Cómo funciona el cálculo de calorías en relojes GPS y pulseras de actividad

Una de las cuestiones que estoy respondiendo con más frecuencia es acerca del cálculo de calorías consumidas que los diferentes dispositivos reportan. Y no sólo diferentes dispositivos, sino también dentro del mismo dispositivo según se configura de una forma o de otra a la hora de realizar una actividad determinada.

Causa bastante confusión entre todo tipo de usuarios, tanto usuarios nóveles que están estrenando su primer dispositivo para seguir una dieta y ponerse en forma, como usuarios avanzados y con muchos años de entrenamiento a sus espaldas que tratan de ajustar sus valores nutricionales con la finalidad de mejorar marcas o alimentarse de forma correcta.

Antiguamente esto era «más sencillo». Lo entrecomillo, porque la estimación se realizaba a ojo, calculando que si andamos 10 minutos quemamos 50 calorías. ¿Pero qué pasaba con otros deportes? ¿Y si en vez de andar, troto? ¿Y si corro? ¿Qué pasa con la natación? ¿Y la petanca?.

Obviamente hay muchas y diversas variables que pueden afectar al consumo de calorías. Y además, no todos tenemos el mismo metabolismo. Dos corredores de 30 años que corran 10 kilómetros durante 45 minutos y midan y pesen lo mismo no tienen por qué tener el mismo consumo calórico. Tal vez el sujeto A tenga un metabolismo más lento. O el sujeto B tenga mayor masa muscular. O, simplemente, en ese preciso instante tiene el metabolismo acelerado. Son multitud de variables las que pueden afectar al cálculo.

Así que con estas premisas lo que los deportistas terminamos haciendo es controlar el nivel de calorías consumidas (traduciéndolo a cantidad de cerveza que podemos beber) con los diferentes dispositivos que la tecnología pone a nuestro alcance. Pero lo que muchos encontráis es la falta de datos contrastados. Una actividad grabada con una pulsera de actividad de Garmin tendrá unos datos de calorías diferentes de los que se puedan tener, por ejemplo, con un reloj de Polar. Incluso muchos verán cómo tras sincronizar su último entrenamiento grabado con su reloj Suunto, al sincronizar la actividad con Strava las calorías difieren.

Intentaré dar respuesta a todas tus preguntas en los próximos cinco minutos que pasarás leyendo este artículo. Pero lo más importante y que siempre debes recordar, sea cual sea el resultado obtenido y a través de qué dispositivo lo obtengas, es que se trata de una estimación. Un cálculo matemático que parte de algoritmos más o menos trabajados y que usarán mayor o menor número de variables, según la complejidad del mismo y el número de datos que cuente para poder realizar el cálculo. La única forma de saber cuál es nuestro consumo de calorías es realizando una prueba en laboratorio, y aún así dudo mucho que se pueda alcanzar un nivel de precisión apropiado.

Por último, recordarte que encontrarás diferencias dependiendo del dispositivo y tecnología que use. Es importante que están correctamente configurados (peso, altura, edad, etc), pero no hay ningún estándar que establezca cómo deben calcularse las calorías consumidas.

Métodos de cálculo

Algoritmo de distancia/peso/altura

Es el método más básico que pueden usar los dispositivos. No hay muchas variables que poder introducir en el algoritmo más allá del peso y altura del individuo en cuestión. Debido a la ausencia de datos de frecuencia cardíaca el dispositivo facilitará unos datos «a ojo». Es decir, que pueden ser ciertos… o puede que no, porque no hay datos de intensidad.

Al no saber a qué frecuencia cardíaca no puede saber el esfuerzo que estás realizando para realizar el ejercicio. Si bien andando podrá aportar un dato bastante aproximado, el problema llega con otro tipo de ejercicios más difíciles de cuantificar, como un paseo en bicicleta o una sesión de yoga.

Este método de cálculo es el usado en las pulseras de actividad en su modo más básico, tanto en relojes GPS como en pulseras sin sensor de pulso óptico.

Algoritmo de cálculo incluyendo datos de frecuencia cardíaca

Para solucionar esos datos tremendamente inexactos, los fabricantes desarrollan algoritmos matemáticos propios (el caso de Polar) o licencian el algoritmo para su uso de terceras compañías que se dedican a realizar este tipo de estudios (Garmin o Suunto, licenciando tecnología de Firstbeat en sus primeras versiones). Sea como fuere, todo queda en Finlandia, pues tanto Polar como Firstbeat son empresas finlandesas. Por si pensabais que los finlandeses sólo saben desarrollar saunas (y vodka).

Un ejemplo de este tipo de cálculo es el algoritmo que Polar denomina OwnCal. Además de usar los datos vistos en el método anterior (sexo, edad, peso y altura), también usan los datos de frecuencia cardíaca. Tras introducir tu frecuencia cardíaca máxima el dispositivo podrá calcular el esfuerzo que estás realizando mientras estás entrenando.

Incluyendo más datos en el cálculo: consumo de oxígeno y variabilidad de pulso

Todavía podemos darle una vuelta de tuerca más al algoritmo incluyendo mayor número de datos. Además de los datos genéricos incluye otros que obtiene del sensor de pulso externo. No sólo pulso, también evalúa el tiempo entre los latidos del corazón (variabilidad de pulso o HRV) y estima el equivalente metabólico que es lo que determinará de forma final el consumo de calorías de forma bastante precisa. Según estimaciones de Firstbeat, tiene un error en torno al 7-10%.

Este algoritmo de estimación es el que encontrarás en algunos dispositivos de Garmin o de Suunto, por ejemplo. Además varía con el tiempo, ya que utiliza la estimación de consumo máximo de oxígeno (VO2Max) de cada atleta en particular, por lo que a medida que avanzas en tus entrenamientos el algoritmo se va actualizando. Todo esto lo explica muy bien Firstbeat en su propia documentación (en inglés).

¿Por qué valorar el consumo de calorías con un dato indirecto (FC), si tenemos datos directos (potencia en ciclismo)?

Y es aquí donde viene otra forma de calcular las calorías consumidas, precisamente la más exacta. Al menos al practicar ciclismo. Y es que al poder medir de forma directa la potencia con la que estás pedaleando, se puede conocer con mucha precisión cuál es el consumo de energía que estás teniendo.

Para que lo veas claramente, imagina que terminas de subir un puerto y comienzas la bajada, pero sin pedalear. Las pulsaciones estarán todavía altas porque el esfuerzo es aún muy reciente, pero te estás dejando caer por una cuesta sin ningún esfuerzo (y poco consumo de energía). Con los métodos de cálculo vistos anteriormente el dispositivo contabilizaría consumo de calorías por la elevada frecuencia cardíaca.  Pero al poder valorar la potencia con la que estás pedaleando (que en este caso es 0), no te asignará gasto calórico cuando éste no existe.

Es la forma más exacta que existe de medir el consumo de energía sin entrar en laboratorio. Pero tiene dos problemas: un medidor de potencia no es barato, y su uso sólo está contemplado en ciclismo. Aunque hay medición de potencia en carrera (Stryd), es una tecnología demasiado nueva como para poder valorar correctamente los resultados obtenidos.

Metabolismo basal

Por último no hay que olvidar que las pulseras de actividad no sólo contabilizan las calorías que consumimos mientras nos ejercitamos, sino que también tendrán en cuenta el metabolismo basal. Es decir, el mínimo de energía que necesitamos para permanecer con vida. Porque aunque pienses que no, estar tirado en el sofá viendo la tele también tiene un gasto de energía, ya que aunque tú estés siendo tremendamente vago todo tu cuerpo está en plena actividad (respirando, órganos funcionando, etc).

Depende de multitud de factores: sexo, talla, edad, peso, masa muscular… Así que cuando veas en la pantalla de tu dispositivo o en el resumen de tu actividad diaria que has consumido un total de 2.000 calorías sin haberte levantado de la cama, no te extrañes. Simplemente es que estás vivo.

El caso práctico

Ya sabes que una imagen vale más que mil palabras (y ya he superado esas 1.000 palabras, va siendo hora de poner imágenes). Vamos a un caso práctico donde podrás ver que el cálculo de calorías es de todo menos exacto y depende, principalmente, de la cantidad de datos que podamos facilitar. Una carrera de trail de larga duración y muchos metros acumulados.

Tenemos dos unidades de Suunto y una unidad de Garmin. Los tres relojes usan el algoritmo de estimación de consumo de calorías de Firstbeat. Con los tres he realizado la misma actividad y los parámetros de altura y peso configurados en los perfiles son los mismos (bueno, tengo 700 gramos de diferencia entre el perfil de Suunto y el perfil de Garmin). Uno de ellos sin datos de frecuencia cardíaca y los otros dos usando un sólo sensor de pulso ANT+/Bluetooth (por lo que la frecuencia cardíaca registrada es exactamente la misma). Y por si el algoritmo tuviera en cuenta también las pendientes, los dos relojes que están emparejados con el sensor de pulso tienen altímetro barométrico, por lo que el perfil de subida y bajada es también idéntico. Las distancias medidas por GPS también son prácticamente idénticas, variando entre 15,38 km el que más corto ha quedado y 15,61 km en el modelo que más distancia ha medido.

Así pues, en papeles tenemos igualdad absoluta. Y si la estimación de calorías fuese una ciencia exacta el resultado debería ser el mismo en los tres casos, con diferencias mínimas. Pues aquí puedes ver el resultado.

En primer lugar, el Suunto Ambit3 Sport (color azul) contabiliza sólo 1.335 calorías, muy lejos de los otros dos. El motivo es sencillo, no está conectado al sensor de frecuencia cardíaca, por lo que no puede introducir la variable del esfuerzo en la ecuación. Por tanto está claro que la pendiente o el perfil de altitud no se ha usado para nada y simplemente ha hecho «la cuenta de la vieja»: X distancia a Y ritmo equivalen a Z calorías. Pues ya está, cálculo terminado así que apaga y vámonos.

Pero si me has seguido hasta aquí en todo lo que he explicado, ya sabrás que la estimación es mucho más compleja. Sin datos de frecuencia cardíaca, más que estimación, es una mera suposición. Pero aún nos quedan dos relojes que en teoría utilizan el mismo algoritmo y han contabilizado los mismos datos, pero hay una diferencia importante de un 15% aproximadamente. ¿Por qué? Se me ocurren dos motivos:

• El sensor de pulso utilizado es Stryd, por lo que también incluye datos de potencia. Medido de forma indirecta y estimada, pero potencia en definitiva. Por tanto es posible que el Suunto esté usando esos datos por encima de la frecuencia cardíaca media.
• Mi tiempo entrenando con el Fenix 3 ha sido mucho más prolongado que con el Ambit 3 Vertical, por lo que la estimación de consumo de oxígeno que hace está cimentada sobre muchos más entrenamientos que en el caso del Ambit3 Vertical.

Y como curiosidad, al sincronizar la actividad con Strava no utiliza los datos registrados sino que utiliza su propio algoritmo, dando un total de 2.421 calorías consumidas en esa actividad.

¿Y a quién debemos creer? Evidentemente, no a los datos del Ambit3 Sport, pues sin datos de frecuencia cardíaca no tiene ningún tipo de información del esfuerzo necesitado para recorrer la distancia. De los otros dos resultados (tres, si contamos el de Strava) lo podríamos echar a suertes, porque sinceramente, no hay posibilidad de saber cuál es el que acierta en su estimación.

Resumen

Como ves hay multitud de formas de calcular las calorías consumidas, y la precisión en el cálculo dependerá principalmente del número de variables que el dispositivo pueda tener en cuenta. Aunque por encima de todo, depende de quién haya desarrollado el algoritmo de cálculo.

Por ejemplo hay muchas aplicaciones de móvil que ofrecen prestaciones parecidas a aquellas de las pulseras de actividad, basando su cálculo en el acelerómetro interno de tu smartphone. Pero sin saber quién ha desarrollado la ecuación y de dónde provienen los datos, tampoco podemos fiarnos demasiado.

Todo el que se preocupa por el número de calorías que está consumiendo lo hace por compensar su alimentación. Lo más habitual es que lo hagamos por perder peso con una dieta, pero hay muchos otros deportistas para los que precisamente esa pérdida de peso es lo que quieren evitar. Y no sólo eso, sino también introducir al organismo las calorías que estás consumiendo en una competición o entrenamiento de larga duración, más allá de llegar al próximo avituallamiento y atiborrarte de todo lo que pilles a mano.

Así que es importante que sea cual sea tu caso, sepas de dónde provienen esas calorías que tu dispositivo dice que has consumido y puedas valorar de forma global si debes creer lo que ves en la pantalla y ajustar tu nutrición en base a esos datos.

¡Gracias por leer!