Walka o buty, które będą najszybsze na świecie

Nike nie powiedziało na początku zbyt wiele Rodgerowi Kramowi i Wouterowi Hoogkamerowi o prototypie buta. „Wiedzieliśmy, że ma nową piankę o nazwie Pebax, i pokazali nam karbonowy mostek” – wspomina Kram.

Fizjolog sportowy i długoletni dyrektor University of Colorado Boulder’s Locomotion Lab, oraz Hoogkamer, wtedy w trakcie studiów doktoranckich na tym uniwersytecie, pisali artykuł, który ukazał się w marcu 2017 roku, wyjaśniając precyzyjnie, jak biegacz może złamać mityczną granicę dwóch godzin w maratonie. Jednym z czynników, które opisywali, była konstrukcja buta biegowego. W międzyczasie dostali do testów coś, co później miało stać się Nike ZoomX Vaporfly 4%.

„Wytłumaczenie w naszym artykule, jak konstrukcja buta może pomóc w pokonaniu bariery 2 godzin, było w tym wypadku trochę karkołomne – wspomina Kram. – Chociaż mieliśmy już przeprowadzone testy nowego buta, nie mogliśmy niepotwierdzonych danych umieścić w recenzowanym artykule”.

Dlatego skupili się na wadze pianki zastosowanej w podeszwie, która – jak pokazały wcześniejsze udokumentowane badania – może poprawić ekonomię biegu o jeden procent.

„Wtedy rekord świata [2:02:57, ustanowiony przez Kenijczyka Dennisa Kimetto w 2014 r. - przyp. red.] został osiągnięty w butach z  podeszwą Adidas Boost” – mówi Hoogkamer, obecnie profesor na University of Massachusetts Amherst. I dodaje: „Nie mówiliśmy, że można zrobić lepszą piankę. Mówiliśmy: »Boost jest dosyć ciężki, może można go zrobić lżejszym«”.

Do testów z Vaporfly Kram i Hoogkamer zabrali się z jednym prostym pytaniem: czy jest szybszy? W maju następnego roku Nike dostarczyło część odpowiedzi projektem Breaking2, podczas którego Kenijczykowi Eliudowi Kipchoge zabrakło zaledwie 25 sekund, by na torze Formuły 1 Autodromo Nationale we Włoszech złamać 2 godziny. Chociaż nie udało się pokonać tej bariery, to uzyskany czas był zdecydowanie lepszy od rekordu Kimetto.

Wśród biegaczy rozgorzała dyskusja, co było najważniejszym elementem 2-procentowej różnicy w wynikach, która na tym poziomie oznacza właściwie niebo i ziemię: absolutnie płaska trasa, pacemakerzy, samochód z zegarem jadący przed biegaczami, który jednocześnie robił swego rodzaju tunel aerodynamiczny, czy może prototypowe buty, które Kipchoge miał na nogach.

W kolejnym badaniu, które Hoogkamer i Kram opublikowali jesienią 2018 roku, o niewinnym tytule „Porównanie zużywanej energii w butach biegowych na maratonie”, dokonali oni bardziej zdecydowanej oceny. Prototyp porównali z dwoma topowymi modelami: Nike Zoom Streak 6 i Adidas Adizero Adios Boost 2, którego Kimetto używał w 2014 roku, i podali, że w nowym modelu metaboliczny koszt biegu jest niższy o 4%. Wyliczyli, że powinno się to przełożyć na 3,4-procentowe zwiększenie prędkości w maratonie przy biegu na rekord świata (20,59 km/h). Co więcej, ponieważ unormowali masę buta we wszystkich trzech modelach, zysk ten nie wynikał z niższej wagi.

Badanie z miejsca stało się źródłem kontrowersji. Było zlecone przez Nike – Kram jest płatnym konsultantem tej firmy, a dwóch jej pracowników, Geng Luo i Emily Farina, zostało wskazanych jako współautorzy. Kolejne badania, już niepowiązane z Nike, potwierdziły te wyniki, chociaż wszystkie badane modele były małych rozmiarów i dane różniły się wartościami.

Z miejsca zaczęto też kwestionować rolę i uczciwość zastosowania karbonowego mostka. „Jakakolwiek technologia zaimplementowana w butach, której zadaniem jest zwrot energii, powinna być zakazana” – napisał fizjolog sportowy Ross Tucker na swoim blogu Science of Sport. Tucker utrzymuje, że mostek działa właściwie jak sprężyna, wskazując, że tak właśnie Nike określało działanie takiego rozwiązania w poprzednim patencie.

W całym tym zamieszaniu związanym z włóknem węglowym w podeszwie zatracono gdzieś rolę samej pianki. W obu swoich badaniach Hoogkamer i Kram mocno podkreślali jeden ważny element poprawiający ekonomię biegu: „W tym momencie wydaje się, że to elastyczność nowego buta Nike jest najlepszym wytłumaczeniem takich oszczędności energii”. Po naszemu: nowa pianka jest wyraźnie bardziej sprężysta, co sprawia, że biegacze są szybsi.

Pianka ta, którą Nike nazwało ZoomX, pomogła wkroczyć w nową erę projektowania butów, szczególnie ich podeszwy. Choć pogoń za najlepszą pianką rozpoczęła się już w 2013 roku wraz z pojawieniem się Boosta, to Nike ze swoimi wynikami (i nazwą) uzyskiwanymi w Vaporfly 4% i Next% kompletnie zmieniło pole, na jakim toczy się dziś walka. „Kiedy zaczynaliśmy produkować nasze podeszwy, szukaliśmy nowych rozwiązań w amortyzacji – mówi Olivier Bernhard, współzałożyciel marki On Running. – Dziś wszystko sprowadza się do wytrzymałości i sprężystości”.

Producenci butów cały czas próbują poprawić swoje buty, a badacze wykazują skromne, ale widoczne korzyści, jakie dają materiały nowej generacji. Piankowa wojna robi się coraz bardziej zażarta.

Zwykłe bicie piany?

Wydawać by się mogło, że walka o buty na rekord świata dotyczy tylko wąskiej grupy zawodowców. Ale to przecież zaledwie czubek góry lodowej – tysięcy ambitnych amatorów, dla których liczy się każda sekunda urwana z życiowego rekordu. I oni chętnie przemyślą zakup butów, które dadzą – a raczej odejmą – te cenne sekundy, i to bez dodatkowego treningu.

Przez prawie 50 lat główny element biegowego buta, czyli materiał podeszwy wewnętrznej, praktycznie się nie zmienił. Od oryginalnego Nike Cortez, stworzonego przez Billa Bowermana, do wielu produkowanych dziś butów materiałem używanym w podeszwie jest EVA. Dopiero niedawno zaczęło się to zmieniać.

EVA, czyli kopolimer etylenu i octanu winylu, wydaje się być idealnym materiałem na podeszwę wewnętrzną: w postaci pianki jest wyjątkowo lekki i świetnie amortyzuje. Jest także tani i łatwo przetwarzany do postaci pianki. Po dekadach doświadczeń firmy produkujące buty biegowe nauczyły się wykorzystywać jej wszystkie możliwości, by oferować właściwie nieskończoną ilość wariantów podeszwy. Dla każdego biegacza coś miłego – niezależnie od tego, czego od buta oczekuje.

Ale są też minusy: właściwości EVA są w dużym stopniu zależne od temperatury. W gorące dni zaczyna trochę przypominać cukiernicze pianki, natomiast w niskich twardnieje i traci swoje właściwości amortyzujące. Ma stosunkowo wysoki poziom odkształceń trwałych, co oznacza, że szybko przestaje amortyzować tak jak powinna. I o ile w dobrym stanie naprawdę nieźle amortyzuje, to już właściwie zupełnie nie zdaje egzaminu z oddawania biegaczowi części energii lądowania (nota bene mowa o oddawaniu energii jest dużym skrótem myślowym).

O ile producenci pianek mogą zmieniać ich właściwości, to nie mogą przeskoczyć jednego ograniczenia, bo zapisane jest ono w chemicznym DNA tego materiału. EVA to kopolimer etylenu i octanu winylu. Etylen to twardy plastik używany np. w niektórych opakowaniach spożywczych. Octan winylu to składnik wielu farb, możesz też znać go z nietoksycznego kleju dla dzieci. Kiedy je połączysz, otrzymujesz solidny, ale gąbczasty produkt, modyfikowany zmianami ilości obu składników.

Można porównać to do kloców Lego. Etylen (składnik twardy) to klocki niebieskie, octan winylowy (składnik miękki) to klocki żółte. Producent butów może poprosić o różne proporcje, ale inaczej niż w innych materiałach w piance EVA niebieskie i żółte klocki będą połączone, tworząc przypadkowy wzór.

Stosunek obu składników jest najprostszym sposobem na kontrolowanie miękkości pianki. Innym jest różnicowanie jej gęstości w procesie topienia, ale pianki o małej gęstości bardzo szybko tracą swoje właściwości. Kolejną opcją jest łączenie EVA z innymi materiałami albo znalezienie kompletnie czegoś innego.

Producenci podejmowali takie próby już w latach 70. XX wieku. Spencer White, wiceprezes Saucony, mówi, że w latach 80. firma eksperymentowała z materiałem o nazwie Hytrel. Był sprężyty i świetnie nadawał się do biegowych butów, ale tak drogi, że nie było sensu robić z niego podeszwy.

W 2007 roku chemiczna firma BASF znalazła sposób na zmianę TPU (termoplastycznego poliuretanu) w małe, sprężyste kuleczki, które po ściśnięciu szybko wracają do stanu pierwotnego. Nazwali to Infinergy, ale do czasu, kiedy nie opracowali sposobu na łączenie ich w warstwy pianki, nie mogli znaleźć na to sensownego zastosowania. A kiedy już taki sposób znaleźli, to podpisali kontrakt na wyłączność w branży butów sportowych z marką Adidas, która zaczął wykorzystywać to jako Boost w roku 2013. Ale chyba nic nie może przebić opracowanego przez międzynarodową firmę chemiczną materiału nazwanego Pebax.

Królestwo za piankę

Jak mnóstwo tworzyw sztucznych, Pebax jest wykorzystywany od dekad. Dodaje elastyczności twardym skorupom butów narciarskich albo wykorzystywany jest w kardiochirurgii. Ale w formie pianki nie był opatentowany aż do 2004 roku i Nike oraz Reebok były pierwszymi firmami, które zaaplikowały go w butach biegowych.

Wracając do porównania z Lego, Pebax też jest zbudowane z klocków. Ale zamiast przypadkowego ich rozkładu, firma Arkema jest w stanie połączyć jeden ich kolor w łańcuch o precyzyjnie określonej długości, wydzielając twarde i miękkie sekcje, przez co mogą kontrolować i amortyzację, i sprężystość.

Dlatego, jak mówi Kevin Hanrahan, szef marketingu Arkemy, Pebax może być i bardzo miękki, i bardzo twardy, no i może oddawać energię bez utraty miękkości. To coś, co technicznie jest też możliwe z TPU, ale Pebax ma kilka cech, w których przewyższa konkurencję, np. wagę – jest o 20% lżejszy niż pianki bazujące na TPU. Za to TPU jest bardziej wytrzymałe, bo ma niższy poziom odkształceń trwałych niż Pebax i EVA. Obie pianki, TPU i Pebax, zachowują swoje właściwości w szerokim zakresie temperatur. Wydaje się więc, że to właśnie oddawanie energii biegaczowi jest tym, czy Pebax wyróżnia się na tle konkurencji.

„Zwrot energii” to określenie potoczne i trochę nieprawdziwe. Chodzi bowiem raczej o mniejszą stratę energii. Każda pianka w podeszwie, kiedy zostaje ściśnięta w czasie lądowania, magazynuje pewną część energii, którą oddaje przy odbiciu. Buty z pianką EVA oddają w ten sposób 65-70% tej energii. Pianki TPU, np. Boost, są pod tym względem lepsze – oddają 70-76% energii. Ale najlepsze wyniki, jakie jakiekolwiek buty miały w testach RW pod tym względem, to Vaporfly 4% oraz 4% Flyknit, które wskakują na poziom 82% (Kram i Hoogkamer uzyskali nawet 87%).

Co to w praktyce oznacza? Iain Hunter, profesor na Brigham Young University, szukał odpowiedzi, powtarzając badanie Hoogkamera i Krama. I potwierdził, to, co wyszło w pierwszym badaniu: biegacze w Vaporfly mają dłuższy krok niż w innych butach, co oczywiście przekłada się na prędkość biegu przy takiej samej kadencji.

Ale Hunter zmierzył też kilka parametrów, których nie sprawdzono wcześniej, np. wysokość, na jaką odbija się biegacz przy każdym kroku. Okazało się, że Vaporfly niosą biegacza wyżej, co normalnie łączy się z niższą efektywnością biegu. „Ale nie dotyczy to sytuacji, kiedy biegacz nie wkłada dodatkowej energii w ten wyższy krok” – mówi Hunter.

Jego wnioski: podeszwa w Vaporfly traci mniej energii przy odbiciu niż inne pianki, przez co daje dłuższy krok w danym czasie kontaktu z podłożem.

Są i inne plusy. Na konferencji Footwear Biomechanics w lipcu 2019 roku badacz z ośrodka Nike Brett Kirby przedstawił dane, które świadczą o tym, że biegacze w Vaporfly mają mniejsze mikrouszkodzenia mięśni niż grupa kontrolna w innych butach. A to oznacza, że możesz w nich trenować jeszcze mocniej.

Niezależnie od mechanizmu, który jest za to odpowiedzialny, nie można zaprzeczyć, że jest skuteczny. Serwis New York Times’s Upshot sprawdził około pół miliona ogólnie dostępnych, np. przez Stravę, wyników uzyskanych w maratonach i okazało się, że biegacze w Vaporfly są o około 4% szybsi niż osoby o podobnym profilu, ale startujący w innych modelach. Okazuje się więc, że te buty mogą dać Ci przewagę.

Firmy znają oczywiście te dane i nie mogły nie zareagować, tym bardziej że Nike postawiło na mocny, wręcz agresywny marketing. Zaczęło się szukanie szybszych pianek i lepszych sposobów ich wykorzystania. Saucony przez lata przestowało ponad 12 pianek i było bliskie wykorzystania Boosta, zanim Adidas dostał go na wyłączność. Reebok wykorzystuje Pebax we Floatride, Under Armour piankę TPU nazwaną Infuse w swojej linii Hovr. Skechers Hyper Burst to pianka EVA z wstrzykniętym dwutlenkiem węgla, a Brooks w swoim Levitate stosuje kolejny poliuteran opracowany przez BASF o nazwie Elastopan.

Pebax też ma konkurencję we własnej rodzinie. Bardzo podobny produkt, zwany Vestamid, oferuje niemiecka firma Evonik. A Adidas, który jest zaskakująco cichy w tej wojnie, pracuje podobno nad nowym butem, który miał być testowany we wrześniu na maratonie w Berlinie (już wiadomo, że zawody odwołano), i który ma być odpowiedzią na Pebax.

Drogie rekordy

Większość biegających maraton w okolicach 3 godzin z przyjemnością przyjęłaby sprzęt, który sam odciąłby 6 minut z ich rekordu życiowego. Są jednak dwie łyżki dziegciu w tej beczce miodu. Jedna to cena: około 1000 zł za parę. Druga to ich wytrzymałość: mogą spełniać swoje zadanie przez kilka maratonów. Są jednak biegacze, dla których nowy rekord nie ma ceny – na wielkich maratonach buty z najwyższej półki z reguły są na początku stawki, choć im dalej, tym cena, jaką biegacze są w stanie zaakceptować za buty, szybko spada. W dodatku nie wszystkim te modele będą po prostu pasować, bo każdy biega trochę inaczej.

Biegacze intuicyjnie wybierają najlepsze buty dla swoich stóp, a głównym tego wyznacznikiem staje się komfort biegania w danym modelu. Wydaje się, że pianka, szczególnie miękka i sprężysta, powinna idealnie odpowiadać takim kryteriom. Ale pytanie, jak bardzo biegacze przejmują się technologią w podeszwie, wydaje się być otwarte. Większość nie interesuje się technicznymi zawiłościami, pozostawiając często decyzje własnym stopom. Wciąż trwa także dyskusja, co tak właściwie daje ten 4-procentowy bonus. Pebax w Nike jest rewelacyjny, ale Pebax w Reebokach Floatride już takich wyników zwrotu energii nie daje – są lepsze niż w butach z EVA, lecz gorsze niż w Boost i ZoomX.

Nie wiemy tak naprawdę, jak na ekonomię biegu wpływają pozostałe elementy konstrukcji, np. poduszki powietrzne czy karbonowe mostki. Czy to one same w sobie działają jak sprężyny, czy może stabilizują piankę, by zmaksymalizować jej zwrot energii? Emily Farina z Nike’s Sports Research Lab pokazała dane, z których wynika, że to właśnie włókno węglowe tak wpływa na wyniki w tych butach. Nike oczywiście nie chwali się pełną wiedzą, nie zezwala nawet na wywiady z Fariną czy innymi pracownikami.

Firma z Oregonu odpowiada jedynie na maile, pisząc następująco: „Magia Nike ZoomX Vaporfly Next% i Nike Zoom Vaporfly 4% leży w ich całej konstrukcji i współpracy wszystkich elementów, a nie w działaniu jednego z nich”.

Wiadomo jednak, że mostki mają znaczenie, choćby z wniosku patantowego Nike o nazwie „Stacked Cushioning Arrangement for Sole Structure”. Widać w nim, że jest właściwie identyczny z tym, czego używał Kipchoge podczas próby Ineos 1:59, kiedy pokonał dystans maratonu w czasie poniżej 2 godzin. Patent pokazuje konstrukcję buta z wieloma rozdzielonymi warstwami pianki, trzema mostkami karbonowymi i dwiema parami komór amortyzujących wypełnionych płynem, wciśniętymi między te mostki.

Niezależnie od mostków pianka będzie miała znaczenie, tym bardziej że jej cena spadnie. Pebax jest drogi, ale za jakiś czas zapewne stanieje, a wtedy będzie dostępny nie tylko dla elity. Ale EVA nie odchodzi do lamusa. Jest lekka, tania i łatwa do modyfikowania. A nowe, jeszcze lepsze rozwiązania czy dodatkowe elementy mogą sprawić, że nadal będzie równorzędnym graczem w grze o najszybszy but świata.

Bo Pebax jeszcze nie wygrał. Przez słabą dostępność takich modeli, jak Vaporfly, lub brak przełomu, który zapewniłby znaczny spadek cen, może mu się to nie udać. Nike ma tego świadomość i oferuje Zoom Fly 3 – klon modelu Vaporfly, jeśli chodzi o karbonowy mostek, ale z pianką React. I można je kupić w promocji za 450 złotych.

Mimo starań konkurencji i propozycji, by wprowadzić regulacje dotyczące obuwia biegowego, Nike prowadzi w wyścigu o miano najszybszego buta świata, wygrywając z Vaporfly w 2019 roku maratony w Berlinie, Nowym Jorku i Chicago i łamiąc z Kipchoge dwie godziny w maratonie w prototypie kolejnego modelu. Ale chociaż w tej chwili jest to but najszybszy, to przecież biegacze i ich zakupy decydują, który but jest najlepszy.

Technologie w butach do biegania

Firmy produkujące buty biegowe nadają swoim podeszwom i stosowanym w nich technologiom nazwy, które niewiele mówią na pierwszy rzut oka. W rzeczywistości to tylko kilka rodzajów materiałów o niewielkich modyfikacjach. Zobacz, co kryje się za tymi nazwami i co testerzy RW myślą o butach, w których są stosowane.

1. Saucony Kinvara 10

Pianka: Everun

Co to jest: TPU w górnej części podeszwy z EVA w podeszwie środkowej

Testerzy: „Jeden z najlżejszych butów na każdy dzień. Jego elastyczność i waga pomogą poprawić życiówki biegaczom od 5 km do maratonu.

2. Reebok Floatride Run Fast

Pianka: Floatride Energy

Co to jest: Pebax z pierścieniem EVA

Testerzy: „But na szybkie bieganie, ale bez tego twardego uczucia przy lądowaniu, jakie zwykle dają startówki”.

3. Nike Vaporfly Next%

Pianka: ZoomX

Co to jest: Pebax z karbonową płytką

Testerzy: „Bardziej tolerancyjny dla niedoskonałej techniki i ma bardziej komfortową cholewkę niż Vaporfly 4%, przez co jest jeszcze lepszy – szybki, nawet jeśli na numerze startowym nie masz napisane: Eliud”.

4. Adidas Adizero Boston 7

Pianka: Boost

Co to jest: TPU

Testerzy: Byli podzieleni w opinii, czy daje wystarczającą amortyzację, ale większość chwaliła go za komfort od pierwszego kilometra. Pasuje do stopy jak skarpeta.

5. Skechers GOrun Razor 3 Hyper

Pianka: Hyper Burst

Co to jest: EVA z wstrzykniętym CO2

Testerzy: „CO2 penetruje EVA, zmieniając kształt ich komórek, przez co pianka staje się lżejsza, ale dynamiczna i zaskakująco dobrze amortyzująca”.

Mizuno Wave Sky Waveknit 3

Pianka: Foam Wave (U4icX, U4ic, XPOP)

Co to jest: Kanapka EVA z TPU w środku i Pebaxem jako płytką, a nie pianką.

Testerzy: „Duża amortyzacja przy wystarczającej stabilności i imponującej wytrzymałości”.

New Balance Fresh Foam Beacon v2

Pianka: Fresh Foam

Co to jest: EVA

Testerzy: „Miękki, lekki, szybki”.

On Running Cloudswift

Pianka: Helion

Co to jest: EVA razem z kopolimerami

Testerzy: „W odróżnieniu od miękkich treningówek Cloudswift przeznaczony jest na twardszy, dynamiczniejszy bieg”.

9. Hoka One One Carbon X

Pianka: Profly X

Co to jest: Pianka EVA o podwójnej gęstości z płytką karbonową

Testerzy: „Mocna i równomierna amortyzacja na całej długości podeszwy”.

10. Brooks Ghost 12

Pianka: DNA Loft

Co to jest: EVA

Testerzy: „Rekomendujemy go początkującym biegaczom z powodu jego wszechstronności. Ma wystarczająco dużo sprężystości przy odbiciu, a duża amortyzacja sprawia, że zwykle biegniemy bez problemu dłużej niż było planowane”.

11. Asics GT-2000 7

Pianka: FlyteFoam Lyte

Co to jest: EVA z żelem pod piętą i przodostopiem

Testerzy: Mimo dużej sztywności, przekonał wielu testerów. Jest ciężki, ale nie wolny. Amortyzacja nie jest przesadzona i w zupełności wystarcza do nabi- jania kilometrów na drodze.  

Zobacz także:

• Ewolucja pianki w butach do biegania: bicie piany czy realny postęp?

• Jak kupować buty do biegania? 8 błędów, których trzeba unikać

• Jak zmieniały się buty do biegania? Historia pogoni za perfekcją

RW 07-08/2020