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Wattmessung beim Laufen: Eine neue Dimension

Wattmessung beim Laufen: Eine neue Dimension

Wattmessung beim Laufen: Eine neue Dimension

Dieser Beitrag von Daniel Eilers stammt aus der Ausgabe 143 der Zeitschrift "triathlon" 

Es gibt eine Vielzahl dunkler Geschichten im Radsport, aber nur in ­wenigen spielen Wattwerte eine Rolle. Eine ­dieser Geschichten handelt von Christopher Froome und seinem Sieg bei der Jubiläumstour 2013. Und die geht so: Gleich bei der ersten ­Pyrenäen-Etappe lieferte der schmächtige Brite vor den Augen der Zuschauer ein Schauspiel der Extraklasse ab. Beim Aufstieg nach Ax 3 Domaines versetzte er seine Konkurrenz in bloßes Staunen und soll dabei unglaubliche 446 Watt auf die Pedale gebracht haben. Viel weniger haben ­Lance ­Arm­strong und Jan Ullrich auf der gleichen Strecke ­einige Jahre zuvor auch nicht getreten. Das provozierte natürlich zu erwartende Reaktionen: Von allen Seiten hagelte es stakkatoartig Doping-Vorwürfe. Mediziner äußerten sich, dass Werte von 410 Watt als „verdächtig“ gelten, bei über 450 Watt wäre man im Bereich des ­Unmenschlichen. Wie auch immer Froomes wunder­same Leistung zustande gekommen sein mag, Wattwerte waren spätestens jetzt in aller Munde – und keine exklusive Währung zahlenverliebter Radfahrer mehr. ­Warum dient gerade Watt als verlässliche Vergleichsgröße? Die Antwort überrascht erst mal wenig: Weil die Werte höchst präzise und objektiv sind. Deswegen kann man sie – wie in Froomes Fall – bestens vergleichen. Der Pulsschlag ist hierfür zu individuell, da er vom Flüssigkeitshaushalt und der Temperatur, von der Schlafqualität und weiteren Faktoren beeinflusst wird. Ein Leistungsmesser misst hingegen sehr genau die tatsächlich verrichtete Arbeit über einen bestimmten Zeitraum. Christopher Froome hat übrigens die 100. Tour de ­France gewonnen. Viele Experten prophezeiten den Triumph des Briten allerdings schon weit vor der letzten Etappe – ihnen genügte offenbar allein der Blick auf Froomes Wattwerte.

Warum Leistung erfassen?

Aus dem Radsport ist die Leistungsmessung nicht mehr wegzudenken. Es gibt kaum einen Rad- oder Triathlonprofi, der heutzutage ohne Leistungsmesser am Rad auskommt. Und selbst im Hobbybereich setzen Athleten, die es sich finanziell leisten können, zur gezielteren Trainingssteuerung auf solche Systeme. „Die Wattmessung ist im Radbereich State of the Art und die von allen zuverlässigste Messmethode zur Quantifizierung der Trainings- und Wettkampfbelastung“, sagt Marc Sauer, Leiter des STAPS-Instituts in Hamburg. Der Trend wird sich, glaubt man Sauer, noch intensivieren, da die Werte der Schlüssel für effizientes Training sind.

Dass beim Radfahren andere Gesetzmäßigkeiten gelten als beim Laufen, für diese Erkenntnis bedarf es lediglich eines flüchtigen Blicks in die Physik. Der größte Gegner des Radsportlers ist der Luftwiderstand, den man durch eine möglichst aerodynamische Position minimiert. Des Läufers Luftwiderstand ist die Schwerkraft – und die lässt sich logischerweise nicht durch eine Optimierung der Sitzposition beeinflussen. Die Gemeinsamkeit liegt woanders, in der Kernidee beider Sportarten. Um sich fortzubewegen, müssen Athleten Kraft und Energie aufwenden. Die Folge: Der Körper wird gestresst. „Fitness ist nichts anderes als die Fähigkeit des Körpers, Stress zu tolerieren“, erklärt Sauer. Zur Veranschaulichung: Beim Marathonlauf schlägt das Herz schneller als in Ruhe, die Lunge muss mehr Sauerstoff transportieren und die Muskulatur ein Vielfaches der normalen Arbeit verrichten. „Und auch Training bedeutet logischerweise nichts anderes“, führt der STAPS-Experte weiter aus, „als dem Körper in verträglichen Dosen Stress zuzumuten, um dadurch die Stressresistenz zu erhöhen.“ Die entscheidende Frage für trainierende Sportler ist daher immer: Welche Mengen Stress sind nötig sowie auch verträglich, und ab wann wird es dem Köper zu viel, sodass im schlimmsten Fall Übertraining droht? Dieses Vabanquespiel mit der Superkompensation beherrschen Profis in Perfektion. Ein ausgeprägtes Körpergefühl ist hierfür die Voraussetzung – aber genauso wichtig sind Methoden, um den Trainingsstress verlässlich erfassen zu können. 

Am Anfang war die Schätz-Skala

„Um das Lauftraining quantifizieren zu können, hat man, als es noch keine Intensitätsbestimmungen mithilfe von Herzfrequenzmessern gab, die Laufleistung ausschließlich über Umfänge gesteuert“, erinnert sich Sauer zurück. Die Logik dahinter ist erst mal simpel: Wer mehr Kilometer abspult, stresst auch seinen ­Körper mehr. „Mit dieser Rechnung mag man in vielen Fällen gar nicht falsch liegen, doch ist die Quantifizierung von Trainingsstress allein über den Umfang keine befriedigende Lösung, da dabei keinerlei Aussage über die Intensität getroffen wird.“

Aus diesem Grund ging man im Leistungsbereich etwa Mitte der 70er-Jahre für die Beurteilung von ­Intensitäten dazu über, den Anstrengungsgrad mittels des subjektiven Belastungsempfindens zu erfassen. Die vom schwedischen Physiologen Gunnar Borg entwickelte und nach ihm benannte Borg-Skala wurde zur anerkannten Messmethode für das Anstrengungsempfinden. Allerdings deckte diese Messmethode den folgenden Fall nicht ab: Die Ermüdung steigt im Belastungsverlauf mit zunehmender Dauer an. Die erste Wiederholung einer Intervalleinheit wird Sportlern bei gleichem Tempo stets weniger fordernd vorkommen als die letzte. Aber wieso schätzen, wenn man die Trainingsintensität auch messen könnte?

Eine Zeit lang am Puls der Zeit

Anfang der 80er-Jahre kamen die ersten Modelle von Pulsuhren auf den Markt. Erstmals konnte man die Herzfrequenz am Handgelenk ablesen und musste den Puls nicht mehr umständlich und mit Verzögerung an der Halsschlagader fühlen. Diese in den ersten Jahren teils telefon­großen, mobilen Geräte haben den Puls über ­einen Brustgurt gemessen und die Werte ans End­gerät am Handgelenk übertragen. Das war nicht nur ungeheuer praktisch, sondern hatte auch einen riesigen Vorteil bei der Trainingssteuerung. Denn dank dieser technischen Innovation war man endlich so weit, die Trainingsintensität wirklich messen zu können – sogar während der Belastung. Das war um Längen besser als die Schätz-Skala von Borg, allerdings auch nicht der Weisheit letzter Schluss. Denn die Herz­frequenz unterliegt zum Beispiel ­temperaturbedingten Schwankungen. Dennoch trainiert kein ­Profi nach der Herzfrequenz. Der Fokus liegt im Spitzen­sport und bei ambitionierten Läufern auf der Laufgeschwindigkeit, weil die Pace besser zur objektiven Leistungserfassung geeignet ist. Bei der Laufgeschwindigkeit werden sämtliche subjektiven Einflüsse ausgeblendet: Eine Pace von vier Minuten pro Kilometer bleibt auch bei 40 Grad Außentemperatur eine Pace von vier ­Minuten. Dieses Beispiel zeigt aber auch das größte Handi­cap dieser Messmethode. Sauer erklärt das ­Dilemma so: „Ein Lauftraining, basierend auf Pace als Parameter zur Intensitätssteuerung, macht theoretisch nur auf einem Laufband oder unter idealen Umgebungsbedingungen wie auf einer Laufbahn und ohne Wind bei immerwährenden 18 Grad Außentemperatur Sinn.“ Wegen dieses Arguments wird im Radsport nach Watt trainiert. „Es ist hinsichtlich der Trainingssteuerung das Beste, was wir haben“, findet Sauer.

Königsweg der Leistungsmessung

Ein Leistungsmesser zeigt dem Athleten objektiv die wahre Intensität der gerade stattfindenden Belastung an. Es gibt keine träge Anpassung bei Intensitätswechseln wie es bei der Herzfrequenzmessung der Fall ist. „Wer beispielsweise aus dem Sitzen aufsteht und so viele Hocksprünge macht, wie er kann, dessen Puls wird stark ansteigen“, erklärt Sauer. „Wenn man sich im Anschluss an die Sprünge direkt wieder hinsetzt, erbringt man de ­facto keine weitere Muskelarbeit, dennoch wird das Herz ­immer noch erhöht weiterschlagen.“ Gleicher Effekt beim Intervalltraining: Weil der Puls hinterherhängt (und oft auch die GPS-Messung), geht man die ersten Wiederholungen gern zu schnell an. Außerdem kann man durchs Trainieren nach Wattwerten Strecken- und Wetterverhältnisse berücksichtigen. „Sobald die Strecke hügelig oder bergig wird, kann man die Pace als ­Parameter zur Intensitätssteuerung getrost vergessen“, gibt Sauer zu bedenken. „Erhöht sich der Steigungsgrad auf der Laufstrecke, muss sich auch die Kraft erhöhen, um die Geschwindigkeit konstant zu halten. Die Folge: Dies wird durch eine höhere Leistungsabgabe angezeigt“, begründet Sauer. Am spannendsten dürfte ein weiterer Punkt sein: Mithilfe von Wattwerten lässt sich endlich objektiv die Laufeffizienz erfassen – und selbstverständlich auch verbessern. „Wenn Läufer bei derselben Laufgeschwindigkeit unterschiedliche Wattwerte erzielen, lässt das Rückschlüsse auf die Laufökonomie zu“, sagt Sauer. Die Auswertungsmöglichkeiten sind schier grenzenlos. Man könnte beispielsweise prüfen, in welchem Laufschuh man bei einer bestimmten Geschwindigkeit weniger Watt benötigt. Das Ganze hat allerdings einen Haken.

US-Start-up Stryd spurtet voraus

Beim Radfahren wird die Leistung über Pedale oder über die Kurbel gemessen. Tritt der Radfahrer aufs Pedal, wirkt eine Kraft. Hieraus lässt sich dann die Leistung bestimmen. Um dieses Prinzip aufs Laufen zu übertragen, müsste man streng genommen einen Kraftsensor im Schuh integrieren, da der Laufschuh die einzige Verbindung zwischen Fuß und Boden ist. Solche Modelle gibt es bereits – für mehrere Hundert Euro. Dergleichen in Serie zu fertigen, hat wohl aus Erlösgründen derzeit keine Aussicht auf Erfolg. Denn letztlich würden Läufer und Triathleten, die in fast ­allen Fällen mehrere Paar Laufschuhe im Schrank stehen haben, viele dieser Sohlen benötigen. Das amerikanische Start-up Stryd aus Boulder geht deswegen einen ganz anderen Weg: Mithilfe eines dreidimensionalen Sensors, der als Brustgurt getragen wird, zeichnet die Hardware Beschleunigung und Bewegung, Herz­frequenz und Pace (über GPS des Smartphones) auf. Ein einzigartiger, ausgeklügelter Algorithmus errechnet hieraus Wattwerte. 

Wie praktikabel ist die Wattmessung in der Praxis? „Ich habe während der Testläufe festgestellt, dass bereits geringe Veränderungen der Topografie Einfluss auf die Leistungsabgabe haben“, sagt Sauer über die Genauigkeit des Stryd-Sensors. Was allerdings ärgerlich ist: Wenn man auf dem Laufband läuft, muss der Steigungsgrad manuell eingestellt werden. Das sei bei Trainingseinheiten mit unterschiedlichen Steigungsgraden und bei hohen Geschwindigkeiten völlig unpraktisch, erzählt Sauer. „Passt man den Steigungsgrad nicht an, machen die Leistungswerte wiederum keinen Sinn.“ Zudem kämpfe man manchmal mit Kopplungsproblemen zwischen Sensor und Smartphone-App. 

Ausblick

Marc Sauer vom STAPS-Institut ist sich ziemlich sicher: „In dieser Technologie steckt so viel Potenzial, dass die Wattmessung den Laufmarkt schon bald erobern wird – wie einst den Radsport.“ Aber der Trainingsexperte weiß auch: „Wenngleich die Wattmessung das stärkste Instrument zur Trainingssteuerung ist, werden Pace und Herzfrequenz nicht abgelöst – entscheidend ist das Gesamtbild.“ Ein positiver Nebeneffekt sei zudem, dass man der Lauftechnik endlich mehr Beachtung schenken würde. Denn „durch die Auswertungsmöglichkeit von Wattwerten bekommt man objektive Werte zur Optimierung der Lauftechnik“, erhofft sich der Sportwissenschaftler. „Bei einem Laufbandtest konnte bereits gezeigt werden“, erzählt Sauer, „dass bei zunehmender Ermüdung eine höhere Leistung aufgebracht werden muss, um die Pace konstant zu halten.“ Der Proband startete mit einer Pace von 4:10 min/km, was in seinem Fall einer Leistung von rund 380 Watt entsprach. Nach zehn Minuten wurde die Pace für vier Minuten auf 3:20 min/km erhöht. Zu Beginn des hochintensiven Intervalls lag die erbrachte Leistung bei 440 Watt und stieg bis zum Ende des Intervalls kontinuierlich bis auf 500 Watt an. „Das kann nur mit einer Abnahme der Laufökonomie zusammenhängen,“ resümiert Sauer. Bei der Fülle von Auswertungs­möglichkeiten und der objektiveren Betrachtung der Laufleistung fragt man sich tatsächlich, warum es so lange gedauert hat, bis das Thema den Laufsport endlich erreicht hat. Doch man darf bei dieser Frage eines nicht vergessen: Dass das GPS mittlerweile zur Standardausstattung in modernen Sportuhren gehört, ist noch eine recht junge Entwicklung und technologische Errungenschaft. Das Start-up Stryd hat mit seinem Algorhythmus den Stein erst ins Rollen gebracht. Und was macht die Konkurrenz? Brustgurte des Marktführers Garmin sind schon jetzt – wie auch der Stryd-Sensor – mit Beschleunigungssensoren ausgestattet und bewerten die Lauf­effizienz anhand von Bodenkontaktzeit und anderen Parametern. Garmins Category Manager Peter ­Weirether hält sich auf Nachfrage bedeckt: „Watt­messung im Laufsport ist natürlich auch für Garmin ein spannendes Thema.“ Bestimmte Sportuhrenmodelle würden bereits über eine ANT+-Schnittstelle mit einem Wattsensor kommunizieren können, so der Garmin-­Sprecher. Man kann nur vermuten: Offenbar hat ­Garmin den richtigen Algorhythmus zur Berechnung von Wattwerten noch nicht gefunden. Doch spätestens wenn Garmin den Watt-Code knackt, haben wir auch im Laufen eine Watt-Revolution.