem més endavant. En canvi, les marques obtingudes en curses que presenten un desnivell global de 1m/Km, no poden ser homologades per representar un avantatge respecte a les curses sobre terreny pla.

el Desnivell o inclinació en les curses de fons

Nombrosos son els estudis que han demostrat la pèrdua del rendiment quan es corre en pujada i l’avantatge que suposa quan és en baixada.

Hi ha un estudi del 2005 de Gottschall i Kram (veure fonts d’informació adjuntades al final de d’aquest article) que quantifica molt bé com treballen els músculs en pujada o baixada. Cada vegada que el peu contacte amb el terra rep un impacte diferent si és en pujada o en baixada. En baixada, la força de frenada és superior mentre que en pujada, la força de propulsió és més gran. En resum, baixant tenim més impacte però gastem menys en propulsar-nos degut a la gravetat, mentre que en pujada tindrem menys impacte però el cost de la propulsió ens farà gastar més energia perquè la força de propulsió ens fa gastar més que la força d’amortiment.

Per tant, una cosa que ja sabíem d’entrada, és que córrer en pujada ens fa anar més lents i córrer en baixada ens fa anar més ràpids. Però en quin grau? Els guanys i pèrdues son iguals baixant i pujant?.

El famós fisiòleg i entrenador Jack Daniels, que al 1998 va escriure un best-seller del running, Daniel’s Running Formula, parla que en pujades del 1% es perden 12/15 segons de ritme per cada milla, o sigui entre 7,5 i 9,3 segons per kilòmetre mentre que en baixades de la mateixa pendent del 1% es guanyarien 8 seg per milla o sigui uns 5 seg per kilòmetre.

Interessant, doncs, saber que la pujada perjudica més el rendiment que els beneficis que comporta la baixada. En recorreguts circulars amb pujades i baixades amb un desnivell final nul, el rendiment dels corredors es veu perjudicat respecte a un recorregut totalment pla. (veure l’estudi adjuntat al final, Metabolic and performance responses to uphill and downhill running in distance runners).

Per altra banda també està estudiat que en pujades, el rendiment baixa a mida que incrementa el pendent mentre que en baixada sembla que els beneficis es comencen a perdre en pendents superiors als 20º. En baixades molt pronunciades, doncs, el rendiment es veurà perjudicat fins al punt que en pendents negatives del 40% no obtindríem cap benefici i ens portaria a rendiments equivalents a córrer en pla. En el gràfic adjunt, extret de Biomechanics and Physiology of Uphill and Downhill Running es veu el cost del la cursa (J/Kg/min) en l’eix vertical i el graus de pendent en l’eix horitzontal.)

Predicció de marques en funció del desnivell

Diferents estudis han quantificat els guanys i les pèrdues del rendiment a partir de diferents fórmules i així és possible conèixer de manera més o menys acurada  aquells segons o minuts de més que perjudica una cursa en pujada o aquells segons/minuts de menys que  beneficia una cursa en baixada. En la xarxa es pot trobar la calculadora de Runworks per fer prediccions de marques en diferents graus d’inclinació.

També podem mirar la Word Athletics. El reglament del rànquing de la World Athletics sobre curses de ruta, dona un marge d’homologació de marques  de fins al 0,1% de desnivell entre la sortida i l’arribada (1m per cada kilòmetre). Això vol dir que en una marató no poden haver més de 42m de desnivell o en una cursa de 10Km, un màxim de 10m. A partir d’aquest 0,1% la WA resta punts a la marca en la taula de puntuació. És a dir, la marca obtinguda no serà homologada però sí que serà puntuada amb una penalització de 6 punts per cada metre/Km o 0,6 punts per cada 0,1m/Km.

De la mateixa manera, en les curses de velocitat de 100-200-100/110mt. el límit del vent per homologar marques és de 2,00m/seg i la WA resta 0,6 punts a la marca per cada 0,1m/seg que es passa d’aquest límit. D’aquesta manera la WA dona el mateix valor d’ajuda tenir 0,1m de vent a favor en curses de velocitat que 1m/Km de desnivell en curses de fons.

Exemple de Fernando Carro a Alcobendas 22 novembre 2020:

Fernando Carro va fer 27:46 en 10Km. Això hagués suposat un rècord d’Espanya (de Toni Abadia 27:48) però no va poder ser homologat perquè la cursa tenia un pendent de 89m.

Amb un desnivell màxim de 10m la WA hagués homologat el rècord i hagués atorgat a la marca 1.163 punts. En canvi, la WA dona a Carro 1.110 punts que son els que equivaldrien a córrer amb desnivell reglamentari en 28:10. Podríem deduir, segons la WA, que Carro va guanyar 24 segons per l’efecte “desnivell”.

La diferencia de 53 punts (1163-1110) és perquè, com hem dit abans, la WA resta 0,6 punts per cada metre de desnivell, o sigui 89m x 0,6= 53,4 punts. Si la cursa hagués tingut 10m de desnivell, la WA no restaria els 6 punts que li pertocaria ja que seria una cursa homologable, de forma anàloga al que passa amb una cursa de 100m amb vent de 2.00m/seg. en que la WA tampoc resta els 12 punts que pertocarien (6 punts per cada metre/segon)

Si anem a la calculadora de Runworks i introduïm les dades de Carro a Alcobendas, ens dona una marca equivalent de 28:10.7 en terreny pla, idèntica a la que correspondria a la de la WA d’acord amb els punts restats per l’efecte “desnivell”. Això no té perquè passar amb totes les marques, distàncies i desnivells però aquí han coincidit perfectament WA i Runworks, de manera que podem considerar força creïbles els 24 segons en que es va beneficiar l’atleta madrileny degut al desnivell.

Carro arribant amb 27:46 a Alcobendas. Foto: soycorredor.es

els efectes de l’alçada

El fet de córrer en alçada comporta uns canvis respecte a córrer al nivell del mar. Els valors inferiors de pressió atmosfèrica en alçada comporten 2 canvis decisius pels corredors: per un costat, un de positiu; la menor densitat de l’aire suposa que disminueix la resistència aerodinàmica que ha de vèncer el corredor (aproximadament es dona una pèrdua del 3% de la densitat de l’aire cada 305m) i d’altra banda, un de negatiu; la menor pressió parcial d’oxigen per ser inspirat. No és que hi hagi menys oxigen en alçada, sinó que les condicions per a que el nostre organisme pugui utilitzar-lo, son pitjors a mesura que pugem metres.

El factor positiu pel rendiment, la menor resistència aerodinàmica, no compensa el factor negatiu, la menor pressió d’oxigen en proves de més de 2 minuts de durada, que és quan comencen a tenir més importància els procesos metabòlics d’obtenció de la energia a partir de l’oxigen que no pas els anaeròbics. Només les proves de velocitat de fins a 400m, de metabolisme predominantment anaeròbic (sense oxigen) es beneficien de l’alçada.

Els efectes negatius de l’alçada no els pateixen tots els atletes en el mateix grau:


  • Els atletes de més nivell, contràriament al que es podria pensar d’entrada, son els que més afectats es veuen per l’efecte negatiu de l’alçada. Per què?

Les causes exactes no estan massa clares però podrien estan relacionades amb el fet que els atletes més entrenats tenen un motor més potent: cor i un pulmons que generen més circulació i ventilació pulmonar. Un gran volum de sang passa massa ràpid pels pulmons i no té temps per recollir l’oxigen necessari. Així es dona el fenomen conegut per hipoxemia arterial induïda per l’exercici (EIAH) que succeeix amb alguns atletes (un 50%)- però també en subjectes no entrenats- amb l’exercici realitzat inclús a nivell del mar. En condicions d’alçada s’agreuja la condició.

  •  Hi ha una gran variabilitat individual en l’adaptació a les condicions d’alçada. No tots els individus pateixen en el mateix grau els efectes ni d’entre els que tenen EIAH tampoc. Sembla que d’entre els individus que pateixen EIAH, els atletes pateixen més els efectes que els individus sedentaris.
  • L’entrenament en alçada comporta una sèrie d’adaptacions a l’organisme que fan que els efectes negatius de l’alçada es vegin disminuïts.

Quantificació dels efectes negatius en les curses d’alçada

Fins fa poc temps, la comunitat científica entenia que els efectes negatius no es podien considerar fins a partir de 800-900m d’alçada. Però hi ha estudis que demostren que hi ha un decreixement lineal del rendiment ja des d’alçades de 300m per sobre del nivell del mar. La quantificació del rendiment es fa a partir del Consum màxim d’oxigen (VO2max) que és un dels 3 paràmetres que defineixen el rendiment d’un atleta de fons (juntament amb el llindar anaeròbic i la economia de la cursa).

La disminució calculada del VO2max varia segons els estudis, però en alçades molt “moderades”, per exemple 500m, diferents estudis determinen reduccions  d’entre el 2% i el 7%. Això no vol dir que el rendiment baixi un 2-7% doncs altres factors, com per exemple la menor resistència aerodinàmica que suposa córrer en alçada, amorteix aquest desavantatge del VO2max de manera que ens trobaríem que en alçades poc importants de fins a 500m, pràcticament, no es veurien perjudicats la majoria d’atletes. Pero també és cert que, degut a la variabilitat explicada anteriorment, en un percentatge molt reduït, alguns atletes podrien patir inclús un descens del 4% del rendiment. L’assumpció de molts fisiòlegs que fins els 800-1000m no podem començar a parlar d’efectes significatius de l’alçada és vàlida per a la majoria d’atletes, però no per a tots.

De la mateixa manera, els estadístics de l’atletisme consideren que una prova de velocitat es veu ajudada per l’alçada a partir d’aquest límit arbitrari dels 1000m i axí podem veure com en els rànquings apareix una “A” acompanyant la marca realitzada en alçada. En aquest cas, la millora de la velocitat degut a la menor resistència de l’aire, si té impacte en tots els atletes.

en alçada es donen unes condicions diferents que afecten el rendiment. Foto: worldsmarathons.com

Predicció de marques segons l’alçada

Podem recórrer a la xarxa per trobar unes calculadores de rendiment segons l’alçada (entenent que donen uns valors  referits a la població en general sense tenir en compte la variabilitat individual que existeix en aquest aspecte). Les dues calculadores que podem trobar son la esmentada abans calculadora de Runnworks i la calculadora de Jack Daniels VODT que també fa prediccions segons la temperatura. En el cas de la primera, es tenen en compte efectes negatius des de qualsevol alçada per sobre del nivell de mar, per petita que sigui, per exemple amb 30m d’alçada poden restar 1 seg a una marca d’una prova de 10 Km. En canvi, la calculadora de Jack Daniels no contempla bonificacions en 10Km fins que no es corre per sobre dels 760m d’alçada.

Exemple de Fernando Carro a Alcobendas 22 novembre 2020:

Fernando Carro va fer 27:46 en 10Km a una alçada per sobre del nivell del mar de 729m a la sortida i 640m a l’arribada (-89m de desnivell). Entendrem una alçada mitjana de 685m.

La calculadora de de Jack Daniels entén que son condicions equiparables a les del nivell del mar mentre que la calculadora de Runworks dona una equivalència de marca de 27:27.8, o sigui que li dona un desavantatge deguda a l’alçada de 18 segons.(recordem que li donava 24 segons de benefici per l’efecte “desnivell”)

És a dir, en una cursa correguda a 685m podem no perdre res o perdre 18 segons depenent dels diferents càlculs de les 2 calculadores. Però si la mateixa cursa fos a 1500m, Jack Daniels dona 26:56 (50 segons menys) i Runworks 27:06 (40 seg menys). En aquest cas, és més “generosa” la primera.

Sigui com sigui, les projeccions de marques segons els diferents algoritmes utilitzats per les dues calculadores no son més que una concreció del que està estudiat: en alçada, sobretot a partir d’alçades properes als 1000m, el rendiment es veu perjudicat en una relació directe (a més alçada, més perjudici) però amb una gran variabilitat segons les característiques de cada atleta.

Conclusions

  • El pendent d’una cursa és un factor que determina el resultat del rendiment, restant quan és positiu i sumant quan és negatiu.
  • Per un mateix nivell d’inclinació, els pendents positius sempre resten més que el que sumen els pendents negatius. Pendents negatius exagerats per sobre del 40% acaben sent més desfavorables que córrer en terreny pla.
  • Quan una cursa presenta trams amb pendents positius i negatius, el resultat sempre es desfavorable pel rendiment si ho comparem amb una cursa totalment plana.
  • Quan es corre en alçades superiors al nivell del mar es redueix la pressió atmosfèrica i això comporta una menor resistència aerodinàmica que afavoreix aquelles curses en les que es corre molt ràpid no més enllà dels 2 min de durada. En canvi, la menor pressió d’oxigen dificulta la seva utilització per l’organisme dificultant el rendiment en proves de metabolisme predominantment aeròbic, per sobre dels 2 minuts.
  • Es poden fer prediccions més o menys acurades de les marques realitzades en diferents pendents i alçades en relació a les curses planes i a nivell del mar. Les prediccions en l’alçada son menys fiables degut a la gran variabilitat individual.

Fonts d’informació

Jack Daniels. Daniel’s Running Formula (3th Edition). Human Kinetics. Des 2013

Staab JS, Agnew JW, Siconolfi SF. Metabolic and performance responses to uphill and downhill running in distance runners. Med Sci Sports Exerc. 1992 Jan;24(1):124-7.

J.Vernillo et al. Biomechanics and Physiology of Uphill and Downhill Running. Sports Medicine. Augost 2016.

Gottschall JS, Kram R. Ground reaction forces during downhill and uphill running. J Biomech. 2005 Mar;38(3):445-52.

M.J. Hamlin et al. Effects of Altitude on Performance of Elite Track-and-Field Athletes. International journal of sports physiology and performance 10(7). Feb 2015

Wehrlin, Jon & Hallén, Jostein. (2006). Linear decrease in .VO2max and performance with increasing altitude in endurance athletes. European journal of applied physiology. 96. 404-12. 10.1007/s00421-005-0081-9.

Chapman RF The individual response to training and competition at altitudeBritish Journal of Sports Medicine 2013;47:i40-i44. Nov 2013

Gaston AF et al. (2016) Exercise-Induced Hypoxaemia Developed at Sea-Level Influences Responses to Exercise at Moderate Altitude. PLOS ONE 11(9)

R.F.Chapman. et.al. (2009). Altitude training considerations for the winter sport
athlete. Experimental Physiology 95.3 pp 411–421