Potencia: una métrica de carga externa sobre el agua

En el ciclismo de ruta, la potencia mecánica se registra desde finales de la década de 1980, cuando salió al mercado el primer potenciómetro comercial con el sistema SRM (Schoberer Rad Messtechnik). Estos dispositivos utilizan galgas extensométricas en el eje de la biela, en el brazo de la biela o en el pedal para cuantificar continuamente la carga mecánica externa durante el entrenamiento y la competición. De este modo, proporcionan una medida directa del rendimiento mecánico que antes, sencillamente, no estaba disponible. En las décadas siguientes, la medición de la potencia se consolidó en todas las disciplinas, desde el ciclismo de ruta y pista hasta el ciclismo de montaña, revolucionando la forma en que se gestiona y monitoriza el entrenamiento. El principio fundamental es simple: la potencia cuantifica el trabajo mecánico realmente realizado, mientras que la frecuencia cardíaca solo refleja el coste fisiológico de ese trabajo (Allen & Coggan, 2010; Leo et al., 2022). En el piragüismo en aguas tranquilas (canoe sprint), se carecía hasta ahora de un método comparable y aplicable en condiciones reales. Este artículo esboza cómo un enfoque basado en la cinemática y montado en el casco de la embarcación puede cerrar esta brecha, y cómo los datos obtenidos pueden integrarse en un concepto fisiológico consolidado.

Desde el punto de vista físico, la potencia mecánica describe el trabajo realizado por unidad de tiempo. Sin embargo, en una embarcación, solo una fracción de la energía metabólica convertida en el metabolismo del sustrato se transforma realmente en trabajo mecánico. La relación entre este trabajo mecánico realizado y la energía metabólica empleada define la eficiencia bruta del atleta. La energía mecánica que finalmente llega al sistema sirve para vencer la resistencia hidrodinámica y acelerar la masa combinada del deportista y la embarcación.

Hasta ahora, los entrenadores y atletas de piragüismo en aguas tranquilas se han basado principalmente en la velocidad de la embarcación registrada por GPS, combinada con los valores de frecuencia cardíaca y lactato en sangre, para controlar el rendimiento. Sin embargo, cada una de estas variables presenta limitaciones específicas que dificultan la regulación precisa de la intensidad del entrenamiento. La velocidad de la embarcación es simplemente el resultado del esfuerzo y se ve fuertemente afectada por condiciones externas como el viento o la corriente. Por lo tanto, una velocidad determinada no se corresponde necesariamente con un esfuerzo mecánico fijo. La frecuencia cardíaca reacciona con un retraso fisiológico ante los cambios en la potencia mecánica y experimenta una deriva cardiovascular durante esfuerzos prolongados o bajo estrés por calor. Además, se ve influenciada por factores totalmente independientes del rendimiento realizado, como la temperatura ambiente, el estado de hidratación o el consumo de estimulantes como la cafeína (Achten & Jeukendrup, 2003). Por su parte, la medición del lactato en sangre proporciona información valiosa sobre el estado metabólico, pero es invasiva y, en lugar de una señal continua, solo ofrece instantáneas puntuales y retardadas en el tiempo. Asimismo, las concentraciones medidas dependen en gran medida del protocolo de prueba elegido y de la duración de las etapas de carga (Heck et al., 2022).

Estas limitaciones se ven agravadas por un problema fundamental en la definición de las intensidades de entrenamiento. Estudios recientes han cuestionado críticamente diversos métodos de control de la intensidad y han evaluado su validez de constructo en función de su fiabilidad para provocar respuestas fisiológicas consistentes en diferentes rangos de intensidad (Jamnick et al., 2020). Estas respuestas incluyen, por ejemplo, la cinética del consumo de oxígeno o los niveles de lactato en sangre, que se asignan a zonas de intensidad específicas. La investigación demuestra claramente que calcular la intensidad como un porcentaje fijo de un valor máximo, como el consumo máximo de oxígeno (VO2max), la frecuencia cardíaca máxima o la potencia máxima, apenas es adecuado para desencadenar respuestas fisiológicas homogéneas en diferentes individuos. Por ejemplo, en un estudio, el entrenamiento al 80 % de la frecuencia cardíaca máxima provocó que 17 de los 31 participantes entrenaran por encima de su umbral ventilatorio, mientras que el resto se mantuvo por debajo. Por lo tanto, la misma intensidad relativa exacta correspondió a zonas de carga fisiológica completamente diferentes en distintos atletas. Además, estos porcentajes fijos presentan una enorme dispersión en comparación con los marcadores fisiológicos reales. La potencia crítica (Critical Power), por ejemplo, puede oscilar entre el 60 % y el 95 % del VO2max en diferentes personas (Jamnick et al., 2020). Entre los métodos analizados, la potencia crítica y la velocidad crítica (Critical Velocity) mostraron el mayor nivel de evidencia a la hora de determinar con precisión el límite entre la zona de intensidad pesada (heavy) y severa (severe). Este límite marca la transición crítica de un esfuerzo que aún es sostenible en equilibrio fisiológico (steady-state) a un estado en el que la fatiga aumenta rápidamente y la interrupción del ejercicio se vuelve inevitable (ver Figura 2). Es precisamente aquí donde radica el valor añadido central de un sistema de medición de la carga externa. Dado que la potencia permite vincular la intensidad del entrenamiento directamente a un umbral fisiológico en lugar de a un porcentaje rígido de un valor máximo, el estímulo de entrenamiento aplicado se vuelve mucho más comparable entre diferentes atletas. Esto garantiza que un grupo de entrenamiento que complete un intervalo a un porcentaje de umbral definido experimente colectivamente el esfuerzo fisiológico previsto.

Medición de la potencia de propulsión a partir de la aceleración de la embarcación

La medición de la potencia mediante galgas extensométricas, plenamente consolidada en el ciclismo, es difícil de trasladar a la práctica en una pala de piragüismo en aguas tranquilas. La integración de estos sensores altera la distribución de la masa y la dinámica de oscilación de la pala, dificulta el intercambio flexible entre diferentes atletas y requiere calibraciones adicionales, como colgar pesos estáticos antes del entrenamiento. En su lugar, el novedoso sensor PaddlePulse utiliza un enfoque cinemático que se aplica directamente sobre el casco de la embarcación. En los deportes acuáticos que dependen de impulsos de propulsión discretos, la embarcación alterna constantemente entre una aceleración durante la fase de tracción (ada) y una desaceleración en la fase de planeo o deslizamiento. Un sensor de aceleración de alta frecuencia registra este perfil de movimiento de forma continua. Dado que la masa total de la embarcación y del atleta es conocida y prácticamente constante, a partir de ella se pueden calcular las fuerzas subyacentes.

En la fase de planeo, la embarcación se ve frenada principalmente por la resistencia hidrodinámica. Si se asume esta resistencia del agua como la fuerza de frenado dominante, se puede calcular a partir del producto de la masa del sistema por la desaceleración medida. Posteriormente, la fuerza de propulsión instantánea durante la fase activa se obtiene sumando esta resistencia al producto de la masa del sistema por la aceleración medida en la fase de tracción.

Un desafío práctico central al medir la aceleración en el agua es el ruido de la señal provocado por las pequeñas olas y las turbulencias de la superficie. El sensor PaddlePulse resuelve este problema mediante redes neuronales informadas por la física (PINN, por sus siglas en inglés). A diferencia de los modelos de IA basados puramente en datos, estas redes integran las ecuaciones físicas del movimiento como restricciones fijas. Este enfoque ayuda a separar con precisión la señal de propulsión real de las interferencias ambientales y, al mismo tiempo, garantiza que los valores emitidos estén siempre en consonancia con las leyes de la mecánica. El objetivo es generar una señal de potencia estable y continua.

Carga externa e interna: complementarias, no excluyentes

La introducción de la medición de potencia añade una métrica de carga externa al arsenal de herramientas de entrenamiento y transforma la manera en que se pueden combinar el estímulo y la respuesta física. Sin embargo, el objetivo no es en absoluto sustituir la monitorización fisiológica tradicional, sino más bien proporcionarle una referencia objetiva que es sumamente necesaria.

Para comprender mejor las debilidades de las métricas actuales en el piragüismo en aguas tranquilas, merece la pena analizar detalladamente cada señal por separado, partiendo siempre de la premisa de que ninguna de estas variables puede medir directamente el trabajo mecánico realizado. La frecuencia cardíaca sigue siendo, sin duda, una herramienta muy valiosa, ya que constituye una medida no invasiva y continua de la carga cardiovascular sistémica. Sin embargo, es únicamente la reacción a un estímulo y no una medida del estímulo en sí. Reacciona con retraso ante los cambios de potencia mecánica, aumenta en esfuerzos prolongados o bajo condiciones de calor (a pesar de mantener una potencia constante) y se ve influenciada por factores ajenos a la propulsión pura (Achten & Jeukendrup, 2003). Por tanto, el control del entrenamiento basado en porcentajes fijos de frecuencia cardíaca es propenso a errores, ya que un mismo valor relativo puede representar estados metabólicos completamente distintos en diferentes deportistas (Jamnick et al., 2020). Por otra parte, la medición del lactato en sangre aporta información crucial sobre el metabolismo glucolítico. No obstante, solo ofrece instantáneas retrasadas en el tiempo. Además, aunque el lactato se produce en el músculo activo, su concentración en sangre solo se mide tras un determinado tiempo de distribución. Sin un conocimiento exacto de la composición corporal individual (como el agua corporal total y la masa muscular), la interpretación de estos valores absolutos en mmol/l resulta sumamente compleja. Por ello, el entrenamiento basado en umbrales de lactato genéricos con valores de concentración fijos carece de validez fisiológica si estos no se han calibrado de forma individualizada (Heck et al., 2022). La velocidad de la embarcación registrada por GPS refleja únicamente el resultado final del esfuerzo. Dado que se ve fuertemente alterada por el viento, las corrientes y el oleaje, no es adecuada para estandarizar la carga mecánica. Finalmente, la frecuencia de paleo es solo un descriptor cinemático y no una medida del trabajo realizado. Se puede palear a una frecuencia idéntica con una aplicación de fuerza porada totalmente diferente y, por lo tanto, con una potencia mecánica variable. Analizada de forma aislada y sin la pieza clave de la potencia mecánica, cada una de estas variables ofrece solo una imagen incompleta de la intensidad real con la que trabaja un atleta y de si su rendimiento mecánico evoluciona a lo largo del tiempo.

La consecuencia lógica: si el entrenamiento se controla casi exclusivamente a través de la respuesta fisiológica, los atletas y entrenadores carecen de un baremo objetivo para medir el progreso mecánico. Al depender únicamente de las reacciones corporales, no queda claro si realmente se está aplicando más energía mecánica para acelerar la embarcación. Por otro lado, si solo se observa la velocidad de la embarcación, el viento a favor o la corriente pueden sugerir erróneamente una mejora en el estado de forma. La potencia mecánica proporciona aquí la variable de referencia externa decisiva que hasta ahora faltaba. En lugar de limitarse a prescribir una zona de frecuencia cardíaca esperando que el rendimiento mecánico sea el adecuado, el entrenador ahora puede establecer objetivos mecánicos exactos y monitorizar específicamente la respuesta fisiológica individual a los mismos. Al combinar las métricas internas y externas, se crea un sistema de control sumamente robusto. La carga externa define con precisión la exigencia mecánica, mientras que las métricas internas muestran el coste fisiológico exacto para cumplir con dicha exigencia. Las pautas de entrenamiento ahora pueden incluir una potencia objetivo (en vatios) y un trabajo mecánico total exacto (en kilojulios). Con esta carga externa fija, se pueden analizar los valores de frecuencia cardíaca y lactato para, por ejemplo, detectar la deriva cardiovascular o asegurarse de que se ha alcanzado la zona de entrenamiento correcta. La investigación confirma que vincular las sesiones de alta intensidad a un umbral mecánico (en lugar de a valores máximos relativos) reduce notablemente la dispersión de las respuestas fisiológicas dentro de un grupo de entrenamiento (Meyler et al., 2023; Muniz Pumares et al., 2025). Específicamente para el rango de alta intensidad, se ha demostrado que el control relativo a la potencia crítica (Critical Power) genera una tolerancia a la carga mucho más consistente y menos variaciones interindividuales en las respuestas fisiológicas que el uso de los porcentajes clásicos basados en valores máximos (Meyler et al., 2023). Por lo tanto, si bajo condiciones estandarizadas y tras unas semanas de entrenamiento, un atleta genera más potencia de propulsión manteniendo la misma respuesta fisiológica, esto constituye la prueba irrefutable de una mejora real del rendimiento (ver Figura 4).

Además de la potencia, el sensor PaddlePulse registra continuamente la frecuencia de paleo, lo que elimina la necesidad de cronometrar manualmente y de forma imprecisa cada ciclo. La combinación de datos continuos de potencia y frecuencia permite analizar al detalle la estrategia mecánica que hay detrás de la propulsión generada; por ejemplo, si un atleta obtiene su velocidad a partir de una gran fuerza por cadaada o mediante una frecuencia de paleo elevada. Estos conjuntos de datos objetivos constituyen la base para un seguimiento continuo de la evolución física, un control del ritmo (pacing) de alta precisión en los intervalos y un análisis retrospectivo detallado de las regatas.

Referencias