Cercetătorii militari au petrecut ani de zile calculând costul energetic al transportării unui pachet în diferite condiții. Iată cum să folosească ceea ce au găsit.

calorii

Într-o sesiune specială de fiziologie militară la conferința Colegiului American de Medicină Sportivă de săptămâna trecută, două echipe de cercetători au prezentat noi date despre ceva numit „ecuația Pandolf”, care a fost utilizată încă din anii ’70 pentru a estima câtă energie este necesară ambalaj. O echipă britanică a explorat modul în care modelele de distribuție a încărcăturii afectează estimările, deoarece soldații moderni poartă greutate în diferite locuri datorită unor lucruri precum armura corporală, în loc să aibă toată încărcătura înghesuită într-un rucsac. Și un SUA Echipa armatei a analizat diferențele dintre bărbați și femei, deoarece femeile ocupă acum roluri de luptă care necesită transportul unor sarcini grele.

Rezultatele acestor studii sunt ușor interesante. (Pe scurt, soldații moderni ard mai multă energie decât prevede ecuația, deoarece este mai eficient să transporti încărcături pe spate. Și bărbații ard mai multă energie decât femeile în timp ce poartă o greutate dată, dar ecuația nu este chiar potrivită pentru niciuna dintre ele.)

Dar adevărata revelație pentru mine a fost întrebarea originală Pandolf. Iată un instrument simplu care vă spune câte calorii ardeți în funcție de greutatea dvs., greutatea pachetului, viteza de drumeție, înclinația pantei pe care mergeți și natura terenului. Uimitor! Chiar dacă are unele inexactități ușoare în cifrele absolute pe care le calculează, oferă o modalitate obiectivă de a răspunde la unele dintre întrebările logistice cu care vă confruntați atunci când planificați o excursie de rucsac. Câtă energie suplimentară vă va costa să transportați un lux opțional, cum ar fi scaunul dvs. de tabără? Cât de mult vei încetini pe o urcare prelungită sau pe teren nisipos dacă menții un nivel de efort aproximativ constant? Care este viteza cea mai eficientă dacă purtați un pachet deosebit de greu? Sau unul deosebit de ușor?

Am petrecut ceva timp jucându-mă cu ecuația pentru a vedea ce ne spune, folosind exemplul unei persoane de 150 de kilograme care transportă un pachet de 50 de kilograme la 4 mile pe oră pe o potecă de pietriș ca caz de referință. Ecuația în sine nu este deosebit de revelatoare, dar pentru înregistrare aici este:

M = 1,5 W + 2,0 (W + L) (L/W) 2 + n (W + L) (1,5 V 2 + 0,35 VG)

Aici M este rata metabolică, care este cât de repede ardeți energie. Această ecuație vă oferă o valoare în wați, dar este ușor de convertit în alte unități, cum ar fi caloriile pe oră.

Intrările în ecuație sunt:

  • W: greutatea ta (kg)
  • L: greutatea pachetului (kg)
  • V: viteza de mers pe jos (m/s)
  • G: nota oricărei înclinații (%)
  • n: un „factor de teren” care ajustează rezultatele pentru diferite suprafețe (de exemplu, un drum pavat are un factor de teren de 1,0, dar un drum cu pietriș este de 1,2, deoarece este nevoie de mai multe calorii pentru a merge pe o suprafață moale sau neuniformă)

Pentru ca ecuația să funcționeze așa cum este scrisă, trebuie să utilizați unitățile pe care le-am enumerat mai sus. Pentru restul acestui articol și pentru calculatorul interactiv din partea de jos a paginii, m-am convertit în lire sterline pentru greutăți și mile pe oră pentru viteza de drumeție.

Deci, dacă conectați numerele mele de referință la ecuație, descoperiți că acest excursionist ipotetic (să-l numim „Alex H”) arde aproximativ 555 de calorii pe oră. Asta înseamnă că, într-o zi de drumeție de șase ore, ar fi ars 3.330 de calorii. Este o mulțime de GORP.

Pentru a fi corect, nu toate acele calorii sunt direct legate de drumeții. Observați că ecuația are trei termeni în ea. Primul termen reflectă costul energetic al simplului stat pe loc, susținându-vă propria greutate. În acest caz, sunt 88 de calorii pe oră. Al doilea termen reflectă energia de a sta liniștit cu un pachet pus. Pachetul adaugă încă 17 calorii pe oră. Iar al treilea termen este acțiunea, care încorporează energia necesară pentru a merge la o viteză dată, cu efectul de pantă și teren inclus - în acest caz, 450 de calorii în plus pe oră.

Aceasta ne oferă o estimare de bază a cerințelor calorice ale rucsacului, așa că acum putem explora ce se întâmplă atunci când condițiile se schimbă. De exemplu, care este efectul creșterii greutății pachetului între 20 de kilograme și 100 de kilograme (prezentat de-a lungul axei orizontale)? Și cum se schimbă asta dacă mergi cu viteze diferite de la 1 mph la 5 mph (afișat cu linii diferite)?

Desigur, concluziile de aici nu sunt zdrobitoare. Cu cât pachetul tău este mai greu, cu atât arzi mai multă energie. La 4 mph, dublarea greutății pachetului de la 40 lbs la 80 lbs crește arderea caloriilor de la 526 pe oră la 657 pe oră, o creștere de aproximativ 25%. Plătiți o penalitate mai mare pentru adăugarea a 20 de lire sterline la un pachet greu decât la un pachet ușor.

Acest lucru ar putea fi util de știut pentru planificarea călătoriei, de exemplu, pentru a afla cât de departe vă puteți aștepta în mod rezonabil să o faceți într-un anumit timp. Dar dacă ați decis deja câtă distanță veți parcurge, atunci trebuie să luați în considerare că cu cât mergeți mai repede, cu atât veți petrece mai puțin timp pe drumeții. Asta înseamnă că drumețiile mai rapide uneori ar putea fi, de fapt, mai eficiente în general, deoarece arzi mai multe calorii, dar pentru un timp mai scurt. Așadar, să analizăm din nou aceleași date, dar exprimate în calorii pe milă în loc de calorii pe oră:

Acum lucrurile devin puțin mai complexe. În acest caz, cele mai proaste două opțiuni sunt cele mai lente (1 mph) și cele mai rapide (5 mph) drumeții, cu cele mai bune opțiuni undeva la mijloc. Unele dintre linii se încrucișează, deci este greu să ne dăm seama de ce este acest lucru. Pentru a obține o imagine mai clară, să privim aceleași date pentru ultima dată, dar de această dată schimbăm lucrurile, astfel încât viteza de mers să fie pe axa orizontală și greutatea pachetului să fie afișată cu linii diferite:

Acest lucru arată că mersul este foarte lent, ineficient, mai ales dacă purtați un pachet greu. Acest lucru are sens: dacă dorești prea mult să parcurgi distanța, petreci un timp inutil cu un pachet mare care te cântărește. Așadar, mersul mai rapid este mai eficient - dar dacă accelerați în continuare, costul încercării de a merge repede preia. Punctul dulce între a merge prea repede și a susține pachetul pentru prea mult timp, în acest exemplu de caz, este între 2 și 3 mph. Cu cât pachetul este mai greu, cu atât viteza de mers optimă devine mai mare.

Este important să rețineți că această analiză are în vedere doar costul energetic al mersului cu un pachet. Există și alți factori care îngreunează rucsacul. Pentru mine, cel puțin, păstrarea unui pachet greu pe perioade lungi de timp devine incomodă, indiferent cât de bine montat este. Șoldurile și umerii încep să obosească și uneori să se spargă. Deci, în general, consider că prefer o viteză mai rapidă decât „optimă”, care arde câteva calorii în plus, dar minimizează timpul necesar pentru a păstra pachetul. Totuși, aceste grafice vă oferă câteva idei despre modul în care se schimbă energia rucsacului în timp ce reglați parametri precum greutatea pachetului și viteza de mers.

Există și alți factori cu care ne putem juca. De exemplu, cum se schimbă arderea caloriilor în funcție de pantă? Iată câteva date pentru cazul meu de referință la pante de la 0 la 15%, cu viteze de mers de la 0,5 la 4 mph afișate de-a lungul axei orizontale:

Da, este nevoie de mult mai multă energie pentru a merge în sus. Dar putem extrage și câteva informații mai utile. Să presupunem că sunteți obișnuiți să vă plimbați cu o viteză de 4 mph cu un pachet de 50 de kilograme pe teren plan. Acum planificați o călătorie care va implica o urcare prelungită. Ce viteză ar trebui să vă așteptați să mențineți dacă intenționați să cheltuiți aproximativ aceeași cantitate de efort (sau, mai precis, aceeași cantitate de energie)? La 5 mph, va trebui să încetiniți până la 2,9 mph. La 10 mph, ar fi 2,2 mph.

Ultimul detaliu pe care îl voi scoate este efectul terenului. Toate calculele de mai sus au folosit un „factor de teren” de 1,2, ceea ce recomandă ecuația Pandolf pentru drumuri de pietriș sau pământ. Dar aceste numere se pot schimba destul de dramatic dacă vă aflați pe alte suprafețe. Un drum asfaltat are un factor de teren de 1,0; mlaștina are un factor de teren de 3,5. (Au fost multe cercetări și dezbateri cu privire la factorii de teren corespunzători de-a lungul anilor; folosesc valori dintr-o lucrare din 2015 pe această temă.)

Iată datele caloriilor pe mile pentru diferite terenuri la trei viteze diferite între 2 și 4 mph:

Puteți vedea că terenul rău are o taxă disproporționat de mare la viteze mai mari. Dacă planificați un traseu pe teren dificil și nu luați în considerare o încetinire semnificativă, vă veți împinge foarte tare pentru a rămâne pe ritm. Dacă vă îndreptați cu o viteză de 4 mph pe o cale de pietriș, apoi ajungeți la o secțiune de gheață (factor de teren 1.7), veți încetini cu aproximativ 15% până la 3.4 mph dacă mențineți aceeași putere de energie. Nisipul este puțin mai complicat: factorul său de teren este (1,5 + 1,3/V ^ 2), ceea ce înseamnă că se schimbă odată cu viteza de mers, astfel încât, cu cât mergeți mai încet, cu atât devine mai greu.

Deci asta este ecuația Pandolf. Exact ceea ce vă spune va depinde de detaliile specifice călătoriei dvs., motiv pentru care am proiectat un calculator simplu care vă permite să vă calculați propriul cost caloric. Conectați pur și simplu greutatea și greutatea pachetului (în kilograme), viteza de drumeție (în mile pe oră) și gradul pe care veți merge (în procente) și selectați una dintre opțiunile de teren, iar calculatorul va estimează-ți costul caloric în calorii pe oră și calorii pe milă. Distrează-te jucându-te cu el. și întotdeauna împachetați o mâncare de o zi în plus, pentru orice eventualitate.

Asistență externă online

Misiunea noastră de a inspira cititorii să iasă afară nu a fost niciodată mai critică. În ultimii ani, Outside Online a raportat despre cercetări inovatoare care leagă timpul din natură de îmbunătățirea sănătății mintale și fizice și v-am ținut la curent cu amenințările fără precedent asupra terenurilor publice ale Americii. Acoperirea noastră riguroasă ajută la declanșarea unor dezbateri importante despre wellness, călătorii și aventuri și oferă cititorilor o poartă accesibilă către noile pasiuni în aer liber. Timpul afară este esențial - și vă putem ajuta să profitați la maximum. Aducerea unei contribuții financiare la Outside Online durează doar câteva minute și ne va asigura că putem continua să furnizăm jurnalism informativ, de care cititorii ca tine depind. Sperăm că ne veți sprijini. Mulțumesc.

Când cumpărați ceva folosind link-urile de vânzare cu amănuntul din poveștile noastre, este posibil să câștigăm un mic comision. Afară nu acceptă bani pentru recenziile editoriale. Citiți mai multe despre politica noastră.