}

De allesbepalende laatste meters: de sprint

Bijna altijd eindigt een wielerkoers in een sprint. Is het geen massasprint, dan is het wel een kopgroep die om de bloemen sprint of een klassieke sprint à deux die beslecht wie er met de kussen vandoor gaat. Zelfs de meest gruwelijke bergetappes willen meer dan eens in een sprint(je) eindigen. Wanneer je dus als wielrenner vol wil blijven houden dat je niet kan sprinten, lijken je kansen nagenoeg verkeken en kan je beter gaan dammen. Het blijft natuurlijk een gek verhaal dat koersen van meer dan 200 km pas beslist worden in de laatste 200 meter, maar het is niet anders. Welke componenten bepalen eigenlijk of je een goede sprint kan rijden en kan je hierop verbeteren? In dit artikel gaan we op deze vragen antwoord proberen te krijgen.

Met de opkomst van de vermogensmeters krijgen we tegenwoordig een heel mooi inkijkje in de geproduceerde sprintvermogens van het profpeloton. Vaak wordt dan gewezen op het maximaal geproduceerde piekvermogen. Vermogen staat gelijk aan de geleverde arbeid in een bepaald tijdsbestek en wordt uitgedrukt in Watt. Hoe korter dit tijdsbestek wordt gekozen des te groter vaak het vermogen, oftewel het zogenaamde piek vermogen. Omdat een sprint wel 20 seconden kan duren, zegt het geleverd vermogen van 1 seconde niet alles. Het piekvermogen kan echter wel heel veel zeggen over de acceleratie en juist dit is erg belangrijk in het sprinten. Om hier dieper op in te gaan moeten we eerst bekijken naar welke weerstanden overwonnen moeten worden in het sprinten.

De som van alle krachten die op een sprinter werken staat gelijk aan de massa van de sprinter (plus de fiets) maal de acceleratie. Dit is niets anders dan de tweede wet van Newton en daar kan je altijd de show mee stelen op borrels en partijen. Hieruit volgt dat het meer kracht kost om iets zwaars een zelfde versnelling mee te geven als iets lichts. De krachten die meespelen in een sprint zijn in de eerste plaats de kracht die de sprinter levert op de pedalen en vervolgens de tegenwerkende krachten namelijk de luchtweerstand, de rolweerstand, en wanneer de weg omhoog loopt de zwaartekracht. Wanneer de kracht die de sprinter levert groter is dan de tegenwerkende krachten blijft de sprinter versnellen. Wanneer de sprinter precies evenveel kracht levert als de andere krachten hem tegenwerken blijft hij of zij op constante snelheid fietsen.
De zwaartekracht is een constante tegenwerkende kracht afhankelijk van het gewicht van de fietser. Voor de rolweerstand geldt eveneens dat een lichtere wielrenner in het voordeel is en het uitmaakt wat voor banden je hebt gemonteerd en uiteraard de bandenspanning. Maar verreweg de belangrijkste tegenwerkende kracht is de luchtweerstand, althans op het vlakke en daar worden toch de meeste sprints beslecht.
In de eerste plaats geldt dat hoe harder je gaat des te meer de luchtweerstand je probeert af te remmen. Twee factoren zijn daarbij met name van belang en dat is de grootte van het frontaal oppervlak en de zogenaamde drag coëfficiënt. Met een klein frontaal oppervlak hoef je minder lucht te verplaatsen, wanneer je er doorheen wilt en is de weerstand kleiner. De drag coëfficiënt is een maat in hoeverre de verplaatste lucht aan de wielrenner blijft ‘kleven’. Nauw verband hiermee houdt dan ook de turbulentie of ‘zog’ die achter de wielrenner ontstaat en idealiter zo klein mogelijk is.

Om inzicht te geven in hoe deze weerstanden en vermogens zich tot elkaar verhouden pakken we de data van een ‘onbekende’ sprinter die de massasprint wint in een grote ronde. Deze data zijn uit een onderzoek dat de naam van de sprinter niet wil prijsgeven. Het piekvermogen van deze sprinter was slechts 1097 Watt. Daar staat wel tegenover dat hij 14 seconden lang 926 Watt gemiddeld trapt, na een rit van meer dan vijf en half uur waarbij de laatste drie minuten de beste man gemiddeld 490 Watt moest trappen om het tempo bij te benen en in de laatste 64 seconden leverde hij zelfs meer dan 600 Watt. Dat is toch wel indrukwekkend te noemen.
In 14 seconden weet de sprinter te versnellen van 58,5 km/h naar 65 km/h. Het geleverd vermogen van 926 Watt laat zich onderverdelen in 6{1bc84852f02c1af6644ba1089cc30b3529b06cc6bb53740f8918efc4a187a7ec} om de rolweerstand (54 Watt) te overwinnen, 74{1bc84852f02c1af6644ba1089cc30b3529b06cc6bb53740f8918efc4a187a7ec} (688 Watt) om de luchtweerstand te trotseren en 20{1bc84852f02c1af6644ba1089cc30b3529b06cc6bb53740f8918efc4a187a7ec} (184 Watt) om te versnellen. Hieruit blijkt dus hoe belangrijk het is zo aerodynamisch mogelijk te sprinten.

Cavendish en zijn bijzonder kleine frontaal oppervlak

Zo is uit onderzoek aangetoond dat staand sprinten het vermogen op de pedalen kan vergroten met 8{1bc84852f02c1af6644ba1089cc30b3529b06cc6bb53740f8918efc4a187a7ec} tot 12{1bc84852f02c1af6644ba1089cc30b3529b06cc6bb53740f8918efc4a187a7ec}. Hierbij neemt echter wel het frontaal oppervlak en dus de luchtweerstand toe. Bij echt hoge snelheden kan daarom het beschikbare grotere vermogen weleens minder zijn dan de toename in luchtweerstand, waardoor het loont om snel weer te gaan zitten. Baansprinters die geregeld 80 km/h halen, gaan daarom na de eerste versnelling vaak snel weer zitten. De extra kracht die vrijkomt bij het staand sprinten komt overigens vanuit het bovenlichaam dat getransfereerd wordt over het heupgewricht. Dit geeft aan dat voor sprinten het bovenlichaam beter goed getraind kan zijn. Dit is in lijn met de constatering dat baansprinters door de bank genomen potige jongens zijn. In het weg wielrennen moet echter vaak eerst nog 200 km over nog al eens heuvelachtig terrein overwonnen worden, waarbij je niet deze extra spiermassa wil meetorsen. Wat dat betreft zijn profwielrenners allemaal goed getrainde duuratleten, waarvan de één niet ietsje beter kan tijdrijden, sprinten of bergop fietsen.

Behalve aerodynamica wordt succes in een sprint voor een groot gedeelte bepaald door spiervolume en spiervezel type. Onderzoek heeft aangetoond dat bovenbeen omvang 70{1bc84852f02c1af6644ba1089cc30b3529b06cc6bb53740f8918efc4a187a7ec} van de variatie in piekvermogens van verschillende wielrenners kan verklaren. Het loont dus de moeite om de bovenbenen van je concurrent goed in de gaten te houden. Daarnaast is de verdeling in spiervezeltype van belang. Grof gezegd zijn er hierbij twee spiervezeltypes te onderscheiden namelijk de slow-twitch type I vezel en de fast-twitch type II vezel. Het voornaamste onderscheid tussen beide vezels is dat type I vezels een lagere optimale contractiesnelheid hebben en minder kracht produceren dan type II vezels. Hier staat tegenover dat type I vezels een inspanning veel langer kunnen volhouden. Type I vezels zijn namelijk goed doorbloed en rijk aan glycogeen en aerobe enzymen. Deze vezels produceren relatief weinig kracht, maar kan dat door aerobe verbranding lang volhouden. Type II vezels werken op voornamelijk anaerobe energie, dat wil zeggen zonder aanwezigheid van zuurstof. Door de vorming van lactaat houden deze spieren het veel minder lang vol, maar ze kunnen tot wel 5 keer krachtiger samentrekken (per spiermassa eenheid). Hierbij moet worden opgemerkt dat door training een deel van het type II vezel kan worden omgetuned tot spiervezels met voornamelijk type I eigenschappen. Er is echter ook een deel dat niet door training is om te ‘tunen’, en de mate waarin je beschikt over deze krachtige vezels is aangeboren. In het sprinten schuilt dus ook wel degelijk een aangeboren stuk talent.

Met iemand naar de streep rijden met de benen van Marcel Kittel lijkt bijzonder onverstandig.

De mate waarin je beschikt over beide type spiervezels en de verdeling van type spiervezels bepaalt wat de optimale pedaalsnelheid is om zo veel mogelijk vermogen te produceren. De pedaalsnelheid wordt bepaald door de cranklengte en de trapfrequentie. Iemand met voornamelijk type II vezels heeft een voorkeur voor een hogere contractiesnelheid en dus een hogere pedaalsnelheid dan iemand met veel type I vezels. Uit onderzoek met baansprinters blijkt dat gemiddeld het meeste vermogen geproduceerd wordt bij 120 tot 140 omwentelingen per minuut. Voor meer duurgetrainde atleten zal dit getal wat lager liggen, maar belangrijk is op te merken dat het gekozen verzet in ieder geval moet tot laten om tenminste 110 tot 120 omwentelingen te kunnen draaien. Kies je een te zwaar verzet dan kunnen de krachtige type II vezels niet optimaal hun volledige vermogen benutten. De te kiezen cranklengte blijkt uit onderzoek weinig verschil te maken in het maximaal geproduceerde piekvermogen. Tussen de commercieel te verkrijgen cranklengtes (van 165mm tot 180mm) bestaan geen significante verschillen in piekvermogens.

Maar de allerbelangrijkste factor in het sprinten op de weg blijkt toch wel de positionering. Zoals eerder uitgelegd is verreweg de grootste te overwinnen weerstand de luchtweerstand. Door je achter een ploeggenoot of concurrent te positioneren kan deze weerstand met wel 25{1bc84852f02c1af6644ba1089cc30b3529b06cc6bb53740f8918efc4a187a7ec} verminderen. Punt is natuurlijk wel dat wanneer je start vanuit iemands wiel toch twee meter extra moet overbruggen. Kom je vanuit de tiende positie dan moet je toch wel met ontzettende strijkijzers te maken hebben, wil je nog enigszins kans maken op de winst. Vanuit een wiskundig model is uit te rekenen dat wanneer je twee sprinters neemt die allebei exact evenveel vermogen kunnen produceren als de profwielrenner in het voorbeeld. De sprinter die start vanuit het wiel de sprinter op kop binnen 8 seconden zal inhalen en uiteindelijk met 1,05 meter verschil zal winnen over een sprintafstand van 236 meter. De sprinter die als derde de sprint start zal met evenveel vermogen genoegen moeten nemen met de derde plek.

Samengevat is sprinten een behoorlijk complexe aangelegenheid. Een belangrijke factor die het succes bepaalt in het sprinten is de te overwinnen luchtweerstand. Hiermee samenhangend zijn is de dragcoefficient en het frontaal oppervlak  een mooi voorbeeld hiervan is het kleine frontaal oppervlak van de staande houding van Mark Cavendish. Daarnaast spelen zaken is staand of zittend sprinten, de trapfrequentie, spiermassa, spiervezeltype en met name positionering een belangrijke rol.
Tot slot nog een hele belangrijke tip; steek nooit te vroeg je handen in de lucht.