Estimación del impacto de subidas y bajadas en el ritmo de carrera (GAP)

Velocidad de carrera en rutas con desnivel

Cuando se corre en una ruta con desnivel, la velocidad media puede ser significativamente diferente en comparación con rutas llanas. Se sabe, de hecho, que la disminución del ritmo de carrera en subida solo se compensa parcialmente con la mayor velocidad en bajada. Como resultado, una ruta con cantidades iguales de subida y bajada generalmente se completa en más tiempo que una ruta plana de la misma distancia.

Pero, ¿cómo podemos calcular esta diferencia y qué factores influyen en ella?

El desafío de estimar la velocidad en rutas con desnivel

Calcular la velocidad de carrera en una ruta con desnivel frente a una llana es un problema complejo, ya que depende de varios factores, entre ellos:
- el nivel de forma física del corredor: niveles de forma física más altos pueden llevar a una mejor adaptación a los cambios de altitud;
- la pendiente de la ruta: pendientes o descensos más pronunciados tienen un efecto más marcado en el ritmo;
- la distribución de las subidas y bajadas: el orden y la frecuencia de las colinas pueden alterar el ritmo general;
- la superficie de carrera: un terreno irregular, mojado o resbaladizo puede ralentizar aún más a un corredor.

Para estimar la variación en la velocidad causada por los cambios de elevación, se utilizan algoritmos y modelos para calcular el llamado Ritmo Ajustado por Pendiente (Grade Adjusted Pace, o GAP).

Ritmo Ajustado por Pendiente (GAP) - Métodos de cálculo conocidos

Uno de los modelos más conocidos es la fórmula propuesta por el profesor Minetti en 2002. Este algoritmo explora la relación entre el gasto energético y la inclinación del terreno, proporcionando un método para calcular la velocidad óptima en terrenos inclinados. Sin embargo, el modelo de Minetti es complejo y requiere datos detallados sobre las condiciones del terreno.

Un método de estimación más simple y comúnmente utilizado implica estos pasos:
1) Ajustes en subida: Añadir 15–20 segundos por cada 10 metros de desnivel positivo por cada kilómetro de carrera.
2) Ajustes en bajada: Restar 5–10 segundos por cada 10 metros de desnivel negativo por cada kilómetro de carrera.
Consideremos como ejemplo una ruta de 10 km con 100 metros de desnivel positivo total y 100 metros de desnivel negativo. Si el tiempo de carrera en terreno llano es de 60 minutos (6 minutos/km):
- Para los 100 metros de subida, añade 150–200 segundos.
- Para los 100 metros de bajada, resta 50–100 segundos.
Esto da como resultado un tiempo total ajustado de 60:50 (en el mejor de los casos) a 62:30 (en el peor de los casos). El ritmo correspondiente varía entre 6:05/km y 6:15/km, lo que representa una pérdida de velocidad de 5–15 segundos por kilómetro.

Una variación de este método, sugerida por Jack Daniels (Daniels’ Running Formula), añade 18–24 segundos por cada 10 metros de subida y resta 8–12 segundos por cada 10 metros de bajada.

La principal limitación de estos enfoques es que no tienen en cuenta la inclinación de la pendiente. Las estimaciones se vuelven muy inexactas en pendientes pronunciadas, donde correr es extremadamente ineficiente o imposible.
Para abordar este problema, el algoritmo de Go&Race, que explicaremos a continuación, ofrece una solución más refinada.

El algoritmo de Go&Race basado en perfiles de elevación (Versión 1.0, 2024)

Nuestro método experimental se basa en el análisis del perfil de elevación de una ruta: al leer datos de un archivo .gpx, extraemos información de la pendiente y aplicamos el algoritmo de Go&Race, desarrollado a través de un amplio análisis de sesiones de entrenamiento y carreras. Esencialmente, el algoritmo recalcula la velocidad de carrera a lo largo de la ruta, teniendo en cuenta la pendiente.

Se identifican las siguientes zonas:
- Pendientes de bajada entre -8% y -12%: Estas proporcionan la máxima ventaja posible, con un aumento aproximado del 13% en la velocidad.
- Pendientes de bajada superiores al -12%: La ventaja de la bajada disminuye rápidamente, desapareciendo por completo alrededor de una pendiente del -17%. Más allá de este punto, la velocidad de carrera se vuelve más lenta que en terreno llano.
- Pendientes de subida: La reducción de la velocidad es más pronunciada. Con una pendiente del 10% en subida, la velocidad de carrera disminuye aproximadamente un 45%.
- Debido a la incertidumbre en los datos de elevación y pendiente, no se aplica ninguna corrección para pendientes que oscilan entre -1% y +1%.

Este modelo proporciona una representación más precisa de las variaciones de rendimiento debidas a la pendiente, permitiendo a los corredores y organizadores de carreras predecir y planificar mejor los desafíos relacionados con la elevación.

El índice GNR-GAP

El algoritmo de Go&Race calcula el índice GNR-GAP, un índice que representa el cambio porcentual en la velocidad de un atleta en una ruta con desnivel en comparación con una ruta llana.
Un GNR-GAP de 25 indica un ritmo 25% más lento. Los valores negativos indican un ritmo más rápido y ocurren en el caso de rutas con desnivel negativo.

EJEMPLO 1 - Maratón de Elba, Italia

Comencemos con este primer ejemplo usando el perfil de elevación del Maratón de Elba, una carrera de 42.2 km que se celebra en mayo en la Toscana en un impresionante recorrido panorámico con vistas al mar. Según los datos del recorrido de 2024, la carrera se caracteriza por numerosas colinas onduladas, con una elevación mínima de 0 metros sobre el nivel del mar y un máximo de 90 metros, totalizando aproximadamente 530 metros de ascenso y descenso.

Los siguientes gráficos muestran el perfil de elevación y el gradiente de pendiente del recorrido.

Usando nuestro algoritmo, estimamos un ritmo un 4.5% más lento que en un recorrido llano.
Por ejemplo, si un corredor es capaz de completar un maratón llano a un ritmo de 5'00"/km (8'03"/mi), equivalente a un tiempo final de 3h30'58", el tiempo final estimado ajustado sería de 3h40'27". El ritmo medio recalculado (GAP) aumenta a 5'13"/km (8'25"/mi), lo que significa que el ritmo se ralentiza en 0'13"/km (+0'22"/mi).

Una tabla a continuación proporciona estimaciones para varios otros ritmos.

EJEMPLO 2 – Pikes Peak Marathon, Estados Unidos

En este segundo ejemplo, probamos a fondo el algoritmo de Go&Race usando los datos de elevación del Pikes Peak Marathon, una carrera de 42.2 km que se celebra en Colorado, Estados Unidos.
El perfil del recorrido de 2024 revela una ruta desafiante: la primera mitad consiste enteramente en una subida, llevando a los corredores desde una altitud de aproximadamente 1920 m a 4280 m, seguida de un descenso por el mismo camino. El desnivel total positivo y negativo asciende a 2360 m.
Este maratón se corre en un sendero compuesto principalmente de tierra y grava, lo que inherentemente ralentiza el ritmo en comparación con el asfalto. Además, obstáculos como raíces y salientes rocosos están presentes, complicando aún más el recorrido. Estos elementos no se tienen en cuenta en nuestro algoritmo, por lo que se debería añadir tiempo adicional a la estimación dependiendo de la habilidad técnica del corredor para manejar dicho terreno.

Los gráficos a continuación muestran el perfil de elevación y los gradientes de pendiente del recorrido.

Considerando estos factores, y observando que el algoritmo evalúa exclusivamente el impacto del perfil de elevación, los resultados indican que el ritmo medio en este recorrido será AL MENOS un 35.6% más lento que en un recorrido llano. Por ejemplo, un corredor capaz de completar un maratón llano a un ritmo de 5'00"/km (8'03"/mi), con un tiempo final de 3h30'58", tendría un tiempo estimado de 4h46'05" en este recorrido.
El ritmo medio recalculado (GAP) aumentaría a 6'47"/km (10'55"/mi), representando una ralentización de 1'47"/km (+2'52"/mi).

Los resultados serían más precisos para un recorrido pavimentado y menos técnico. Para ofrecer una visión más completa de las expectativas de rendimiento en esta ruta desafiante, incluimos una tabla con estimaciones para otros ritmos.

EJEMPLO 3 - Maratón de Loch Ness, Escocia

Como último ejemplo, analizamos el perfil de elevación del Maratón de Loch Ness, una carrera de 42.2 km que se celebra en septiembre en Escocia. Este recorrido es notable por su perfil neto en descenso. Basado en los datos de 2024, la carrera comienza a una elevación de 265 metros y termina al nivel del mar. El desnivel total incluye aproximadamente 30 metros de ascenso y casi 300 metros de descenso.

Los gráficos a continuación muestran el perfil de elevación y los gradientes de pendiente del recorrido.

El perfil de elevación indica que la ventaja del descenso disminuye después de aproximadamente 16 km. En general, el algoritmo estima una ganancia de rendimiento del 1.8% en comparación con un recorrido llano. Por ejemplo, un corredor capaz de completar un maratón llano a 5'00"/km (8'03"/mi), con un tiempo final de 3h30'58", tendría un tiempo final estimado de 3h27'10" en este recorrido. El ritmo medio recalculado (GAP) disminuiría a 4'55"/km (7'54"/mi), haciéndolo 0'05"/km (-0'09"/mi) más rápido.

La tabla a continuación proporciona estimaciones de rendimiento para otros rangos de ritmo, ofreciendo una visión más completa de los tiempos esperados en esta ruta.

Análisis de Ruta - Sube tu archivo GPX

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