Bergschoengedachten

Bijna zomer, het kan geen kwaad nog eens na te denken over de bergschoen: wat hij is en wat hij zou moeten zijn. De vorige keer is alweer twee jaar geleden. Toen ging het over de Hanwag-schoenen waarvan in de Belgische bergen zomaar pardoes de zolen waren afgevallen. Aan reparatie viel niet meer te denken; later dat jaar zijn voor de winter extra warme Meindl-schoenen aangeschaft. Die waren zó warm en zaten zo propvol polstering dat voor minder koude tochten knarsetandend nog een ander paar is gekocht, nu maar eens Lowa. Beide typen voorzien van het wondermateriaal Gore-Tex.

Er is veel domme traditie, malligheid en bedrog in de wereld van de kampeer- en bergsport, te zijner tijd zal daar nog eens een overzicht van worden gegeven. Nu noteren we alleen dat het gebruik van Gore-Tex flauwe kul is. De fabrikant beweert dat de microporeuze membraan wel water als damp doorlaat maar niet als vloeistof. Dus: wel voetdamp naar buiten maar geen regen, dauw en plantenvocht naar binnen. Maar het is een verzinsel. In de nieuwe Meindls en Lowa’s werden de voeten bij slecht weer net zo nat als in de vorige bergschoenen, misschien nog wel natter.

Makkelijk was het niet om nieuwe bergschoenen uit te zoeken. De bergsportbranche heeft een klasse-indeling gemaakt die maar weinig houvast biedt. Hoge of lage schoenen, stugge of soepele zolen, een verende hak of niet: dat is het wel zo’n beetje. Er wordt vreemd weinig aandacht besteed aan het gewicht van de schoenen. Veel bergschoenen zijn verrassend zwaar, de twee op de foto zijn bijvoorbeeld bijna 0,9 kilo per stuk. Het is per paar al gauw meer dan 10 procent van de hele kampeeruitrusting. Kan dat niet wat minder, en hoe is de invloed op het energieverbruik van het lopen? Opeens wil je zoiets weten. En het aardige is: er is ook door anderen over nagedacht. De databank Medline en de zoekmachine Google Scholar wijzen de weg in de literatuur (trefwoorden: boots/shoes, weight, energy, walking).

Er blijkt al zeker zestig jaar aan gerekend en gemeten te worden, maar tot in de jaren tachtig was de uitkomst onduidelijk. Een Zuid-Afrikaanse studie door Strydom, Van Graan e.a. uit 1968 vergeleek het zuurstofverbruik van jonge Afrikanen die op een loopband (treadmill) moesten lopen met schoenen die in gewicht opliepen van 0,9 tot 1,5 kilo per stuk. (Het zuurstofverbruik is de meest gehanteerde maat voor het energieverbruik.) Er werden geen significante verschillen gevonden.

Maar in 1984 publiceerden Jones, Toner, Daniels en Knapik in Ergonomics de resultaten van een loopbandonderzoek met mannen die schoenen van 0,3 tot 0,9 kilo per stuk droegen. Voor de zekerheid werden in bepaald gevallen nog extra loden gewichtjes aan de schoenen vastgemaakt. Nu worden wel verschillen gevonden, zelfs heel flinke. De groep rapporteerde opnieuw in Ergonomics in 1986 met onderzoek aan vrouwen. Ook nu is er een zwaar effect: voor elke 100 gram toename aan schoengewicht (per paar gemeten) neemt het zuurstofverbruik, en dus het energieverbruik, bij het lopen met 1 procent toe. Voor mannen was in het eerdere onderzoek een waarde van ongeveer 0,8 procent gevonden.

Interessant is ook een studie van Legg en Mahanty in Ergonomics van 1986. Zij vergeleken de invloed van het schoengewicht op het zuurstofverbruik van mensen die tegelijk ook een zware rugzak droegen. Ze komen ook nu ruwweg uit op die 1 procent per 100 gram extra schoengewicht (als paar gemeten) wat dus wel een vuistregel lijkt te zijn. Een vuistregel voor de loopband, de treadmill, wel te verstaan: dus bij horizontaal lopen op een harde ondergrond. In modder, mul zand en sneeuw is het energieverbruik al zo hoog dat meer of minder zware schoenen niet veel meer uitmaken (Smolander, Louhevaara e.a. in Ergonomics, 1989). Er valt aan toe te voegen dat in 2010 door Turner, Chiou e.a. is vastgesteld dat bij zwaar bepakte brandweerlui die ook nog een brandslang in de handen hielden het extra energieverbruik door het dragen van zware laarzen wat lager uitviel dan de vuistregel voorspelt (Journal of Occupational and Environmental Hygiene).

Voorlopig houden we het erop dat het gebruik van de hier afgebeelde bergschoenen het energieverbruik van het wandelen op lichte gympies met wel 10 tot 15 procent kan opvoeren! “Het gebruik van die zware bergschoenen is ook gekkigheid”, zegt Klaas Westerterp, hoogleraar humane biologie in Maastricht. “Je moet naar veel lichtere schoenen toe.” Hij is niet onder de indruk van het verweer van de AW-redactie dat bergschoenen ‘steun aan de enkels’ geven. Het is, denkt hij, zeer de vraag of die steun op de doorsnee bergtocht wel nodig is.

Maar eigenlijk was Westerterp opgebeld om een toelichting te geven op het artikel ‘The work of walking: a calorimetric study’ dat de Maastrichtse humane biologen in 1988 publiceerden in Medicine and Science in Sports and Exercise. Eerste auteur was Paul Webb. De biologen hadden zich afgevraagd of er bij het gewone lopen eigenlijk wel uitwendige arbeid, dus arbeid op de omgeving, wordt uitgeoefend of dat al het extra energieverbruik dat het lopen kost voor rekening komt van het rekken, strekken en zwaaien van de ledematen.

Het is een rare kwestie, maar één waar ook door anderen veel over is nagedacht. De wandelaar verplaatst wat lucht, goed, maar als hij over vaste bodem loopt, oefent hij daarop wel een kracht uit maar geen arbeid, omdat het aangrijpingspunt van de kracht zich niet verplaatst. Sla het oude natuurkundeboek op. En een pendant van de rol- en de lagerweerstand uit auto of fiets is niet zomaar zichtbaar.

De Maastrichtenaren realiseerden zich dat het bestaan van uitwendige arbeid bewezen kon worden met een combinatie van zuurstofmetingen en calorimetrie. Als een lichaam geen uitwendige arbeid verricht zullen zuurstofverbruik en warmteproductie met het juiste rekenwerk worden herleid tot precies hetzelfde energieverbruik. Is er wél uitwendige arbeid dan komt het energieverbruik afgeleid van de zuurstofconsumptie hoger uit dan het energieverbruik dat uit de warmteproductie is te berekenen. Dat schrijft de wet van energiebehoud voor.

De Maastrichtenaren stopten proefpersonen in het soort ruimtepak dat hier op het plaatje staat. Het werd doorspoeld met water waarvan de temperatuur nauwkeurig gemeten werd. Het pak was dus een mobiele calorimeter. Mét hun loopband stonden de proefpersonen in gasdicht afgesloten kamers waarin het zuurstofverbruik werd gemeten. Soms werden de jongens en meisjes in hun gaan gehinderd door een gewicht dat ze naar achteren trok. Soms kregen ze een zware rugzak mee.

Meten! Rekenen! En de conclusie was: er is wel degelijk uitwendige arbeid, vooral als dat gewicht naar achteren trekt. Maar waar die arbeid precies wordt uitgeoefend? Het moet wel in de schoenen zijn. “Wat er precies gebeurt is nog steeds niet duidelijk”, zegt Westerterp.