보폭과 케이던스, 무엇을 높일까?

• 속력 향상을 위한 러닝 매커닉스(Running Mechanics)의 활용

들어가며

성공적인 마라톤 기록 달성을 위한 가장 중요한 과제 중 하나는 전체 레이스 동안 일정한 달리기 속도를 유지하는 것입니다. 능숙한 레이스 운영은 목표 기록 달성의 핵심 요소이며, 그래서 많은 러너들이 속력을 향상시키기 위해 훈련에 매진합니다. 높은 평균 속도를 유지하기 위해서는 많은 에너지가 필요합니다. 그러나 같은 양의 에너지를 사용하더라도 달리기 방식에 따라 속도 유지 능력이 달라질 수 있습니다. 즉, 속도 유지를 위해서는 에너지 효율성이 매우 중요합니다.

적절한 달리기 자세는 근육의 협응성을 개선하고 에너지 효율을 높입니다. 이는 달리기 기록과 직접적인 상관관계가 있습니다. 자세의 좋고 나쁨은 신체의 역학적 움직임과 밀접한 관련이 있으며, 이러한 달리는 도중의 생체역학적 지표들을 러닝 매커닉스(Running Mechanics)라고 합니다. 러닝 매커닉스 중 가장 직관적이고 쉽게 접할 수 있는 케이던스(Cadence)와 보폭(Stride Length)에 대해 살펴보고 월드클래스 선수들의 사례를 살펴보겠습니다.

보폭과 케이던스

‘분당 달리는 거리’는 ‘한 걸음의 거리’와 ‘분당 걸음 빈도’의 곱으로 결정됩니다. 여기서 ‘한 걸음의 거리’가 보폭이며, ‘분당 걸음 빈도’는 케이던스를 의미합니다. 이를 보다 구체적으로 살펴보겠습니다.

보폭(Stride Length)은 한 걸음을 내딛을 때 발을 내딛는 간격의 길이를 의미하며, 걸음 마다 근육이 발휘하는 힘을 나타낼 수 있습니다. 적절한 보폭은 에너지 효율을 극대화하고 부상을 예방할 수 있습니다. 그러나 보폭의 이상적인 길이는 달리기 속도뿐만 아니라 개인의 키, 다리 길이, 체력 수준 등 신체 조건에 따라 다르므로 일률적인 거리 단위로 정해지기 어렵습니다. 적절한 보폭은 착지하는 발의 위치를 통해 결정되며, 발이 몸 중심선에 가깝게 착지하는 경우에 형성됩니다.

과도한 보폭(오버스트라이드, Overstride)을 내딛으면 발이 신체 중심에서 멀어지게 됩니다. 이 경우 착지 시 브레이크 효과가 발생하여 속도를 유지하기 위해 더 많은 추진력이 필요하고, 충격이 신체에 고르게 분산되지 않아 부상의 위험이 커집니다. 즉, 오버스트라이드는 불필요한 에너지 손실과 부상의 주요 원인이 됩니다.

반대로 언더스트라이드(Understride)는 발이 몸의 중심선보다 지나치게 뒤쪽에 위치해 걸음이 짧아지는 경우를 말합니다. 이 경우 다리가 지면을 차는 시간과 공간이 부족해 충분한 추진력을 얻지 못하며, 속도를 유지하기 위해 과도한 에너지가 소모될 수 있습니다. 따라서 효율적인 달리기를 위해서는 오버스트라이드나 언더스트라이드를 피하고, 개인에게 적절한 보폭을 유지하는 것이 중요합니다.

케이던스(Cadence)는 1분 동안 발을 땅에 내딛는 횟수를 의미하며, 효율성을 나타내는 중요한 지표입니다. 일반적으로 ‘보’ 또는 spm(steps per minute, 분당 걸음 수) 단위를 사용하여 측정하며, 단위시간을 초 단위로 바꾸어 보 빈도(Step Frequency)로 나타내어지기도 합니다. 케이던스의 적정 범위는 보폭과 마찬가지로 달리기 속도와 신체 조건에 따라 달라지므로 일률화된 기준을 적용하기 어렵습니다

통계적으로 케이던스는 165~190spm 범위에서 나타납니다. 일반적으로 키가 클수록 케이던스가 낮아지는 경향이 있으며, 숙련된 주자는 190spm 이상의 높은 케이던스를 보이기도 합니다. 반면 165spm 미만의 낮은 케이던스는 과도한 보폭, 즉 오버스트라이드를 유발할 가능성이 있습니다. 적절한 케이던스를 유지하면 달리기의 리듬과 에너지 효율이 개선되며, 부상을 예방하는 데에도 도움이 됩니다.

보폭과 케이던스, 무엇을 높여야 할까?

속도는 보폭과 케이던스의 곱으로 결정됩니다. 따라서 보폭을 증가시키거나 케이던스를 높이면 속도가 향상될 수 있습니다. 그렇다면 기록 향상의 관점에서 보폭과 케이던스 중 어떤 요소를 향상시키는 것이 가장 효율적일까요? 아래는 2007년 오사카 IAAF 세계 선수권 대회 남자 10,000m 결승에서 메달을 획득한 3명의 데이터를 분석한 결과입니다.

연구진은 디지털 비디오 카메라를 사용하여 특정 구간에서 선수들의 동작을 촬영하고, 3차원 동작 분석을 통해 달리기 자세와 에너지 효율을 측정했습니다. 또한, 100m마다 소요된 시간을 기록하고 해당 구간에서의 걸음 수를 측정하여 보폭을 계산했습니다.

세 선수는 8800m 지점까지 거의 동일한 속도를 유지하다가 마지막 3바퀴를 남기고 급격히 속도를 높였습니다. 9600m 지점까지는 비슷한 페이스를 유지했으나, 마지막 400m에서 순위가 결정되었습니다.

Bekele는 1.95m의 보폭과 약 180~185spm의 케이던스를 유지하며 상대적으로 큰 보폭 과 낮은 걸음 수를 보였고, Sihine의 보폭은 약 1.9 ~ 1.95m, 케이던스는 약 180 ~ 190spm이었습니다. 반면 Mathathi의 보폭은 약 1.85 ~ 1.9m, 케이던스는 약 185 ~ 195spm으로 비교적 작은 보폭과 높은 걸음 수를 보였습니다. 또한 세 선수의 보폭 길이와 신장의 비율은 Bekele가 1.23, 다른 선수들이 1.13이었고, 세 선수 모두 레이스 도중 자세의 변화가 거의 없었습니다.

Bekele는 마지막 바퀴에서 케이던스를 215spm까지 끌어올렸습니다. 반면, Sihine과 Mathathi는 보폭을 2m 이상으로 늘리며 마지막 질주를 했습니다. 연구 결과, 우승자 Bekele가 레이스 전반에서 평균적으로 더 높은 힘을 발휘했으나 에너지 효율성은 세 선수 모두 비슷했고, 세 선수 모두 레이스를 마친 뒤 특이한 피로 증상도 관찰되지 않았습니다.

즉, 특정 방식이 절대적으로 유리하다고 단정 짓기는 어렵습니다. 월드클래스 선수들 사이에서도 보폭과 케이던스의 범위는 다양하게 나타나며, 속력을 높이는 방식 또한 선수마다 다릅니다. 실제 통계 자료에서도 사람마다 보폭과 케이던스가 다르며, 속력 향상 방법 역시 개개인의 선호에 따라 보폭을 늘리거나, 케이던스를 높이거나, 혹은 둘 다 조절하는 등의 차이가 있습니다. 결국, 산소 소비가 적고 에너지 효율이 높으며 신체의 피로감을 최소화하는 방식이 각자에게 최적의 정답이라 할 수 있습니다.

나오며

사람마다 체격, 체중, 체력 수준, 유전적 요소 등이 다르며, 같은 키를 가진 사람도 다리 길이가 다를 수 있습니다. 부상을 예방하고 피로감을 줄이며 에너지 효율이 높은 자세라면 남들이 무어라 하든 그것이 각 개인에게 최적의 자세이며 정답인 자세입니다. 반대로 부상의 위험이 크고 피로감이 빠르게 누적되는 자세는 오답입니다.

러닝 매커닉스의 선구적인 연구자 Cavanagh는 달리기에 숙련될수록 자세는 ‘자기 최적화(self-optimization)’를 거쳐 신체 조건에 맞는 최소 에너지 비용의 달리기 방식을 자연스레 터득한다고 말합니다. 즉, 각자에게 정답인 자세는 경험을 통해 만들어지는 것입니다. 남에게는 정답인 자세가 나에게는 오답일수도 있습니다. 속도를 높이겠다고 보폭이나 케이던스를 억지로 바꾸면 오히려 부상을 초래하거나 피로가 커질 수 있습니다. 여유를 가지고 많이 뛰어보면서, 또 케이던스와 보폭을 바꾸어가며 에너지소모량을 측정해보면서 최적의 자세를 찾아나가길 바랍니다.