Tipologia di scarpe per aumentare la prestazione nella maratona: il caso delle Nike

Introduzione

Una competizione vincente nel fondo lento e veloce (dai 3000m alla maratona ed oltre) è costruita grazie a molti fattori. I predominanti sono: economia di corsa, consumo di ossigeno, cinematica del passo e resilienza alla fatica. Recentemente, da veramente pochissimi anni (2018), si è inserito prepotentemente anche l’avanzamento tecnologico; infatti, si è prima associato e poi provato che anche una scarpa con una specifica caratteristica potesse creare un beneficio prestativo di ampiezza tale che, a parità delle altre variabili, permettesse di vincere la gara, ma anche migliorare il record mondiale (1).

Il caso scatenante

L’attenzione si è posata su questo “doping tecnologico” (2) quando l’atleta Eliud Kipchege ha fatto registrare il record mondiale nella maratona a Berlino nel 2018 (2:01:39) e, l’anno seguente nella INEOS Challenge, lo ha ulteriormente migliorato scendendo sotto le due ore. Inoltre, nella stessa settimana, Brigid Kosgei ha migliorato il record mondiale femminile a Chicago (2:14:04). Il fattore comune di queste prestazioni è la tipologia di scarpa utilizzata, infatti sono state indossate, rispettivamente, le Nike Vaporfly Elite, le Nike Alphafly(prototipo) e le Nike Vaporfly Next%. Da un’indagine giornalistica (Nikeʼs fastest shoes may give runners an even bigger advantage than we thought. K Quealy, J Katz - New York Times, 2019) è stato mostrato che chi utilizza queste calzature ha un miglioramento del tempo di percorrenza nella maratona e mezza maratona del 4-5% ed ha un 73-75% di possibilità di ottenere un personal best rispetto alle scarpe solitamente utilizzate. Successivamente, un gruppo di ricerca specializzato nelle competizioni sui 42km ha raccolto ogni dato dal 2010 fino all’introduzione delle scarpe incriminate (3886 competizioni) ed hanno riscontrato che i maschi che utilizzavano le scarpe Nike avevano un miglioramento nel tempo di percorrenza del 2,0% (2,8 minuti), mentre nelle femmine il guadagno era del 2,6% (4,3 minuti) (3).

I benefici prestativi delle scarpe

Prima del 2018 era già noto tramite studi che il peso (grammi) delle scarpe permetteva di modificare il consumo di ossigeno e l’economia di corsa. Infatti, un aumento di 100g nella massa distale inferiore del soggetto (nelle scarpe, n.r.d.) incrementa il consumo di ossigeno linearmente tra lo 0,7% e l’1,1% (4–6) senza cambiare la cinematica del passo (6). Per cui, più la scarpa è leggera e più si ha un risparmio energetico nella competizione. Questo fattore è tanto più importante quanto è lunga la metratura della gara.

Vantaggi prestativi delle Nike

Consumo di ossigeno. Le scarpe della Nike Varporfly4% permettono una riduzione del consumo di ossigeno del 4,4% a specifiche intensità (60%, 70%, 80% VO_2picco) in amatori rispetto ad una scarpa commerciale utilizzata quotidianamente dai volontari (7).

Energetica della corsa. Le Nike riducono il costo energetico della corsa di circa il 4% rispetto ad altre scarpe dello stesso peso (16,45 ± 0,89 W/kg vs 17,16 ± 0,92 W/Kg vs 17,14 ± 0,97 W/Kg) (8)

Tempo di percorrenza. In una prova di Time Trial di 3-km la prestazione è stata 16,6 secondi più veloce rispetto alle scarpe usate quotidianamente negli allenamenti e competizioni (7).

Caratteristiche delle scarpe Nike

Il guadagno prestativo ottenuto tramite le Nike si ritiene sia dovuto ad alcune caratteristiche intrinseche: una fibra o piatto di carbonio, il materiale e la durezza della suola (2).

Ø Fibra di carbonio: la fibra longitudinale di carbonio permette di aumentare l’economia di corsa di =1% grazie ad un effetto di vantaggio meccanico durante la locomozione “teeter-totter effect” (2);

Ø Materiale e durezza della suola: la suola è composta da PEBA (polyamide block elastomer), esso è è meno densa delle precedenti per cui ha lo stesso peso, ma può essere più spessa di 8mm rispetto alle concorrenti (31mm vs 23 mm) ed allo stesso tempo più resiliente permettendo un ritorno elastico dell’energia dell’87% quando i precedenti materiali non arrivavano oltre il 76% (2) (2).

Teeter-totter Effect

Da questa immagine si riesce a capire il “teeter-totter effect”. Il punto di applicazione della forza in cui avviene la reazione vincolare al suolo (il contatto a terra) permette, tramite la fibra longitudinale di carbonio, di avere un effetto di “leva” con direzione contraria sul tallone che favorisce la propulsione in avanti riducendo il consumo in ogni passo. Si ritiene che questo vantaggio possa essere singolarmente del 4-6% nella prestazione (9)

Riassunto dei benefici delle Nike

Regolamento IAAF

Da questo caso la International Association of Athletics Federations (IAAF) ha modificato il regolamento appositamente per regolarizzare le scarpe in gara:

“any shoe that is first introduced after 30 April 2020 may not be used in competition unless and until it has been available for purchase by any athlete on the open retail market (i.e. either in store or online) for at least four months prior to that competition. Any shoe that does not meet this requirement is

deemed a prototype and may not be used in competition”

“ must not contain more than one rigid plate or blade made from carbon fibre or another material with similar properties or producing similar effects, whether that plate runs the full length of the shoe or only part of the length of the shoe”

“must have a sole with a maximum thickness of no more than 40mm”.

Anon. World Athletics, Technical Rules 2020. 2020; Anon. World Athletics modifies rules governing competition shoes for elite athletes. 2020.

Come risolvere la questione

Una risoluzione pragmatica è quella che propone Dyer e si può riassumere in ciò: dato che [la scarpa] non offre un vantaggio sleale, non è nociva, è accessibile come prezzo (sicuramente è più economica della bici da corsa usata dai professionisti che può arrivare anche a 15-20000$) ed è acquistabile da tutti non si ritiene che sia un doping tecnologico e/o scorretto (10). Ciò che invece può essere di intralcio è che se un atleta viene sponsorizzato da un marchio di scarpe, per motivi legali e di visibilità del suo sponsor, non avrà la possibilità di indossarle in gara. Questa è una questione che deve essere risolta, magari rendendo aperto il brevetto della scarpa stessa.

BIBLIOGRAFIA

1. Muniz-Pardos B, Sutehall S, Angeloudis K, Guppy FM, Bosch A, Pitsiladis Y. Recent Improvements in Marathon Run Times Are Likely Technological, Not Physiological. Sport Med [Internet]. 2021;51(3):371–8. Available from: https://doi.org/10.1007/s40279-020-01420-7

2. Burns GT, Tam N. Is it the shoes? A simple proposal for regulating footwear in road running. Br J Sports Med. 2020;54(8):439–41.

3. Senefeld JW, Haischer MH, Jones AM, Wiggins CC, Beilfuss R, Joyner MJ, et al. Technological advances in elite marathon performance. J Appl Physiol. 2021;130(6):2002–8.

4. Hoogkamer W, Kipp S, Spiering BA, Kram R. Altered running economy directly translates to altered distance-running performance. Med Sci Sports Exerc. 2016;48(11):2175–80.

5. Franz JR, Wierzbinski CM, Kram R. Metabolic cost of running barefoot versus shod: is lighter better? Med Sci Sports Exerc [Internet]. 2012 Aug [cited 2022 Jan 7];44(8):1519–25. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22367745/

6. Rodrigo-Carranza V, González-Mohíno F, Santos-Concejero J, González-Ravé JM. Influence of Shoe Mass on Performance and Running Economy in Trained Runners. Vol. 11, Frontiers in Physiology. 2020.

7. Hébert-Losier K, Finlayson SJ, Driller MW, Dubois B, Esculier JF, Beaven CM. Metabolic and performance responses of male runners wearing 3 types of footwear: Nike Vaporfly 4%, Saucony Endorphin racing flats, and their own shoes. J Sport Heal Sci. 2020 Nov 29;

8. Hoogkamer W, Kipp S, Frank JH, Farina EM, Luo G, Kram R. A Comparison of the Energetic Cost of Running in Marathon Racing Shoes. Sport Med. 2018;48(4):1009–19.

9. Nigg BM, Cigoja S, Nigg SR. Effects of running shoe construction on performance in long distance running. Footwear Sci [Internet]. 2020;12(3):133–8. Available from: https://doi.org/10.1080/19424280.2020.1778799

10. Dyer B. A Pragmatic Approach to Resolving Technological Unfairness: the Case of Nike’s Vaporfly and Alphafly Running Footwear. Sport Med - Open. 2020;6(1):1–10.