VALIDACIÓN DE LA POTENCIA EN LA BICICLETA DE CICLO INDOOR BH DUKE H925 CON EL POTENCIÓMETRO POWERTAP P1

Las bicicletas de Ciclo Indoor, excepto contadas excepciones, estiman la potencia a través de algoritmos internos que se basan en multiplicar la marcha de la bici por la cadencia que se desarrolla en ese momento. Esta medición, aunque bastante precisa, no está exenta de cierta imprecisión, pero ¿se puede medir? Y, lo más importante ¿Cuánto de imprecisa es una bicicleta de Ciclo Indoor?

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VALIDACIÓN

Para saber cuanto de imprecisa (o de precisa) es una bicicleta de Ciclo Indoor tenemos que compararla con algo que sepamos que mide bien, o razonablemente bien.

Algo es válido científicamente cuando mide lo que pretende medir, y es fiable cuando lo hace de manera consistente, para que sea válido debe tener suficiente sensibilidad y también especificidad.

Nos paramos un momento (copy & paste) en Wikipedia: capacidad de un instrumento de medición para cuantificar de forma significativa y adecuada el rasgo para cuya medición ha sido diseñado.

Así que es fácil entender que si ponemos el potenciómetro POWERTAP P1 en la bicicleta de Ciclo Indoor BH DUKE H925, podremos comparar los datos obtenidos y comprobar la medición de potencia de la bicicleta.

MEDIR Y ESTIMAR LA POTENCIA

No es lo mismo medir la potencia, que es lo que hace el potenciómetro (o sensor de potencia) POWERTAP P1 que estimarla de alguna manera.

En cuanto a la estimación, tenemos dos opciones. Por una parte, algunos sensores de potencia miden la potencia generada en una sola pierna (la izquierda) y multiplican el dato por dos, para obtener un valor total. Esta medición puede contener cierto nivel de error si la pedalada es asimétrica o si, simplemente, retiramos un pie del pedal.

La imagen adjunta es un sencillo test que realizamos en el análisis del POWERTAP P1:

El test ha consistido en (1) pedalear en una cuesta con un 5% de pendiente aproximadamente, con la pierna derecha (sacando la zapatilla del pedal izquierdo, como si fuéramos “a la pata coja”), (2) dejarnos caer por la cuesta al punto de inicio para, a continuación, (3) pedalear con la pierna izquierda y la derecha fuera del pedal.

Se han realizado entre 22 y 24 pedaladas en cada ascensión y se ha repetido el test dos veces con cada pierna.

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A pesar de ello, para un uso habitual, la calidad de los medidores “solo izquierda” es más que suficiente, lo importante es que la medición sea fiable (mida siempre igual) y que resulte consistente para que el ciclista pueda compararse consigo mismo durante los entrenamientos.

En el blog zitaSport hemos comparado el potenciómetro STAGES POWER METER (mide solo izquierda) con el valor obtenido por el POWERTAP P1 con resultado satisfactorio, sin embargo, para validar una bicicleta de Ciclo Indoor necesitamos una medición real, no una estimación muy precisa, como ofrece STAGES.

En el caso de la mayoría de las bicicletas de Ciclo Indoor, ni siquiera estamos hablando de una estimación basada en multiplicar la potencia generada con la pierna izquierda por dos, sino en una fórmula interna que utiliza dos parámetros indirectos para estimar la potencia. Lo explicamos de otra forma: nada mide la fuerza que se ejerce sobre el pedal, no hay galga extensiométrica por ninguna parte que registre la deformación del material y estima la fuerza que se aplica sobre el mismo para traducirla a vatios (así es cómo funcionan los potenciómetros).

En su lugar, lo que hacen las bicis de ciclo Indoor es multiplicar la marcha (o resistencia) de la bici por la cadencia, y así obtener un dato estimado de potencia.

El número de marchas es decidido por cada marca, la BH DUKE H925 tiene 16 marchas, otras marcas tienen 24 marchas y otras prefieren sistemas de resistencia progresiva, sin marchas.

Ejemplo para BH DUKE H925: Si pedaleas a 80rpms en la marcha 10, estás generando 300 vatios, si pedaleas a 81rpms estás generando 306, a 82rpms: 312, etc.

Esta es la tabla que muestra la potencia en función de la marcha y cadencia elegidas en la BH DUKE H925.

La pregunta continua siendo la misma: ¿Cómo de exacta es esa tabla que utiliza BH?

duke w

BH DUKE H925

La bicicleta de Ciclo Indoor BH DUKE H925 es la gama alta de la marca BH, cuenta con un freno magnético y display que recoge datos de potencia entre otros. Los datos de potencia no se pueden exportar a ninguna plataforma, APP, Web, etc. tan solo se visualizan en el propio display, ofreciendo un dato de potencia media al dejar de pedalear.

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METODOLOGÍA

Así que no hay registro de potencia instantánea en la BH DUKE H925, sino de potencia media por cada LAP (haciendo reset manual en la bici).

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En el caso del potenciómetro POWERTAP P1 se han registrado los datos con un Garmin EDGE 520. Se ha procedido a realizar un Zero Offset al comenzar y finalizar de cada una de las dos sesiones de test obteniendo siempre el mismo resultado (Calibración actual: 5)

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Agradecimientos a Garmin por la cesión del Garmin EDGE 520 y a Tamalpais S.L. por la cesión del potenciómetro POWERTAP P1.

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La metodología es sencilla pero ciertamente laboriosa: se han realizado dos sesiones en días diferentes, realizándose un total de 44 test entre 30 segundos y 3 minutos. En cada uno de los test se ha registrado la potencia media de la bicicleta BH DUKE H925 y la ofrecida por el Garmin EDGE 520 proveniente del POWERTAP P1.

La cadencia se ha mantenido en todo momento entre las 75 y 95rpms, siendo constante durante la duración de cada test y variando entre cada uno de ellos dependiendo de la potencia seleccionada.

En los 44 test hemos comparado datos de todo el rango de potencia que ofrece la bici de Ciclo Indoor, esto es: los test de 3 minutos se han realizado a potencias de 20w, 40w, 60w, 80w, etc. cuando no ha sido posible mantener la intensidad durante 3 minutos, los test se han realizado de 1 minuto de duración: 400w, 420w, 440w, etc. Y finalmente, se han realizado test de 30 segundos a cercanos a la intensidad máxima: 600w, 620w, 640w, etc.

TEST 1

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TEST 2

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En cada test se ha registrado la potencia media obtenida en la bici de Ciclo Indoor y en el potenciómetro y se ha llevado a Excel.

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RESULTADOS

Tres gráficas para mostrar el resultado de la validación de la bicicleta de Ciclo Indoor BH DUKE H925.

La primera gráfica es resultado de restar el valor de potencia media obtenido en cada test por el potenciómetro POWERTAP P1 al valor de potencia media obtenido en cada test por la bicicleta BH DUKE H925.

Si ambas mediciones fueran idénticas, la línea se mostraría horizontal sobre el valor “0” en el eje Y, sin embargo, vemos que la diferencia se va ampliando a medida que los test tienen una potencia media mayor.

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En la segunda gráfica, podemos ver los vatios generados en cada uno de los 44 test, ordenados de menor a mayor potencia, por cada dispositivo (bici y POWERTAP P1). En el eje Y se muestran los datos del potenciómetro y en el eje X los datos de la bicicleta. Cada punto representa un test.

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El comportamiento de los puntos nos permite realizar una regresión lineal de los mismos. La regresión lineal se explica fácilmente como la línea (recta de regresión) que mejor se ajusta a la nube de puntos.

Esta recta nos da una fórmula del tipo  en la regresión lineal simple, cuando contamos tan solo con dos parámetros, como es el caso.

Con esta fórmula, podemos conocer la relación entre la potencia ofrecida por el potenciómetro POWERTAP P1 y la potencia ofrecida por la bicicleta BH DUKE H925 y viceversa.

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Las fórmulas resultantes se muestran a continuación y permiten establecer la relación matemática entre la bicicleta de Ciclo Indoor BH DUKE H925 y la potencia real, que hemos medido con el potenciómetro POWERTAP P1.

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6 comentarios
  1. Pep Mesas
    Pep Mesas Dice:

    Siento ser tan pelota de buena mañana, pero creo que la maquina no es la BH Duke H925. La maquina és la que se sube a la bici para hacer esas validaciones.

    Excelente trabajo, Gabriel!

    Responder
  2. Iban
    Iban Dice:

    Hola, Gracias por el trabajo. Me surgen algunas dudas como si el Power Tap ha sido previamente validado vs. un Gold Standard tipo SRM o similar (hay algún paper de PT pero no de pedal como el que mostráis creo). En caso afirmativo, los test-retests han sido realizados en condiciones similares con protocolos (incremental, escalonado, constante, máximo…)? Cuál ha sido el proceso para concluir las fórmulas?

    Muy buen trabajo insisto. Quizá esto sea demasiado puntilloso, pero ayudaría a completar la información.

    Responder
    • Gabriel Hernando Castañeda
      Gabriel Hernando Castañeda Dice:

      Hola Iban

      Encantado de responderte. Es un placer poder charlar de estos temas. Te voy respondiendo:
      1) efectivamente, PowerTap P1 (PTP1) no ha sido validado como lo fue en su día SRM, por ejemplo. El problema es que en una bici de ciclismo indoor no puedes poner un SRM, ási que entre las posibles opciones parece la más aconsejable. Tendríamos Garmin Vector, Polar Keo Power: ambas no muy recomendables por lo leído en foros sobre su precisión. bePRO: demasiado nuevo, desconocemos su fiabilidad y PTP1, que es una marca reputada en lo que a W se refiere con validación del G3 como bien comentas.
      El trabajo más exhaustivo de validación (no publicado en paper pero la metodología es perfectamente científica) es de Diego Calderón: https://wallace78tria.wordpress.com/2016/01/28/analisis-de-los-pedales-p1-de-powertap-y-comparacion-con-buje-g3/
      Los resultados son muy consistentes.
      2) Los test-retest han sido realizados como puedes leer en el artículo: han sido 44 test en 2 sesiones (puedes ver los resultados en la imagen 10 del artículo), intentando abarcar el máximo número de intensidades. La metodología no tiene que ser incremental o escalonada, precisamente, sino crear pequeños test a diferentes intensidades e ir apuntando las medias obtenidas. Hemos hecho muchos test a 3 minutos y otros a menor duración en función de la intensidad (a 600w no soy capaz de aguantar 3 minutos). La idea era eliminar las diferencias que pudieran surgir en el momento del ON y del OFF, que por otra parte no son importantes a priori a no ser que hagas una serie de 5seg a 800w, donde 1 segundo más o menos puede cambiar la media. Como medida de “precaución” el tiempo mínimo de los test ha sido de 30 segundos, si no llegaba a los 30 segundos se descartaba el test.
      Además, durante cada test la cadencia se ha mantenido constante. La mínima ha sido de 71 y la máxima de 85. No me pareció relevante y no está en el artículo, pero por si quieres repetir el estudio es un dato interesante, pues no se trataba de ir a cadencia máxima, sino controlada y constante en cada test.
      Los datos de correlación tampoco están publicados, pero por si te pueden servir:
      coef. Correl 0,998021037
      R`2 0,996045991
      pearson 0,998021037
      3) Por último, sobre la fórmula, es una simple regresión lineal con el software Origin, supongo que se podrá hacer con Excel, pero como teníamos a mano Origin, pues mejor que queda más chulo. Puedes ver en la imagen 13 que la linea “pisa” los puntos perfectamente siempre que están por debajo de 600w. A partir de 600w la cosa cambia, puede ser por la metodología del estudio (test de 30seg vs. test de 3 minutos en las intensidades inferiores) o porque a partir de 600 cambie la recta, en cualquier caso, tampoco es importante, pues son medias que no se dan habitualmente.

      Como conclusión, lo mejor es que la bici está ajustada muy bien para intensidades entre 100-200w,
      Cuando BH=100w, PTP1=95w
      Cuando BH=200w, PTP1=185w

      y luego existe otra discusión que introdujo Hunter Allen hace unos meses, y es que se está viendo que indoor se generan 20-30w menos que outdoor. Allen recomienda tener un FTP para indoor y otro para outdoor y luego va más lejos intentando diferenciar entre una bici de ciclo indoor, un rodillo clásico y uno moderno (tipo Wahoo Kirckr, por ejemplo) donde la pedalada es más real y podría no darse esa diferencia, así que puede que incluso no tengamos que hacer la fórmula para obtener el dato outdoor cuando con PTP1 nos da 185w, por ejemplo.

      Cualquier duda que quede pendiente no dudes en escribirnos.

      Saludos

      Responder

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