Nike AlphaFly: ¿dopaje tecnológico?

El pasado fin de semana pasará a la historia por las hazañas deportivas vividas, a la altura de grandes hitos como la primera milla por debajo de los 4 minutos de Sir Roger Bannister, el Free Solo de Alex Honnold en El Capitán, los 100 metros en menos de 10 segundos de Jim Hines, el primer ascenso al Everest y otros muchos grandes momentos deportivos de la historia.

Eliud Kipchoge se convirtió el sábado por la mañana en el primer atleta en recorrer la distancia del maratón (42.195 metros) en menos de dos horas; eso sí, sin la posibilidad de que la IAAF lo homologue, lo que no quita que sea una hazaña digna de admirar.

Y cuando aún estábamos de resaca deportiva, el domingo Brigid Kosgei batía en el Maratón de Chicago el récord del mundo femenino de la distancia —esta vez sí homologable— de 2h15:25 de Paula Radcliffe, que parecía estar fuera del alcance cualquier atleta de la actualidad. El nuevo récord: 2h14:04, un minuto y veintiún segundos menos que una marca que llevaba vigente desde el año 2003.

Kipchoge llevaba en sus pies un nuevo prototipo llamado Nike Alphafly y Kosgei las nuevas Nike Vaporfly NEXT%. La polémica estaba servida.

Desde que Eliud Kipchoge batió el record del mundo de la distancia hace un año (2h01:39 en Berlín 2018) e intentó bajar por primera vez de las dos horas en el Breaking2 de Monza organizado por Nike, no han sido pocos los que se han pronunciado sobre si las Nike Vaporfly 4%, NEXT% y ahora AlphaFly son elementos que aportan demasiada ventaja, considerándolo como un caso de doping tecnológico que ha provocado que todos los atletas de primer nivel quieran correr con ellas, dándose incluso situaciones cómicas por parte de algunos que han recurrido a híbridos: upper de la marca que les patrocina con un chasis de Vapofly o, la versión más rápida, pintándolas sin muchas dotes artísticas.

Vamos a analizar ante qué nos enfrentamos.

La placa de carbono: mitos y leyendas

La utilización de placas de carbono en zapatillas no es una novedad, sino que se ha estado utilizando desde hace 20 años. A principios de siglo ya existían en el mercado zapatillas con placas de carbono como las Fila Racer, que incorporaba una placa en el antepié (llegamos a hablar de ellas aquí hace 11 años…), y las adidas Adistar Competition.

Fue el experto en biomecánica Darren Stefanyshyn quien, para su tesis doctoral, desarrolló una placa de carbono denominada Pro Plate. En esta tesis Darren explica qué es lo que aporta una placa de carbono al corredor y realizó un estudio con diferentes geometrías de placas.

Stefanyshyn hizo ver en su trabajo que el tobillo y la rodilla de un corredor actúan como un trampolín gracias a su movilidad y a los elementos elásticos adyacentes (tendones y músculos). Este conjunto de músculos, huesos y tendones, unidos al rango de movilidad que proporcionan las articulaciones, en teoría debería hacer que la energía se conservara de manera más eficiente cuando nos desplazábamos, especialmente corriendo. Pero también se dio cuenta de que era el pie humano el que malgastaba buena parte de esa energía acumulada, ya que el pie tenía muchas articulaciones propias, muchos huesos y demasiada flexibilidad.

El razonamiento para utilizar una placa de carbono era sencillo: es un material muy rígido, muy ligero y reduce el rango de flexión del pie, especialmente de las articulaciones de las falanges y metatarsianos del pie. Es decir, si mantenemos rígidos los dedos del pie, aprovecharemos mejor la energía elástica de la pierna.

Pero tras hacer pruebas descubrió que, al incorporar la placa de carbono en el calzado, el tobillo empezaba a gastar más energía, por lo que la ganancia que lograba en los dedos ahora se escapaba por el tobillo. Vamos, como un submarino lleno de fugas.

Lo que descubrió Stefanyshyn y más tarde perfeccionó en Nike con las Vaporfly un alumno suyo (Geng Luo), es que cuanto más curvaba la placa, menos energía se perdía a la altura del tobillo.

En unas gráficas presentadas en Footwear Science por una diseñadora de Nike vemos cómo evoluciona el gasto de energía en Julios en la articulación metatarso-falángica (MTP) en 4 tipos de zapatillas diferentes:

• CON: sin placa de carbono
• FLAT: con placa de carbono plana
• MOD: con placa semicurvada
• EXT: con placa muy curvada

Se puede apreciar cómo se logra reducir de más de 11 Julios a 8 la pérdida de energía en una zapatilla con placa muy curvada como puede ser la Vaporfly.

El problema, como comentaba antes, se traslada al tobillo, ya que la fuga de energía aumentaba en el momento del despegue al añadir la placa.

En el mismo estudio se observa cómo con la placa muy curvada (EXT) no sólo se reduce el momento con respecto a la placa de carbono plana, sino que está por debajo incluso de una zapatilla sin placa, con lo que gana en eficiencia evitando perder energía a nivel de los dedos pero también a nivel de tobillo. Con esto se maximiza el potencial elástico que los humanos traemos de serie en nuestra morfología.

Con la tesis en marcha, Stefanyshyn se alió con adidas para usar la Pro Plate en las adistar Competition que debutaron en los pies de, ni más ni menos, Haile Gebrselassie.

Pero a pesar de todo esto, no es la placa de carbono la única causante de la ganancia relevante para el corredor. Además, prácticamente todas las marcas tienen un modelo o están a punto de lanzar una zapatilla con esta placa: Skechers tiene las Speed Elite Hyper, HOKA ONE ONE las Carbon X, New Balance las 5280 (y próximamente FuelCell Racer), ASICS presentará en unos meses las MetaRacer con las que Jan Frodeno batió también este pasado fin de semana el récord del IRONMAN de Kona, Saucony tiene un modelo muy evolucionado, Brooks tiene las Hyperion Elite y Mizuno está desarrollando también un modelo con placa de carbono. Todas se han subido al carro y el futuro de las zapatillas voladoras es con este elemento.

Pero la realidad es que la placa de carbono sólo supone alrededor de un 1 % de ganancia y no el 4 % que se atribuían las Vaporfly. Y hasta la llegada de las NEXT%, la placa por sí sola no era más que un elemento estabilizador y un «tapafugas» que permitía al cuerpo hacer su función aprovechando mejor la energía.

Ahora bien, las marcas punteras no son ignorantes: mucha gente muy inteligente trabaja en los departamentos de I+D de estas multinacionales y saben que, si bien la placa no es el artista principal, sí que es un elemento imprescindible, ya que actúa como palanca y si desarrollas una geometría apropiada con materiales complementarios correctos, vas a convertir esa palanca en un pequeño trampolín.

La ciencia detrás del 4 %

Nos habíamos quedado en el 1 % que logra la placa de carbono y con el potencial enorme que tiene su presencia en una zapatilla si sabemos aprovecharlo.

El resto de la ganancia se consigue con 2 elementos clave.

1.- El material de la mediasuela

Desde hace muchos años hemos visto en los anuncios cómo las marcas se pegaban por anunciar su nueva tecnología que proporcionaba un mayor retorno de la energía, como las Ruffles con su «cada vez más onduladas».

Reebok ya lo hacía en los 80 con su ERS (Energy Return System), Kangaroos con su Dynacoil desarrollado por la NASA… hasta llegar a las SPIRA con muelles metálicos en la mediasuela.

Pero ninguna de estas tecnologías, basadas principalmente en poliuretanos antiguos o EVA, eran capaces de conseguir un retorno de energía mayor del 50-60 %. Sólo en la última década hemos visto cómo nuevos materiales han entrado fuerte en el mercado gracias a poliuretanos y elastómeros termoplásticos, llegando a publicitar retornos de energía de 70-80 %, véase el Boost o el Everun.

Esto se ha puesto en prueba en varias ocasiones y la propia BASF tiene estudios internos propios y otros para adidas y Saucony. Incluso Nike ha pagado un estudio en el que se compara su ZoomX con EVA+Air y Boost.

Podemos apreciar cómo el retorno de energía ha ido aumentando a lo largo de la historia: la EVA se movía en torno al 50 %, el AIR+EVA un 65 %, el BOOST un 76 % y ahora el ZoomX un 87 %. ¿Sería justo entonces prohibir las Vaporfly 4 % porque Nike lo ha hecho mejor que sus rivales en cuanto al desarrollo del material de la mediasuela?

Personalmente creo que no, que mientras un compuesto no empiece a comportarse como un muelle cuasi-elástico que te devuelva gran parte de la fuerza aplicada y el corredor tenga que hacer un esfuerzo mucho menor para desplazarse la misma distancia en cada pisada, no debería prohibirse.

Los resultados dejan claro que la Vaporfly aventaja ahora mismo al resto de zapatillas en muchos de los indicadores medidos y a ritmos muy diferentes como se ve en este estudio.

Nike ha sido la marca más capaz aunando todos estos conceptos y ha sacado al mercado un material con base de PEBAX insuflado como es el ZoomX que deja a todos los demás a una gran distancia.

Es un material muy blando, entre 35º y 40º de dureza (Boost 45º y EVA 55º) pero que al mismo tiempo retorna hasta el 87 % de la energía que se le aplica, un 10 % más que los rivales más cercanos como los ya mencionados Boost y Everun.

Hay varios estudios, entre ellos uno llevado a cabo en la universidad de Colorado, que demuestran que el ZoomX es capaz de sumar el doble de W/kg que una zapatilla normal, en concreto 0,3 W/Kg, que se unen a los 0,007 W/kg que aporta la placa.

Pero hay un aspecto que mucha gente no tiene en cuenta cuando debate sobre si es una tecnología legal y si da mucha —¿demasiada?— ventaja en la competición: el entrenamiento. Con el uso de las Vaporfly, la destrucción de tejido muscular se reduce considerablemente y el estrés del cuerpo también baja, lo que te permite no sólo entrenar más rápido, sino que te canses menos y muscularmente recibas menos carga. Esto se traduce en poder entrenar más tiempo o con mayor intensidad sin un proceso de recuperación mayor.

La Vaporfly 4% y la Vaporfly NEXT% son zapatillas que, además, son muy cómodas, por lo que puedes entrenar durante más kilómetros y competir en carreras más largas sin que lleguen a ser incómodas; de hecho son unas de las zapatillas más amortiguadas del mercado.

Otro pequeño punto a favor del ZoomX a la hora de ser más eficiente es su ligereza: al ser de baja densidad es muy blando y muy ligero, haciendo que una zapatilla como la NEXT% pese casi 50 gramos menos que una adidas Adizero Adios y 100 gramos menos que una Pegasus. Los estudios demuestran que cada 100 gramos que ahorremos en el peso de las zapatillas se aumenta un 1 % el aprovechamiento de oxígeno en el cuerpo, que además se transmite casi directamente al rendimiento real.

Simplificando, el ZoomX es un material maravilloso que retorna un 87 % de energía. Algunos pensarán que es suficiente para que se prohíba, pero, ¿habéis visto a alguien batir un récord con las Pegasus Turbo? También tienen ZoomX y no son las zapatillas más rápidas de su categoría precisamente.

Así que, si una zapatilla con placa de carbono no consigue grandes ventajas sólo por tener placa (hay decenas de ejemplos que no se han prohibido) y el ZoomX por sí mismo tampoco es crucial como vemos en las Pegasus Turbo, ¿puede ser la combinación de ambos materiales la clave?

2.- La geometría

La respuesta a la anterior pregunta es «sí».

La gran ventaja y el éxito de las Vaporfly 4% y NEXT% se debe a la combinación de ambos materiales. ¿Recordáis el potencial de la placa del que hablaba antes? Pues Nike ha sabido exprimirlo.

La placa es de longitud completa, cubre toda la longitud de la zapatilla y, por tanto, al rodearse de un material con tanta capacidad de retorno de energía como el ZoomX, actúa como una pequeña palanca. Es como ponerle unos muelles debajo a la placa, por lo que se consigue una ventaja mecánica importante mezclando la placa y el ZoomX. Así es cómo Nike logra el 3-4% restante de ventaja.

Este punto es donde están fallando algunos de los modelos de la competencia; no vale con tener una placa de carbono o un material con un alto retorno de la energía. Hay que tener una placa de carbono con una curvatura determinada y envolverla de un material adecuado —un material muy blando que permita a la placa acumular energía al doblarse— para lograr ese efecto catapulta.

Dentro de la misma marca Nike podemos comparar unas NEXT% con unas Nike Zoom Fly 3, ambas con una placa de carbono similar, con curvatura prácticamente idéntica. La NEXT% es entre un 2 % y un 3 % más eficiente que la Zoom Fly básicamente porque el material de la mediasuela de las Zoom Fly 3 es React, que retorna algo más del 70 % de energía pero tiene una dureza de 47º, lo que contrasta con los 87 % y 35-40º de dureza del ZoomX.

Como ha sido un tema caliente esta semana, ha habido muchos debates en las redes sociales. He intercambiado opiniones con Arturo Casado o Ángel David Rodríguez sobre si las NEXT% deberían estar prohibidas. Lo cierto es que no hay un estudio específico y profundo y la IAAF no tiene un laboratorio de especialistas que analicen el material o unas reglas estrictas como podemos ver en el ciclismo, pero es algo que con la aparición de las nuevas Nike AlphaFly van a tener que hacer. Pero, ¿y antes de estas AlphaFly?

Mi argumento para estar en contra de la prohibición de las Nike Vaporfly 4% y Vaporfly NEXT% es sencillo: las zapatillas no están actuando claramente como un trampolín. Es cierto que ahora mismo usar las Vaporfly NEXT% supone una gran ventaja, ya que es mucho más eficiente que el resto del mercado, pero Nike ha jugado dentro de unas reglas que no dejan claro nada.

La regla de la IAAF al respecto es bastante ambigua: «no se permiten materiales que ofrezcan ventajas injustas por llevarlos, materiales como podrían ser muelles». ¿Hasta qué punto es injusto hacer tu trabajo mejor que los demás? Al fin y al cabo, Nike sólo ha usado tecnología ya aplicada en zapatillas anteriores pero lo ha hecho funcionar mejor.

¿Por qué las Vaporfly dan una ventaja injusta por retornar un 10 % más de energía que el Boost, pero el Boost no se prohibió por dar un 20 % más que la EVA tradicional?

Y llegamos a las Nike AlphaFly

He leído mucho estos últimos días sobre las Nike AlphaFly que utilizó Kipchoge para bajar de las dos horas en los 42.195 metros en Viena.

Tras analizar compuestos, medidas, geometrías y la patente de Nike sobre el modelo, no me voy a atrever a afirmar de manera tajante que debería prohibirse porque aún no hay estudios hechos con la zapatilla, pero tras más de 15 años probando zapatillas diferentes semana tras semana y 30 años siendo un «friki» del calzado en general, mi apuesta es que sí que podrían estar sobrepasando el límite que creo injusto.

La IAAF va a tener que ponerse las pilas o vamos a empezar a ver nuevos récords semana tras semana en diferentes distancias con este modelo, porque lo que está claro es que suponen un salto más con respecto a las Vaporfly NEXT% y voy a argumentar mi punto de vista sobre por qué pienso esto.

Lo primero que hay que tener en cuenta para entender cómo funciona la física del modelo es la geometría. Las Nike AlphaFly tienen aproximadamente un 15-25 % más ZoomX que las NEXT%, aunque es un dato aproximado porque las cámaras de aire pueden alterar la cantidad y no tenemos datos de la anchura de la zapatilla.

El drop ha aumentado. Este punto es muy importante y funciona en combinación con la mayor altura de perfil de las Nike AlphaFly, que por cierto es la zapatilla de running más alta de la historia.

El drop es mayor porque, de esta manera, la placa superior (lleva 3 placas) está más alta a la altura del talón y puede tener un recorrido mayor al entrar en carga. Así pues, puede acumular más energía que la gran y aumentada masa de ZoomX va a encargarse de devolver.

También es importante entender que, a mayor drop, el centro de masas del corredor cambia y, en una zapatilla que parece ser más inestable que un flan de huevo, es crucial que el corredor esté ligeramente inclinado hacia adelante para aprovechar, no sólo la inercia de carrera y el impulso de la zapatilla, sino para evitar sufrir la inestabilidad de la parte trasera de la zapatilla, ya que la parte delantera es mucho más estable.

En estas imágenes de la patente, vemos que la Nike AlphaFly presenta 3 placas de fibra de carbono que os he señalado y la presencia de hasta 6 piezas de Zoom Air. Es importante saber que la patente habla de hasta 6 piezas pero los dibujos muestran sólo 4 superpuestas en parejas. Cabe la posibilidad de que la zapatilla que usó Kipchoge sólo lleve los dos visibles inferiores entre la placa central y la inferior y no sepamos si lleva otras dos cámaras Zoom Air ocultas entre la placa superior y la central).

Si nos fijamos en la estructura de las Nike AlphaFly, la placa superior parece hacer la misma función que venía haciendo en las NEXT%: ahorro energético en tobillo y dedos, pero lo que más llama la atención son las otras dos placas y la presencia de Zoom Air entre todas ellas.

La longitud de las placas central e inferior se limita al antepié, ya que no tendría lógica que fuesen más largas porque interrumpirían el funcionamiento del ZoomX y la capacidad de acumular energía de la placa superior más larga.

Lo que ha intentado crear Nike es algo parecido a un muelle, una catapulta, un trampolín de gimnasia, similar a lo que podemos ver en el día a día en la oficina con una grapadora. El concepto es parecido: tenemos una base (placa inferior) y una palanca larga (placa superior) que convergen en un punto y entre ellas tenemos elementos de unión elásticos, en este caso ZoomX y cámara de aire Zoom Air. Probad a apretar una grapadora y soltarla de golpe y veréis el mismo efecto que logra esta zapatilla.

¿Y la placa intermedia? Creo —y esto una suposición— que es un elemento facilitador, haciendo de base superior e inferior para el Zoom Air y permitiendo dar estructura al antepié para que la zapatilla pueda construirse con un perfil tan grande (42mm delante). Si solo tuviésemos dos placas (superior e inferior) este modelo ya no sería viable, ya que las cámaras de aire Zoom Air tienen la particularidad de ser muy finas y, cuanto más gruesas sean, menos retorno de energía generan y más blandas se vuelven. De ahí que una de las variantes patentadas por Nike sea con cámaras de aire superpuestas.

La presencia de Zoom Air es importante, ya que le permite a la zapatilla ganar estabilidad estructural. El ZoomX es mucho más endeble y, si ya las Alphafly son inestables, no me quiero imaginar cómo serían sin estas cámaras de aire Zoom Air.

Tanto es así que, si nos fijamos atentamente en la pisada de Kipchoge durante el INEOS159, se le ve pronar varias veces por la falta de estabilidad estructural de la zapatilla en el mediopie y talón. Por muy buena técnica de carrera que tenga el keniata, no podría habría podido correr con la Nike AlphaFly a estos ritmos con un antepié débil.

El Zoom Air es un material que los que jugamos habitualmente al baloncesto y corremos conocemos de sobra. Lleva casi 25 años en el mercado y se trata de una cámara de aire a 20Psi (1,4 kg/m2) de bajo perfil (de 4 a 8 milímetros) que cuenta con una serie de filamentos de alta resistencia a la tensión; de hecho se le denominó Tensile Air en sus inicios.

Es un material muy cómodo, con un retorno de energía mayor que una cámara de aire normal y cercano al 70 % global. Si tenemos en cuenta que en las Nike AlphaFly funciona como elemento de unión para crear el vértice en el fuelle, Nike lo ha combinado muy bien con las placas y el ZoomX sin que reste apenas retorno de energía al conjunto.

Pero otros dos elementos que pasan desapercibidos son el repunte en la puntera y el upper de la zapatilla.

La placa inferior cubre todo el repunte de puntera, no sólo para crear un vértice con la placa superior y lograr esa forma de trampolín gimnasta, sino que, como hemos visto este año en las ASICS MetaRide, un antepié con mucho repunte y rígido en cierto modo ayuda a realizar el despegue de manera más automática y además reduce la exigencia de flexión a los dedos, que ya de por sí tenían el movimiento limitado por la presencia de la placa superior.

El otro elemento importante es el AtomKnit, el upper novedoso que presentan las Nike AlphaFly. No tenemos datos del mismo pero me atrevería a decir que tiene que ser una especie de híbrido de Knit y VaporWeave. Deben haber utilizado hilos de TPU o TPE (que es con lo que se construye el VaporWeave) y lo han trenzado como si fuera un Knit.

No sé si es técnicamente posible ahora mismo, pero desde luego me extrañaría que Nike volviese al Flyknit en las AlphaFly, ya que el VaporWeave de las Vaporfly NEXT% solucionaba el problema de la humedad que absorbía el Flyknit y que provocaba calor interno y un aumento de peso por la presencia de agua en las fibras textiles. El VaporWeave reducía la cantidad de agua potencialmente absorbible en un 93 %, por lo que el AtomKnit es, o bien una composición de fibras similares a las de VaporWeave, o un Flyknit mucho más fino y ventilado.

Mi impresión es que las Nike AlphaFly están muy cerca de romper el límite de lo que es rendimiento atlético, si es que no lo han sobrepasado ya. Esta línea que separa la ventaja aceptable de la inaceptable es dinámica en cuanto a que cada uno tenemos nuestra propia opinión y línea que marca el límite.

Basándome en la física, creo que no se debería permitir que un calzado creara un efecto trampolín tan grande como para que, con la pisada normal del corredor, éste fuera a un ritmo mucho más fuerte que si no lo llevara. Es decir que el desplazamiento que provocara esa zapatilla por el efecto catapulta fuese similar al de una cama elástica y se estuviera alterando claramente el resultado.

La IAAF va a tener que plantearse seriamente este tema porque podríamos haber llegado o sobrepasado el límite que puede ser considerado como dopaje tecnológico.

Puede limitarlo, empezar a prohibir, o dar rienda suelta a que las marcas compitan, con lo que luego no podríamos quejarnos de que se den situaciones donde las zapatillas Nike «corren» más que las de otras marcas y viceversa. Y todo esto se convertiría en un circo similar a algunos deportes de motor.

Personalmente, creo que deben fijar unos límites claros a las geometrías y materiales con los que se pueda construir un modelo homologado y, a partir de ahí, adaptarlo a los nuevos tiempos. Siempre habrá avances tecnológicos que puedan adoptarse y, mientras tanto, sólo nos queda aplaudir a Nike y contar los días para empezar a probarlas.