Da quando sono diventato un triatleta, sono stato consapevole dei presunti pericoli di correre su superfici di cemento, evitando marciapiedi più sicuri per correre sulla spalla di una strada contro il traffico, saltando i cordoli come se ogni passo sul cemento potesse essere il mio ultimo. Come possono aver notato i lettori dei miei articoli passati, mi piace sfidare alcune credenze comuni e sostenere la mia posizione con prove scientifiche.
Quindi potrei anche farti sapere in anticipo che la differenza di durezza tra calcestruzzo e asfalto è insignificante quando si corre con le scarpe, perché l’ammortizzazione offerta dalle scarpe supera di gran lunga qualsiasi ammortizzazione fornita da quelle superfici. Quando si passa all’erba o allo sporco, il contributo di quelle superfici alla riduzione dell’impatto al suolo inizia a svolgere un ruolo molto più grande. È anche chiaro che i corridori hanno molte esperienze personali che corrono su superfici diverse, e nella ricerca di questo articolo, è diventato chiaro che alcuni corridori sono convinti di poter percepire la differenza di impatto tra cemento e asfalto.
Alla fine della giornata dipende da te, ma la scienza sostiene che il più probabile infortunio in esecuzione che otterrai correndo sulla strada è colpito da un’auto, e che i marciapiedi in cemento sono probabilmente più sicuri, a condizione che tu stia attento a possibili superfici irregolari.
Durezza e misure superficiali
Cos’è che rende una superficie “più dura” di un’altra? È la resistenza a deformarsi elasticamente quando viene applicata una forza ad esso. Questa è una deformazione non permanente e scientificamente è quantificata dal “modulo di elasticità”. Il modulo di Young (E) descrive l’elasticità alla trazione, o la tendenza di un oggetto a deformarsi lungo un asse quando le forze opposte vengono applicate lungo quell’asse; è definito come il rapporto tra lo sforzo di trazione e lo sforzo di trazione. È spesso indicato semplicemente come il “modulo elastico”.
Il grafico qui sopra è un riassunto del modulo elastico approssimativo per varie superfici. Cosa significano questi numeri?
Matematicamente, il calcestruzzo assorbe 10 volte meno energia dell’asfalto a 20°C. Con un tipico corridore di atterraggio di 70 kg con circa 3-5x peso corporeo di forza, né il calcestruzzo né l’asfalto comprimono alcuna quantità misurabile. Praticamente, non c’è differenza materiale quando si inizia a considerare la compressibilità del piede e del materiale della scarpa da corsa, come esploreremo a breve. Vale anche la pena notare che mentre materiali come il calcestruzzo sono soggetti a frattura sotto stress, dovrebbe essere ovvio che i carichi a cui questi materiali sono soggetti dai corridori cadono molto al di sotto di questa soglia, e per i nostri scopi questi materiali possono essere considerati elastici in questa parte della curva di sforzo-deformazione. Si noti inoltre che l’asfalto freddo ha circa la stessa durezza del calcestruzzo. La gomma è almeno 14.000 volte meno dura del calcestruzzo.
Ecco un test più semplice che puoi provare tu stesso: fai rimbalzare una pallina da golf su cemento, asfalto e sporco. La distanza di rimbalzo fornirà un’indicazione quanta energia viene assorbita dalla superficie e quanta energia viene restituita alla pallina da golf. Una superficie che restituisce più energia alla palla restituirà più energia alle gambe e di conseguenza si sentirà “più dura”. Se fai questo esperimento, scoprirai che l’asfalto e il cemento fanno rimbalzare la palla quasi alla stessa altezza.
Scarpa da corsa assorbimento degli urti: L’intersuola
La maggior parte dei corridori tendono a indossare scarpe, e sappiamo tutti che il materiale aggiunto sotto i nostri piedi agiscono come ammortizzazione, insieme con l’ammortizzazione naturale sulla pianta dei nostri piedi. Comunemente utilizzati nelle scarpe sono materiali viscoelastici, presenti nell’intersuola. Questi materiali sono solitamente conosciuti chimicamente come polietilene, cloruro di polivinile, poliuretano, tra gli altri. Come con altri materiali elastici, queste sostanze forniscono un mezzo efficace per ridistribuire la pressione sotto i piedi. Poiché l’energia non può essere “persa”, ciò che accade è la diffusione di energia in una maggiore quantità di tempo e il rilascio di una certa energia sotto forma di suono e calore. La riduzione della pressione complessiva riduce le pressioni locali e lo stress sul piede e altre strutture scheletriche come l’onda d’urto di ogni passo promulga verso l’alto attraverso il corpo. Questa onda d’urto può danneggiare i tessuti molli. Ridurre la gravità dell’impatto ha dimostrato di migliorare le lesioni da uso eccessivo, tra cui dolori articolari, fratture da stress e forse anche osteoartrite. In individui sani, un cuscinetto di grasso di 10-20mm sul fondo del piede agisce come un “ammortizzatore viscoelastico”. L’età, la malattia e i farmaci (cioè i corticosteroidi iniettati) possono degradare il cuscinetto grasso.
I materiali viscoelastici artificiali possono sostituire o migliorare l’assorbimento degli urti. Gli studi hanno trovato che i materiali più molli della schiuma sono efficaci se sono usati nello spessore significativo ma tendono a deteriorarsi rapidamente con uso e possono “bottom fuori” nell’ambito del carico. È stato trovato che solette che impiegano più materiali in concerto tendono a permettersi le migliori prestazioni complessive.
Da un punto di vista pratico, le stime per la compressione del tallone fat pad durante heelstrike vanno da 3mm a 8mm. È stato anche notato che la compressione del tallone fat pad e la compressione dell’intersuola sono correlate e che un’intersuola più spessa causerà una minore compressione del tallone, quindi i valori assoluti non sono additivi. La corsa a piedi nudi sfrutta appieno il cuscinetto grasso sul fondo del piede. Contrasto la flessione combinata della suola e del piede e la deformazione per asfalto o calcestruzzo e si vede rapidamente l’entità della differenza che l’unità del piede nel suo complesso – soletta e cuscinetto grasso – contribuiscono contro la compressione delle superfici di corsa dure.
Impatto sulla forma di corsa
I ricercatori hanno fatto di più che quantificare la diversa durezza delle superfici di corsa. Dixon et al hanno testato i corridori su diverse superfici e hanno determinato che la superficie stessa non ha modificato le forze di impatto di picco. Cioè, la quantità di corridori di forza “misurati” non variava in base alla superficie su cui correvano. Ciò che è cambiato è stato il modo in cui correvano. Gli angoli articolari iniziali, gli angoli articolari di picco e le velocità angolari delle articolazioni di picco sono stati tutti osservati per cambiare a seconda della superficie. Un altro studio (Ferris et al) ha scoperto che la modifica della superficie ha causato un cambiamento nella rigidità delle gambe. Regolando la rigidità delle gambe per adattarsi alla rigidità della superficie, i corridori hanno mantenuto meccaniche di locomozione simili su diverse superfici di corsa.
Bishop et al hanno confrontato la corsa con le scarpe e la corsa a piedi nudi, e le relative sollecitazioni che si pongono sulle gambe. Hanno scoperto che i corridori che indossavano scarpe esibivano gambe molto più rigide dei corridori a piedi nudi, e che non c’era alcuna differenza tra scarpe ad alto e basso costo in termini di effetto sulla meccanica del corpo (in questo particolare studio). I loro dati supportano l’ipotesi che le calzature causino cambiamenti nell’arto durante un’attività dinamica come la corsa.
Altre considerazioni
Ci sono alcune altre possibili differenze tra asfalto e calcestruzzo che possono renderle diverse superfici di scorrimento:
Temperatura dell’asfalto: quando l’asfalto si riscalda, si ammorbidisce. Tuttavia, la ricerca mostra poca varianza nell’imbracatura fino a quando la temperatura superficiale ha raggiunto 70 gradi Celsius, il che avverrebbe solo nelle giornate calde e torride. Il calcestruzzo non si ammorbidisce nel calore.
Camber della superficie: le strade asfaltate sono coronate, dove il centro di una strada sarà più alto quindi ai bordi, per consentire il drenaggio. Correndo su qualsiasi parte della strada diversa dalla corona, una gamba sarà sempre più alta dell’altra.
Levigatezza superficiale: il vecchio asfalto è solitamente una superficie più ruvida del calcestruzzo, mentre l’asfalto fresco può essere una superficie più liscia. Le superfici ruvide tendono ad assorbire meglio il suono, e quindi è possibile che le scarpe possano sembrare più silenziose sull’asfalto che sul cemento, portando alla percezione che sia più morbida. Inoltre, l’asfalto manca di giunti di dilatazione e imperfezioni superficiali tipiche dei marciapiedi con cordoli, ecc. che possono portare ad un’andatura più regolare e regolare.
Conclusione
La differenza tra cemento e asfalto è un po ‘ come la differenza tra un HDTV standard e una TV a risoluzione più alta, dove il fattore limitante diventa la capacità dell’occhio di osservare la differenza. La differenza può essere misurata, ma la differenza non è significativa nel contesto più ampio della situazione. Nel caso della corsa, sia il calcestruzzo che l’asfalto sono molto duri e deviano molto poco. Il fatto che uno devia un po ‘ più dell’altro scientificamente non si traduce in una differenza osservabile nell’impatto, specialmente quando si corre è considerato includere l’impatto assorbito da una scarpa da corsa e dalla pianta del piede.
La compressibilità di gomma, EVA e un calzino hanno un contributo notevolmente maggiore all’impatto trasmesso al piede all’interno della scarpa rispetto alla differenza tra cemento e asfalto. Si consideri che la differenza di durezza tra calcestruzzo e asfalto equivale ad aggiungere meno di 1 mm di gomma extra alla suola di una scarpa.
Al di là di queste superfici dure, ci sono differenze significative tra strada e pista, sentiero, erba e sabbia. Vorrei presentare quindi che l’obiettivo di un corridore cercando di ridurre la durezza di una superficie esplorare queste altre opzioni.
Ad esempio, i sentieri sterrati hanno anche altri benefici, lavorando la propriocezione del corpo e i movimenti laterali dinamici e stimolando il cervello con condizioni mutevoli – riconnettersi con la natura, qualcuno potrebbe dire. Correre a piedi nudi su erba o sabbia è un’altra combinazione che sicuramente ridurrà l’impatto della forza e innescherà ulteriori cambiamenti nella forma di corsa.
Come hanno dimostrato gli studi, i nostri corpi si adattano alle superfici di corsa. A condizione che venga mantenuta una buona forma biomeccanica, qualsiasi superficie di corsa funzionerà. È anche quasi impossibile cambiare idea a qualcuno una volta che lo hanno inventato. Potresti non essere d’accordo in base alla tua esperienza personale – va bene. Per quanto mi riguarda, mi atterrò ai sentieri sterrati e alla ricerca di leoni di montagna, o lasciando impronte sulla spiaggia.
Vescovo M, Fiolkowski P, Horodyski M. J Athl treno. 2006 Ott-Dic; 41 (4): 387-392.
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Ferris D et al. Correre nel mondo reale: regolare la rigidità delle gambe per diverse superfici. Proc.R. Soc.Lond.B (1998) 265, 980-994
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Jonathan Toker è un corridore canadese di livello elite e triatleta. Ha conseguito un dottorato di ricerca in chimica organica presso lo Scripps Research Institute nel 2001, e ha corso nei ranghi professionali come triatleta per 5 anni e ora corre trail running. Dr. Toker ha lavorato come scienziato nel settore biotech per 5 anni prima di lanciare il suo unico SaltStick Elettrolita Capsule e dispenser lineup.