24 Nov ​¿Las Mediciones de tu Potenciómetro son lo que tu Crees que Son?

Un estudio científico revela importantes discrepancias entre los datos mostrados y la potencia real, pero, ¿qué significa realmente?

En los últimos años se ha incrementado significativamente el uso de potenciómetros, tanto en los pelotones profesionales como en las carreras de club. En la actualidad incluso algunos ciclistas tienen varios potenciómetros en diferentes bicicletas, algo que ha planteado la necesidad de comparar datos entre un potenciómetro y otro.

Por otra parte, la exactitud de la comparación de los datos arrojados por los potenciómetros ha sido cuestionada por un reciente estudio que analizó 54 potenciómetros diferentes. El objetivo del estudio fue determinar cuan buenos eran realmente los potenciómetros que se utilizan actualmente, y si los mismos nos aportan valores de potencia exactos y precisos (abordaremos esto con mas detalle a continuación).

Los investigadores diseñaron ingeniosamente sus pruebas para calcular la verdadera potencia promedio que producía un ciclista y luego comparar ese valor real de potencia con el valor registrado por diferentes potenciómetros.

En la actualidad los potenciómetros se utilizan frecuentemente en eventos que van desde carrera de club hasta pelotones del Campeonato Mundial (Foto: Allan McKenzie / SWPix.com).

¿Cuan Exacto es tu Potenciómetro?

Para determinar esta variable, los ciclistas fueron colocados en una cinta rodante con una pendiente del uno por ciento en descenso (ver Figura 1). Se ató una cuerda a la parte posterior del sillín, que a su vez estaba unida a un peso para que el ciclista mantuviera la misma posición en la cinta rodante.

Se añadió un segundo peso a la cuerda, en caso de que el ciclista no pedaleara, lo empujaría hacia arriba por la pendiente. Debido a que la masa del peso adicional era conocida, los investigadores podían calcular la producción de potencia y, a la vez, explicar la pérdida de potencia a través de la transmisión.

Figura 1. Disposición de la cinta rodante para el protocolo de calibración con el sistema de tracción hacia atrás. m1= masa para contrarrestar la fuerza de descenso; m2= masa para mediciones de calibración; F= fuerza de tracción hacia atrás para las mediciones de calibración; g= gravedad.

Esta configuración permitió que los investigadores pudieran comparar la potencia promedio registrada por los diferentes potenciómetros con el valor real. Cada potenciómetro se probó varias veces con varios corredores diferentes.

Exactitud y Precisión

Como mencioné en la primera parte, a lo largo de este artículo analizaremos la precisión y la exactitud de los potenciómetros. Por lo tanto, antes de avanzar, comenzaré explicando brevemente estos dos conceptos

El siguiente tablero de dardos nos será útil para explicar mejor la exactitud:

Todos los dardos están cerca del centro, pero están dispersos alrededor del círculo central (blanco). Los dardos son exactos porque ninguno de ellos está lejos del círculo central, pero no son muy precisos porque están dispersos. Cuando hablamos de potenciómetros, la exactitud es importante porque permite comparar los datos de potencia de una persona con otra. También permite que quienes tienen la suerte de tener potenciómetros en diferentes bicicletas puedan comparar su producción de potencia entre una bicicleta y la otra.

Con este segundo tablero de dardos podemos visualizar mejor lo que ocurre con la precisión. Todos los dardos están muy cerca uno del otro (ubicación precisa), pero no se encuentran cerca del circulo central (no muy exactos).

La precisión es importante, ya que permite comparar los datos entre diferentes días o entre diferentes eventos. La precisión es probablemente muy importante cuando hablamos de potenciómetros, ya que sin ella solo se generan números al azar.

Finalmente, si combinamos exactitud y precisión obtenemos el siguiente tablero:

Todos los dardos están cerca uno del otro y se ubican en el círculo central. Esto es lo ideal cuando hablamos de potenciómetros porque nos indica que es posible comparar los datos de diferentes potenciómetros en diferentes días.

Comparación de Potencia Promedio y Exactitud

Normalmente cuando comparamos las producciones de potencia, lo realizamos durante un cierto período de tiempo, por ejemplo, durante una escalada, una TT o incluso un intervalo en el entrenamiento. Esto es exactamente lo que sucedió en la investigación. La potencia promedio durante un cierto período de tiempo se comparó con el valor de potencia real.

La exactitud de un potenciómetro nos da una idea de qué tan cerca está midiendo con respecto al verdadero valor de potencia. En nuestro ejemplo de los dardos, esto sería cuan cerca se encuentra el dardo del circulo central. En términos de potencia, esencialmente nos estamos preguntando si los 300 W medidos en un potenciómetro son realmente 300 W.

Podemos ver los resultados en el cuadro a continuación.

n	Fabricante	Desviación media (X)	Coeficiente de variación	Cadencia (RPM)
12	SRM	-0.5 ±2.4	0.8 ±0.4	83± 14
10	PowerTap	0.9 ±2.1	0.8±0.2	87±5
11	Quarq	0.5 ±3.0	1.3 ±0.8	87±6
13	Stages Cycling	-2.9 ±3.9	2.0±1.4*	89±6
3	Verve Cycling	-1.7±1.1	0.6 ±0.4	88±3
2	Power2max	-4.8±3.4	1,5±0.4	87±16
1	Garmin	-2.0	1.6	86
1	Polar	-3.9	2.6	93
1	Rotor	2.1	0.4	84
54	Todos	-0.9 ±3.2	1.2±0.9	87±8

Los valores se presentan en forma de Media±Desviación estándar (si n>1). *Presenta diferencias con SRM y PowerTrap, p<0,05

Lo que debemos observar en la tabla es la desviación media (%) porque representa la exactitud promedio entre todos los potenciómetros de la marca específica. Esencialmente es una comparación de la posición promedio de los dardos con respecto al círculo central en todas las pruebas de todos los modelos de una marca. Usemos como ejemplo los potenciómetros SRM que presentan valores de -0.5% ± 2.4%. Esto significa que a través de la prueba, los potenciómetros SRM en general tuvieron una subestimación de -0.5%; sin embargo, hubo un rango de exactitudes; si observamos la diferencia promedio entre este promedio y cada medidor de potencia SRM individual (la desviación estándar para aquellos que recuerdan las matemáticas!), obtenemos un valor de ± 2,4%.

Estamos bastante acostumbrados a observar que los fabricantes de potenciómetros destacan su exactitud, por ejemplo los potenciómetros Stages afirman tener un valor de ± 2%. Sin embargo, lo que pudimos observar en el estudio es que la mayoría de los potenciómetros en realidad cayeron fuera del nivel de exactitud declarado en términos de desviación media colocada entre paréntesis: Stages (±2%), Power2max (±2%), Polar (±2,5%), Verve (±0,37%) y Rotor (±1%). Solo los valores de SRM (±1%), Powertap (±1,5%), Quarq (±1,5%) y Garmin (±2%) se ubicaron dentro del rango de valores declarados por los fabricantes.

Debo señalar aquí que la discrepancia en Stages podría ser explicada por el hecho de que solo realiza la determinación en un solo lado.

Por lo tanto, si los corredores que probaron Stages tenían sesgo en la pierna derecha, esto podría explicar por qué Stages tiene una pequeña subestimación de los valores.

Por otra parte, estos resultados por sí solos no nos muestran la historia completa.

Cuando observamos la exactitud general de todas las unidades de una sola marca, obtenemos una figura distorsionada. Por ejemplo, si se analizaban dos unidades y una lectura era un ocho por ciento demasiado alta y la otra ocho por ciento demasiado baja, en general esa marca tendría una desviación media del 0%. Parecería que la marca en cuestión tiene una exactitud perfecta, pero en realidad cada unidad individual es terriblemente inexacta.

En cada marca de potenciómetros analizados, salvo en los modelos Garmin, Polar y Rotor, se analizaron varias unidades varias veces, lo que nos permite observar cuan exacto es cada medidor de potencia de forma individual.

Figura 2. Exactitud (veracidad) de cada potenciómetro.

En el gráfico anterior, podemos ver la exactitud (desviación media %) de cada potenciómetro individual en comparación con el valor real de potencia.

Cuanto más agrupados estén los puntos, menor será la variación en la exactitud entre las unidades. Podemos observar que para los modelos de potenciómetros SRM, la dispersión de los datos varió de +4 a -4%. Esto significa que si registramos la misma sesión con dos medidores de potencia, uno puede medir 8% más que el otro.

El peor desempeño en la prueba correspondió al potenciómetro Stages, en el cual se observó un 11% de dispersión en las cifras de potencia, lo que significa que si registramos un mismo intervalo de 300w con dos potenciómetros Stages uno de ellos podría registrar un valor tan alto como 309 W y el otro un valor tan bajo como 273 W, una gran variación en términos de potencia.

Los potenciómetros Powertap y Verve obtuvieron buenos resultados en la prueba, por lo que, sobre la base de lo observado solo en este estudio, son una buena apuesta si deseas tener varios potenciómetros en diferentes bicicletas. Sin embargo, solo se evaluaron tres medidores de potencia Verve, en comparación con 12 SRM por ejemplo, por lo que podrían haber sido ejemplos particularmente buenos.

La desviación media también nos da una nueva perspectiva sobre las estrategias de comercialización de las marcas de potenciómetros. Usemos SRM como ejemplo (y este es solo un ejemplo de una amplia gama de marcas) con una exactitud declarada por el fabricante de ± 1%. La mayoría de los clientes puede pensar que esto significa que todos y cada uno de los potenciómetros tienen una exactitud de ± 1%, pero muy probablemente este valor esté relacionado al promedio general.

Por lo tanto, un cliente puede estar comprando un potenciómetro pensando que tiene una exactitud de ± 1%, sin embargo, en función de los datos obtenidos en esta investigación, en realidad está dentro de un rango de aproximadamente ± 4%. Por otra parte, si tuviéramos diez potenciómetros, la exactitud promedio para todos ellos sería de -0,5%.

Precisión

A demás de todo esto, podríamos decir que la precisión de un potenciómetro es mucho más importante que la exactitud del mismo.

En esta investigación, el coeficiente de variación puede ser considerado una buena medida de precisión. Básicamente, si nos remontamos a nuestro ejemplo de tablero de dardos, lo que representa es cuan lejos están los dardos uno del otro.

La precisión básicamente significa que los números son confiables prueba tras prueba. Entonces, los 300 W que tu medidor de potencia mide un día son exactamente iguales a los 300 W que mide el día siguiente. Para realizar un seguimiento de tu rendimiento y entrenar con eficacia, la precisión es más importante que la exactitud.

La precisión del medidor de potencia es posiblemente más importante que la exactitud.

Al considerar los valores del coeficiente de variación, debemos tener en cuenta que lo mejor es un valor bajo. Por ejemplo, en general, entre los tres medidores de potencia Verve evaluados, el coeficiente de variación fue solo del 0,6%. En promedio, entre esos tres potenciómetros Verve, si algún día mides un valor de 300 W, la máxima diferencia que podrías esperar al medir otro día es 1,8 W para la misma potencia.

La única unidad que arrojó valores malos en términos de precisión promedio fue el potenciómetro Stages, que presentó un coeficiente de variación igual al 2%. En este caso 300 W podrían ser 300 W un día y 294 W o 306 W al día siguiente.

En este caso, al igual que con la exactitud promedio, la precisión promedio no nos muestra el panorama completo. También podemos observar la precisión de los potenciómetros individuales en múltiples pruebas (Figura 3).

Figura 3. Precisión de los diferentes potenciómetros.

Este gráfico presenta algunos resultados interesantes. Para interpretar los resultados, si los puntos están cerca del eje x entonces la precisión de esa unidad es buena, por lo tanto mientras mas alto se encuentre el punto, menor será la precisión.

A partir de esto se concluyen diferentes cosas.

En primer lugar, los potenciómetros SRM, Powertap, Rotor, Quarq y Verve muestran una buena precisión y, en cada uno de ellos, los valores son inferiores al 1,5%; un valor de 300 W obtenido un día cualquiera puede oscilar entre 295,5 y 304,5 W. Eso no está nada mal y probablemente sea menor que la variación diaria en tu entrenamiento.

Sin embargo, también debemos observar dónde caen esos puntos. En el caso de SRM, Powertap y Verve, los puntos toman forma de pirámide, por lo que la mayoría de los potenciómetros están en el rango de 0-1% en lugar del rango de 1-2%. Por lo tanto, si deseas comprar un potenciómetro de estas marcas, es más probable que obtengas un potenciómetro con un coeficiente de variación inferior al uno por ciento, frente a uno con una variación de entre 1-2%.

El peor desempeño en la prueba se observó en el potenciómetro Stages. Una unidad mostró un coeficiente de variación del 6%, lo que significa que 300 W podrían ser tanto 282 como 318 W, lo que no es útil a la hora de tratar de manejar o controlar tu rendimiento. Algo llamativo con los potenciómetros Stages fue que, aunque algunas unidades eran muy precisas, otras eran muy imprecisas.

Pongamos esto en contexto. Con el potenciómetro menos exacto y con la peor precisión, un valor verdadero de 300 W puede ser medido 256-298 W en un día determinado. Por otro lado, con el medidor de potencia más exacto y mas preciso, un valor verdadero 300 W podría ser medido como 297-300 W.

Comparación Segundo a Segundo

Hasta ahora, hemos analizado la potencia promedio durante un período de tiempo más largo y cuán exacta y precisa es esa medición. Sin embargo, cuando pedaleamos no mantenemos una producción de potencia perfectamente uniforme. Por el contrario, la producción de potencia en la ruta es “estocástica”, varía mucho segundo a segundo.

Para poner esto en contexto, cuando una producción de potencia promedio de 300w durante 10 segundos se observa segundo a segundo puede describir valores como los siguientes: 300 W, 305 W, 295 W, 298 W, 307 W, 295 W, 302 W, 300 W, 294 W, 304 W.

Lo que debemos tener en cuenta es que la precisión y la exactitud de los potenciómetros están afectando los valores de potencia medición por medición. Por lo tanto, para la misma producción de potencia de 300 W durante 10 segundos, la potencia registrada podría verse más o menos así: 307 W, 298 W, 304 W, 293 W, 305 W, 291 W, 295 W, 306 W, 311 W, 290 W.

En general, la potencia promedio en 10 segundos es idéntica, pero si estuviéramos buscando una potencia máxima durante un segundo dentro del esfuerzo, obtendríamos grandes diferencias entre el valor verdadero y el valor medido.

Personalmente realicé algunas investigaciones sobre esto para dar seguimiento al estudio. Uno de mis ciclistas pedaleó en un entrenador estacionario de laboratorio, un Cyclus 2, que permite el reemplazo del disco trasero lo que lo asemeja a un entrenador inteligente Wahoo Kickr o Tacx Neo. Cyclus 2 es un equipo con una alta precisión calibrada según los estándares de laboratorio y se utiliza en investigaciones científicas.

Registramos la producción de potencia en el entrenador de laboratorio y en el potenciómetro del ciclista durante 3 y 12 minutos, antes de comparar las diferencias en la potencia promedio y en la producción de potencia segundo a segundo. Los resultados demostraron que, aunque la potencia promedio fue relativamente constante (dos medidores de potencia diferentes leyeron constantemente valores 14 W y 19 W por debajo de los valores del entrenador de laboratorio) se observaron grandes diferencias en la potencia segundo a segundo, con valores de hasta +60 W y -48 W.

Esto es realmente importante cuando se trata de buscar la potencia máxima, por lo tanto, lo importante es que, según mi experiencia como entrenador, un potenciómetro solo es útil durante períodos de cinco segundos o más. En períodos más cortos existe una gran probabilidad de obtener datos irreales que puedan afectar los valores de potencia.

SRM tuvo un buen desempeño en el estudio (Foto: Factory Media).

¿Qué Hemos Aprendido a partir de Esto?

La conclusión rápida es que tu potenciómetro podría no estar diciéndote exactamente lo que crees que dice. De hecho, los 300 W que estás observando en tu computadora pueden no ser lo mismo que los 300 W que tu compañero de viaje aparentemente está produciendo. Además de esto, en algunos potenciómetros los 300 W de hoy podrían no ser los mismos 300 W de mañana.

En resumen, algunos potenciómetros son más exactos y precisos que otros. Al momento de elegir un potenciómetro te recomiendo que observes los datos presentados en este artículo sobre la exactitud y la precisión de diferentes potenciómetros, así como otros factores que podrían afectar tu decisión de compra, como el presupuesto, la compatibilidad con las bicicletas y la estética. Al final del día, tu potenciómetro es una ayuda para el entrenamiento, pero para ser útil debería proporcionarte, como mínimo, datos precisos.

Una última cosa interesante de mencionar es que todos los potenciómetros en este estudio fueron calibrados en cero offset antes de cada prueba (y cuando fuera posible), por lo que los niveles de exactitud y precisión que observamos en este estudio representan el mejor rendimiento que puedes obtener de un potenciómetro. Es probable que en condiciones de la vida real, los niveles de error aumenten.

Por lo tanto, para maximizar la exactitud y la precisión de cualquier potenciómetro, asegúrate de cuidarlo. Esto significa calibrarlo cuando sea posible y asegurarse de que esté bien cargado antes de cada viaje. Otro consejo es dejar que se aclimate a la temperatura exterior antes de comenzar el entrenamiento. Finalmente, un gran consejo profesional, y algo que sugiero a los ciclistas que entreno, es recalibrar el potenciómetro antes del primer esfuerzo del día. Eso significa que sabes que estás obteniendo la información más exacta posible cuando realmente lo necesitas.

Autor

James Spragg

Referencia Original

Is your power meter really telling you what you think it is?