Cuantificación de la Carga de Entrenamiento

Habitualmente los entrenadores y atletas utilizan métricas para valorar la carga de entrenamiento con la intención, explícita o implícita, de obtener una relación con el rendimiento deportivo.

Una primera opción es calcular las horas de entrenamiento, el inconveniente con esta medida es que no tiene en cuenta la intensidad: es muy diferente un trote suave de 40’ que correr 40’ a ritmo de media maratón por ejemplo.

Una opción muy utilizada es computar la distancia recorrida, debido a que Distancia = Tiempo * Velocidad esta medida tiene en cuenta la intensidad (a través de la velocidad) pero tiene algunos problemas evidentes:

• La intensidad interviene en forma lineal y se sabe que los efectos fisiológicos del entrenamiento no tienen una relación lineal con la intensidad, es fácil apreciar esto comparando el stress que nos produce correr 10km a ritmo suave y 10km a ritmo de carrera: la diferencia es sustancial.
• La velocidad está relacionada con la intensidad pero no siempre es una medida confiable, especialmente en el ciclismo (pensemos en la fuerte dependencia del viento, pendientes, etc.) y también en la carrera por terrenos no completamente llanos.
• La falta de una relación con la capacidad individual: evidentemente es una carga de entrenamiento bastante diferente correr 160km por semana para un corredor profesional a un ritmo promedio de 3:45min/km (digamos 10hs de entrenamiento) que para un amateur a 5min/km (mas de 13hs de entrenamiento).

La utilización de modelos matemáticos que intentan analizar la respuesta al entrenamiento y su relación con el rendimiento deportivo en forma cuantitativa ha motivado el desarrollo de nuevas métricas que intentan resolver las limitaciones planteadas.

Un ejemplo de estos modelos son los de tipo impulso-respuesta, es decir donde un estímulo aplicado a un sistema produce una respuesta determinada, en nuestro caso el estímulo es la carga de entrenamiento y nuestro “sistema” es el atleta, la respuesta es el efecto positivo o negativo que esa carga de entrenamiento tiene sobre el rendimiento de nuestro atleta, el trabajo inicial sobre este tema es el de Banister EW, Calvert TW, Savage MV. A systems model of training for athletic performance (ver Modelo Impulso Respuesta):


Una de las aplicaciones de este modelo es el estudio del proceso de Taper o Puesta a Punto.

Métodos para cuantificar la carga de entrenamiento

Vamos a comentar 4 métodos diferentes utilizando material de una presentación del Dr. A. Coggan:

1. Session RPE (S-RPE)
2. Training Impulse (TRIMP)
3. Excess Post Exercise Oxigen Consumption (EPOC)
4. Training Stress Score (TSS)

Session RPE (S-RPE)

Este método fue propuesto por Foster et al. en 1995 (A New Approach to Monitoring Exercise Training), es un método subjetivo basado en el esfuerzo percibido (respuesta).
Para determinar la intensidad de la sesión los atletas deben responder una vez finalizada la sesión (entre 15 y 30 minutos después), a una pregunta simple: ¿Cómo fué tu entrenamiento?
La valoración se realiza mediante una Tabla modificada de Percepción Subjetiva del Esfuerzo (RPE):


Tabla modificada de Percepción Subjetiva del Esfuerzo (RPE) utilizada para que los atletas valoren su percepción de la intensidad en cada sesión de entrenamiento.
El valor que representa la magnitud de la carga de entrenamiento de cada sesión (S-RPE) se obtiene de la multiplicación del valor de la escala del esfuerzo percibido RPE, por el tiempo de duración de la sesión (en minutos):

S-RPE = duración (min) x RPE (según tabla anterior)

Ventajas:
1) Es muy simple de calcular
2) Se puede utilizar con casi todos los deportes y no requiere equipamiento especial
3) Tiene una Buena correlación con mediciones objetivas del esfuerzo (“If it feels hard, it is hard”)

Desventajas:
1) Las evaluaciones son subjetivas por definición
2) Se presentan inconsistencias en las evaluaciones de diferentes atletas
3) Se presentan inconsistencias en las evaluaciones del mismo atleta (CV = 14%)

Training impulse (TRIMP)

Este método fue propuesto originalmente por Banister et al. in 1975 (A systems model of training for athletic performance) y se ha utilizado con diferentes variantes para una gran cantidad de estudios con triatletas como por ej. Modelling the transfers of training effects on performance in elite triathletes, del que tomamos la formulación siguiente.
Es un método objetivo basado en la respuesta de frecuencia cardíaca, se calcula como la duración (en minutos) multiplicada por un factor de intensidad cuya definición es diferente para varones y mujeres:

TRIMP = duration (min) x (factorA x RFC x exp(factorB x RFC))
Donde
RFC = (FC promedio – FC reposo) / (FC máxima – FC reposo)
factorA=0,86 y factorB=1,67 para mujeres
factorA=0,64 y factorB=1,92 para varones

Ventajas
1) Es relativamente simple de calcular
2) Solo requiere un monitor de frecuencia cardíaca
3) Se ha utilizado con éxito en numerosos estudios científicos relacionando la carga de entrenamiento con el rendimiento.

Desventajas
1) La frecuencia cardíaca puede variar debido a factores no directamente relacionados con la intensidad del entrenamiento (ej. Falta de sueño, ansiedad, etc.)
2) Se dificulta la utilización en la natación debido a problemas prácticos con la medición de la FC
3) No otorga una valoración adicional por esfuerzos a intensidades supra-máximas, es decir intensidades que requerirían >100% of HRmax/VO2max

Excess Post Exercise Oxigen Consumption (EPOC)

Este método fue propuesto por Rusko et al. en 2003 (Pre-prediction of EPOC: A tool for monitoring fatigue accumulation during exercise), es un método objetivo basado en la respuesta de frecuencia cardíaca, se calcula como:

EPOC(t) = f(EPOC(t-1), % of VO2max, ∆t)

El software que realiza estos cálculos fue desarrollado por Firstbeat Technologies Ltd., ver EPOC Based Training Effect Assessment

Ventajas:
1) Este método tiene una ventaja teórica: está basado en un mecanismo de respuesta fisiológica del propio cuerpo humano (EPOC: el consumo de oxígeno se mantiene elevado por sobre el nivel de reposo en el período pos-ejercicio) para cuantificar el stress del entrenamiento.

Desventajas
1) El cálculo es complejo y requiere software propietario.
2) La exactitud en la predicción del EPOC verdadero es apenas moderada (R2 = 0.79) aún para ejercicios continuos.
3) La exactitud solo está verificada para duraciones cortas
4) Aplican las mimas limitaciones referidas al uso de FC que en el caso anterior.

Training stress score (TSS)

Este método fue propuesto por A. Coggan en 2002 para ser utilizado en el ciclismo (ver Normalized power, Intensity Factor (IF), and Training Stress Score (TSS)), es un método objetivo basado en el estímulo (medición de potencia), se calcula como:

TSS = duración (h) x IF^2 x 100
donde IF (Factor de Intensidad) = Potencia Normalizada / Potencia al Umbral Funcional

La potencia normalizada es una estimación de la potencia que un atleta podría mantener al mismo “costo” fisiológico si la potencia fuera estrictamente constante (ej. en un ergómetro) en lugar de altamente variable como es en el ciclismo.

Cálculo de la potencia normalizada (ver Potencia Normalizada: NP y xPower):
1) Filtrar la potencia instantánea utilizando un promedio móvil de 30 segundos para tomar en cuenta la dependencia temporal de la respuesta fisiológica al ejercicio.
2) Elevar los valor obtenidos en el paso anterior a la 4ta potencia para tomar en cuenta la naturaleza no-lineal de la respuesta fisiológica al ejercicio.
3) Promediar los valores del paso anterior
4) Tomar raíz cuarta del valor obtenido en el paso anterior para revertir lo hecho en el paso 2).

Ventajas:
1) Relativamente simple de calcular
2) Basado en una medida directa del estímulo aplicado, no en una respuesta al estímulo que puede estar afectada por otros factores.
3) Otorga crédito adicional a los esfuerzos supra-máximos, es decir aquellos que requerirían >100% of HRmax/VO2max

Desventajas:
1) Diseñado para ser usado en deportes donde la potencia puede ser medida con cierta facilidad (ej. ciclismo)
2) Su validez no ha sido probada en trabajos científicos publicados.

Actualmente existen extensiones de este método que aplican a la natación (Ver SwimScore en este mismo Blog) y la carrera (rTSS y GOVSS, ver GOVSS y xPace: Métricas para la Carrera de Fondo).
En el caso de rTSS el Dr. Stephen McGregor ha definido la noción de Normalized Grade Pace (NGP) como un ritmo ajustado para reflejar el impacto fisiológico de los cambios de intensidad y pendiente del terreno a partir de datos obtenidos por dispositivos de medición de ritmo y distancia basados en tecnología GPS (ej. Garmin 205/305/405) o acelerómetros con altímetros barométricos (ej. Polar RS800SD). El factor de intensidad en este caso es el cociente entre este ritmo normalizado y el ritmo al Umbral Funcional.
La noción equivalente al NGP utilizando GOVSS se denomina xPace.

El software WKO+ implementa estas métricas (TSS y rTSS) con soporte para múltiples dispositivos de medición, mientras que GoldenCheetah implementa TRIMP, SessionRPE, TSS y GOVSS.

Comparación

Por un lado podemos ver que todos los métodos considerados le dan el mismo tratamiento al volumen de la sesión: el valor calculado es proporcional a la duración de la sesión:
Por otro lado podemos ver que difieren en el tratamiento de la intensidad, en el siguiente gráfico elaborado por el Dr. A.Coggan podemos ver la valoración relativa:

Es interesante observar que el método en principio mas objetivo (basado en una valoración del propio estímulo) es el que mejor “sigue” al mas subjetivo (basado en la percepción subjetiva del atleta).

Finalmente es bueno comentar que el modelo de impulso-respuesta, sobre el que volveremos en otro artículo, es relativamente robusto respecto a la utilización de cualquiera de estas métricas y provee resultados similares en todos los casos.

Con la planilla ModeloEntrenamiento.xls se pueden realizar cálculos con algunos de estos métodos y el modelo de impulso-respuesta, ver el artículo Modelo Gráfico Simplificado (PMC) para más detalles.