De marathonmijlpaal van Eliud Kipchoge kwam mede tot stand in een Eindhovense windtunnel. Daar bleek dat de Keniaan geen voorwaartse, maar een omgekeerde V voor zich moest hebben.

Kipchoge schreef zaterdag in Wenen geschiedenis door als eerste atleet een marathon binnen twee uur te lopen. Dat deed hij met behulp van 41 ‘hazen’: gangmakers die de Keniaan zoveel mogelijk uit de wind hielden.

Omdat de recordpoging niet in een officiële wedstrijd plaatsvond, mochten de hazen elkaar afwisselen. Dat gaf ze de kans een voor Kipchoge optimale formatie aan te houden.

De geschiedenis van de  wiskunde is diverser dan je denkt
LEES OOK

De geschiedenis van de wiskunde is diverser dan je denkt

Wiskunde is niet alleen afkomstig van de oude Grieken. Veel van onze kennis komt van elders, waaronder het oude China, India en het Arabisch Schiereil ...

Trechterformatie

Wat is de optimale formatie om een loper uit de wind te houden? In 2017 deed Kipchoge op het Italiaanse racecircuit van Monza al eens een poging onder de twee uur te lopen. De hazen liepen toen in een compact driehoekig groepje vlak voor en naast de Keniaan.

Zaterdag was gekozen voor een omgekeerde V-formatie: voor Kipchoge liepen vijf hazen met, om maar even een uitstapje naar voetbal te maken, de ‘punt naar achteren’. Bovendien liepen er nog twee hazen achter de Keniaan. Ook hielden de hazen wat meer afstand tot Kipchoge dan in Monza.

De omgekeerde V verrichtte veel voorwerk voor Kipchoge. Beeld: Jon Super for The INEOS 1:59 Challenge

Zo’n trechterformatie lijkt op het eerste gezicht minder effectief dan een standaard V-formatie, met de punt naar voren. Niet voor niets zie je die voorwaartse V bij zwermen vogels en wielrenners. Maar het verschil is dat in dit geval alleen Kipchoge uit de wind hoefde te worden gehouden. De anderen mochten best last hebben van luchtweerstand – die konden elkaar toch aflossen. Zodra een van de hazen uitgeput was, kon die gerust het hazenpad kiezen.

Lagedrukgebied

De formatie werd mede bepaald door de Belgische aerodynamica-onderzoeker Bert Blocken, hoogleraar aan de TU Eindhoven en de KU Leuven. ‘In het wielrennen neemt de kop van het peloton typisch een driehoekige formatie aan. Dit is een goede formatie wanneer men de luchtweerstand van iedereen in de groep wil reduceren’, zegt hij in een persbericht. ‘Maar voor dit marathonrecord ging het enkel om het minimaliseren van de luchtweerstand van Eliud Kipchoge, niet van de hazen. Dan is deze omgekeerde V superieur.’

De omgekeerde V in theorie en praktijk. Foto links: Bart van Overbeeke

In 2012 bewees Blocken al dat een wielrenner niet alleen aerodynamisch voordeel heeft van een renner voor zich, maar ook van een renner achter zich. Dat komt doordat de achterste renner het lagedrukgebied vult dat normaal gesproken achter een renner ontstaat. Vermoedelijk hadden de hazen achter Kipchoge een soortgelijk effect op de luchtweerstand.

Auto en fietser

De omgekeerde V was het resultaat van een uitgebreide selectieprocedure. Eerst verrichtten Blocken en de Amerikaan Robby Ketchell computersimulaties van meer dan honderd mogelijke formaties. Daarna werden de beste formaties getest in de windtunnel van de TU Eindhoven. De onderzoekers lieten niets aan het toeval over: zelfs de aerodynamische effecten van de meerijdende auto en fietser werden meegenomen.

Ook de effecten van auto en fietser werden in de windtunnel onderzocht. Beeld: Bart van Overbeeke

Uiteindelijk bleek de omgekeerde V de luchtweerstand met 85 procent te verminderen ten opzichte van wanneer Kipchoge alleen zou lopen. De formatie die in Monza werd aangehouden, leverde naar schatting slechts 70 procent winst op. ‘Twee sets van onafhankelijk uitgevoerde computersimulaties en de windtunneltesten wezen allemaal eenduidig deze formatie als beste aan. Dat was nodig om de lopers te overtuigen van deze opstelling’, zegt Blocken.

15 procent extra voordeel is best veel – zeker gezien het feit dat Kipchoge in Wenen slechts 0,63 procent sneller hoefde te lopen dan in Monza. Natuurlijk was de luchtweerstand lang niet de enige hindernis die de loper onderweg moest overwinnen. Maar als het een kwestie van seconden is, telt elk detail.

Je mag dus best stellen dat de wetenschap, en dan in het bijzonder de Nederlands-Belgische wetenschap, een cruciale bijdrage heeft geleverd aan het record. De 25 snelste marathontijden zijn allemaal gelopen door een Keniaan of Ethiopiër. Maar dankzij onze expertise in wind vieren de Lage Landen nu toch een klein beetje mee.

We hebben Bert Blocken gebeld voor aanvullende informatie, maar op verzoek van raceorganisator INEOS kon hij verder niks over het onderzoek prijsgeven.