Wandelmetriek Formules & Vergelijkingen
Wiskundige grondslagen van wandelanalyse – wetenschappelijk gevalideerde vergelijkingen voor intensiteit, energie en prestatie
Deze pagina presenteert wetenschappelijk gevalideerde formules die worden gebruikt in wandelanalyse. Alle vergelijkingen zijn geciteerd met onderzoeksreferenties en gevalideerde nauwkeurigheidsbereiken.
1. Cadans naar METs Conversie
Moore et al. (2021) Cadans-Gebaseerde Metabolische Vergelijking
Cadans naar METs
METs = 0.0219 × Cadans (stappen/min) + 0.72
Waarom deze formule belangrijk is: Deze vergelijking is 23-35% nauwkeuriger dan traditionele ACSM snelheidsgebaseerde vergelijkingen voor wandelen. Het werkt omdat cadans direct de bewegingsfrequentie en energieverbruik weerspiegelt, terwijl snelheid afhankelijk is van variabele paslengte.
Voorbeelden:
Wandelen op 100 spm:
METs = 0.0219 × 100 + 0.72 = 2.19 + 0.72 = 2.91 METs
≈ 3 METs = Matige intensiteitsdrempel ✓
Wandelen op 110 spm:
METs = 0.0219 × 110 + 0.72 = 2.409 + 0.72 = 3.13 METs
Solide matige intensiteit
Wandelen op 120 spm:
METs = 0.0219 × 120 + 0.72 = 2.628 + 0.72 = 3.35 METs
Matig-intensieve intensiteit
Wandelen op 130 spm:
METs = 0.0219 × 130 + 0.72 = 2.847 + 0.72 = 3.57 METs
Intensieve intensiteitsdrempel (6 METs volgens CADENCE-Adults directe meting)
Opmerking: De CADENCE-Adults studie meet direct dat 130 spm = 6 METs onder gecontroleerde laboratoriumomstandigheden. De Moore-vergelijking is ontworpen voor het 80-130 spm bereik en kan bij zeer hoge cadansen onderschatten.
Validatiegegevens:
- Steekproef: 76 volwassenen van 21-40 jaar
- Methode: Indirecte calorimetrie (gouden standaard)
- R² waarde: 0.87 (uitstekende correlatie)
- Gemiddelde absolute fout: 0.47 METs
- Toepassingsbereik: 80-130 stappen/min
2. ACSM VO₂ Vergelijkingen voor Wandelen
ACSM Metabolische Berekeningen
Vlak Wandelen (0% helling)
VO₂ (mL/kg/min) = 0.1 × Snelheid (m/min) + 3.5
Snelheid in meters per minuut (vermenigvuldig km/u met 16.67 of mph met 26.82)
Wandelen met Helling (stijging/daling)
VO₂ = 0.1(Snelheid) + 1.8(Snelheid)(Helling) + 3.5
Helling uitgedrukt als decimaal (bijv. 5% = 0.05)
Voorbeelden:
Wandelen 5 km/u (83.3 m/min) op vlakke grond:
VO₂ = 0.1 × 83.3 + 3.5 = 8.33 + 3.5 = 11.83 mL/kg/min
Conversie naar METs: 11.83 / 3.5 = 3.38 METs
Wandelen 5 km/u op 5% helling:
VO₂ = 0.1(83.3) + 1.8(83.3)(0.05) + 3.5
= 8.33 + 7.497 + 3.5 = 19.33 mL/kg/min
= 19.33 / 3.5 = 5.52 METs
Helling verhoogt intensiteit met ~64%!
Snelheidsconversies:
- km/u naar m/min: vermenigvuldig met 16.67
- mph naar m/min: vermenigvuldig met 26.82
- m/s naar m/min: vermenigvuldig met 60
3. Energieverbruik & Calorieënverbranding
Nauwkeurige Calorieënberekening
Calorieën per Minuut
Cal/min = (METs × 3.5 × Lichaamsgewicht kg) / 200
Totaal Calorieën voor Sessie
Totaal Calorieën = Cal/min × Duur (minuten)
Voorbeelden:
70 kg persoon wandelt 100 spm (3 METs) gedurende 45 minuten:
Cal/min = (3 × 3.5 × 70) / 200 = 735 / 200 = 3.675 cal/min
Totaal = 3.675 × 45 = 165.4 calorieën
85 kg persoon wandelt 120 spm (5 METs) gedurende 30 minuten:
Cal/min = (5 × 3.5 × 85) / 200 = 1487.5 / 200 = 7.44 cal/min
Totaal = 7.44 × 30 = 223.2 calorieën
Waarom Deze Formule?
Deze vergelijking komt voort uit de definitie van MET (Metabolisch Equivalent van Taak):
- 1 MET = 3.5 mL O₂/kg/min (rustmetabolisme)
- 1 liter O₂ verbruikt ≈ 5 kcal verbrand
- Conversie: (METs × 3.5 × kg × 5) / 1000 = (METs × 3.5 × kg) / 200
Netto Calorieënverbranding (Alleen Inspanning)
Netto Calorieën (exclusief rust)
Netto Cal/min = [(METs - 1) × 3.5 × Lichaamsgewicht] / 200
Trekt 1 MET af om calorieën die je sowieso in rust zou verbranden uit te sluiten
70 kg, 3 METs, 45 min – Netto calorieën:
Netto = [(3 - 1) × 3.5 × 70] / 200 × 45 = 2.45 × 45 = 110.3 netto calorieën
vs 165.4 totaal calorieën (55 calorieën zou in rust zijn verbrand)
4. Gang Symmetrie Index (GSI)
Kwantificeren van Links-Rechts Asymmetrie
Gang Symmetrie Index
GSI (%) = |Rechts - Links| / [0.5 × (Rechts + Links)] × 100
Kan worden toegepast op paslengte, staptijd of contacttijd
Interpretatie:
- <2-3%: Normaal, symmetrisch looppatroon
- 3-5%: Lichte asymmetrie
- 5-10%: Matige asymmetrie, monitor
- >10%: Klinisch significant, laat professioneel beoordelen
Voorbeelden:
Staptijden: Rechts = 520 ms, Links = 480 ms
GSI = |520 - 480| / [0.5 × (520 + 480)] × 100
= 40 / [0.5 × 1000] × 100 = 40 / 500 × 100 = 8% asymmetrie
Matige asymmetrie – overweeg versterking zwakkere kant
Paslengtes: Rechts = 1.42 m, Links = 1.38 m
GSI = |1.42 - 1.38| / [0.5 × (1.42 + 1.38)] × 100
= 0.04 / 1.4 × 100 = 2.86% asymmetrie
Normaal, gezond bereik ✓
Klinische Opmerking: Apple HealthKit's Walking Asymmetry gebruikt een iets andere berekening (eenvoudig procentueel verschil tussen staptijden) maar de interpretatiedrempels zijn vergelijkbaar.
5. WALK Score (Walk Analytics Eigen Metriek)
Wandel Efficiëntie Score
WALK Score
WALK Score = Tijd (seconden) + Stappen per 100 meter
Lagere score = betere efficiëntie (zoals SWOLF voor zwemmen)
Hoe Het Werkt:
WALK Score combineert tijd en stappenantal om wandelefficiëntie te kwantificeren. Een wandelaar die 100m aflegt in 75 seconden met 140 stappen heeft een WALK Score van 215. Verbetering van snelheid OF pasefficiëntie verlaagt de score.
Voorbeelden:
100m in 80 seconden, 120 stappen:
WALK Score = 80 + 120 = 200
100m in 70 seconden, 110 stappen:
WALK Score = 70 + 110 = 180
Betere efficiëntie door verbeterde snelheid + pas
100m in 60 seconden, 130 stappen (snelwandelen):
WALK Score = 60 + 130 = 190
Snel maar kortere passen
Typische Bereiken:
- >250: Traag/inefficiënt looppatroon, mogelijke mobiliteitsproblemen
- 200-250: Casual wandelaar, gemiddelde efficiëntie
- 170-200: Fitness wandelaar, goede efficiëntie
- 150-170: Gevorderde wandelaar, uitstekende efficiëntie
- <150: Elite/snelwandel niveau
Trainen met WALK Score: Volg je score wekelijks op hetzelfde 100m parcours. Verbeteringen tonen versterkte neuromusculaire coördinatie, kracht en wandeleconomie.
6. Basis Gangmetrieken
Fundamentele Berekeningen
Wandelsnelheid
Snelheid (m/s) = Afstand (m) / Tijd (s)
Cadans uit Totaal Stappen
Cadans (spm) = Totaal Stappen / Tijd (minuten)
Paslengte
Paslengte (m) = Afstand (m) / (Stappen / 2)
Deel stappen door 2 omdat één pas = twee stappen
Staplengte
Staplengte (m) = Afstand (m) / Stappen
Snelheid uit Cadans & Paslengte
Snelheid = Paslengte × (Cadans / 2) / 60
Of: Snelheid (m/s) = Staplengte × Cadans / 60
Voorbeeld Workflow:
Wandel 1000m in 12 minuten met 1320 stappen:
Snelheid: 1000m / 720s = 1.39 m/s
Cadans: 1320 stappen / 12 min = 110 spm
Paslengte: 1000m / (1320/2) = 1000 / 660 = 1.52 m
Staplengte: 1000m / 1320 = 0.76 m
7. Hartslagzone Berekeningen
Traditionele HS Zone Methode
Maximale Hartslag Schatting
Max HS = 220 - Leeftijd
Eenvoudig maar ±10-15 spm individuele variatie
Alternatief: Tanaka Formule (nauwkeuriger)
Max HS = 208 - (0.7 × Leeftijd)
Zone Bereik Berekening
Zone = Max HS × (Onder%, Boven%)
Voorbeeld: 40-jarige
Traditioneel: Max HS = 220 - 40 = 180 spm
Tanaka: Max HS = 208 - (0.7 × 40) = 208 - 28 = 180 spm
Zone 2 (60-70%): 180 × 0.60 = 108 spm tot 180 × 0.70 = 126 spm
Opmerking: Hoewel HS-zones nuttig zijn, zijn cadans-gebaseerde zones nauwkeuriger en praktischer voor wandelen (zie Wandelzones gids).
8. Transportkosten & Wandeleconomie
Energiekosten van Wandelen
Transportkosten (C)
C = Verbruikte Energie / (Lichaamsmassa × Afstand)
Eenheden: J/kg/m of mL O₂/kg/m
U-Vormige Curve: Wandeleconomie volgt een U-vormige curve. Er is een optimale snelheid (typisch 1.2-1.4 m/s of 4.3-5.0 km/u) waarbij de transportkosten worden geminimaliseerd. Langzamer OF sneller wandelen dan dit verhoogt de energiekosten per afgelegde afstand.
Factoren die Transportkosten Beïnvloeden:
- Snelheid: U-vormige relatie (optimaal rond 1.3 m/s)
- Gradiënt: Bergop verhoogt kosten aanzienlijk; bergaf verhoogt excentrische kosten
- Lichaamsmassa: Zwaardere personen hebben hogere absolute maar vergelijkbare relatieve kosten
- Pasmechanica: Optimale paslengte minimaliseert kosten
- Terrein: Oneffen oppervlakken verhogen kosten vs. glad asfalt
Helling-Aangepaste Kosten
Kostenmultiplicator = 1 + (Helling × 10)
Ruwe benadering: +10% kosten per 1% helling
Voorbeeld:
Wandelen op 5% helling:
Kostenmultiplicator = 1 + (0.05 × 10) = 1.5×
50% toename in energiekosten vergeleken met vlakke grond
9. Trainingsbelasting & Stress Score
Wandel Stress Score (WSS)
Zone-Gebaseerde WSS
WSS = Σ (Minuten in Zone × Zone Factor)
Zone 1: ×1.0 | Zone 2: ×2.0 | Zone 3: ×3.0 | Zone 4: ×4.0 | Zone 5: ×5.0
Voorbeeld: 60-minuten wandeling
10 min Zone 1 × 1 = 10 punten
40 min Zone 2 × 2 = 80 punten
10 min Zone 3 × 3 = 30 punten
Totaal WSS = 120
Wekelijkse Trainingsbelasting
Wekelijkse Belasting
Wekelijkse Belasting = Σ Dagelijkse WSS (7 dagen)
Progressieve Overbelasting
Volgende Week = Huidige Week × 1.05-1.10
Verhoog maximaal 5-10% per week
Herstelweek
Herstelweek = Huidige × 0.50-0.70
Elke 3-4 weken, verlaag naar 50-70%
Typische Wekelijkse Belastingen:
- Beginnende gezondheidswandelaar: 200-400 WSS/week
- Reguliere fitness wandelaar: 400-700 WSS/week
- Serieuze fitness wandelaar: 700-1000 WSS/week
- Competitieve snelwandelaar: 1000-1500+ WSS/week
10. Voorspellende Vergelijkingen
6-Minuten Wandeltest (6MWT) Afstandsvoorspelling
Voorspelde 6MWT Afstand (Enright & Sherrill)
Mannen: (7.57 × Lengte cm) - (5.02 × Leeftijd) - (1.76 × Gewicht kg) - 309
Vrouwen: (2.11 × Lengte cm) - (5.78 × Leeftijd) - (2.29 × Gewicht kg) + 667
Voorspelt afstand in meters voor gezonde volwassenen
Voorbeeld: 40-jarige man, 175 cm, 75 kg
6MWT = (7.57 × 175) - (5.02 × 40) - (1.76 × 75) - 309
= 1324.75 - 200.8 - 132 - 309 = 682.95 meter
Goede functionele capaciteit voor leeftijd
Klinisch Gebruik: De 6MWT wordt gebruikt om functionele inspanningscapaciteit te beoordelen bij cardiopulmonaire patiënten, pre/post-operatieve evaluatie en algemene fitheid bij ouderen.
11. Eenheidsconversies
Veelvoorkomende Wandelmetriek Conversies
| Van | Naar | Formule |
|---|---|---|
| km/u | m/s | km/u ÷ 3.6 |
| mph | m/s | mph × 0.447 |
| m/s | km/u | m/s × 3.6 |
| m/s | mph | m/s × 2.237 |
| km/u | m/min | km/u × 16.67 |
| mph | m/min | mph × 26.82 |
| METs | mL/kg/min | METs × 3.5 |
| mL/kg/min | METs | VO₂ ÷ 3.5 |
Snelle Referentie:
- 1.0 m/s = 3.6 km/u = 2.24 mph (typische gezonde volwassen wandelsnelheid)
- 1.4 m/s = 5.0 km/u = 3.1 mph (stevig wandelen)
- 1 MET = 3.5 mL O₂/kg/min (rustmetabolisme)
- 3 METs = 10.5 mL O₂/kg/min (matige intensiteitsdrempel)
- 6 METs = 21 mL O₂/kg/min (intensieve intensiteitsdrempel)