Calcolo potenza istantanea e calorie bruciate (da gpx)

  • Cannondale presenta la nuova Scalpel, la sua bici biammortizzata da cross country che adesso ha 120 millimetri di escursione anteriore e posteriore in tutte le sue versioni. Sembra che sia cambiato poco, a prima vista, ma sono i dettagli che fanno la differenza e che rendono questa Scalpel 2024 nettamente più performante del modello precedente.
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Happykiller

Biker pazzescus
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Ciao,
Vorrei quantificare l'effettivo consumo calorico, perché vorrei calcolare meglio la relazione tra la VAM e potenza in mtb per capire più o meno quante calorie brucio durante i miei giri.

Ultimamente ho dei ritmi in salita che mi sorprendono, quindi sono diventato molto curioso.
Faccio freeride old style, quindi mi porto per 2-3000m di salita il casco integrale, pettorina completa da DH, ginocchiere lunghe, zainone con paraschiena e con tutti i ricambi, kiway, paninazzi, acqua, mela, torrone, reflex, ecc.

I calcoli per la bici da corsa sono assolutamente inaffidabili, perché quelli sono fatti per bici leggere, gomme strette e durissime, asfalto, posizione aerodinamica, niente zaino, eccetera. Insomma tutti i coefficienti d'attrito sono falsati.

Ho recuperato un po' di formule per il calcolo della potenza in funzione della pendenza, peso, velocità, attrito volvente, coefficiente aerodinamico, densità dell'aria, area della sagoma frontale.

Ho trasformato in tabella il file gpx e voglio calcolare la potenza istantanea per ogni segmento, in modo che il valore finale sia preciso e ponderato sulle fatiche di ogni tratto, con le differenti pendenze (e superfici).

Ho bisogno di omogenizzare la linea dei grafici, per correggere i piccoli errori del gps (il software lo fa già, ma la traccia gps invece è spuria... e in excel posso importare solo quella); devo trovare la funzione statistica che spiani il "tremolio" della linea dell'altezza. Tempo, velocità e distanza sono ragionevoli, precisi, per cui, una volta sistemata l'altimetria, tutto torna.

Di fatto quando si percorre un sentiero esposto, basta un errore di un metro a destra o sinistra, che il dislivello più variare di decine di metri. Idem per strade nei boschi o con scarsa copertura satellitare, un errore di rilevamento di 5m può corrispondere ad altimetrie alterate di qualche metro, con un corrispondente grafico (spurio) molto tremolante.

Oruxmap restituisce dei grafici già corretti, salvo qualche piccola anomalia evidente, ma non permette di esportare dei dati filtrati.
Con excel vorrei proprio ritrovare questi bei grafici, con la possibilità di correggere puntualmente quei piccoli errori.
20170711045910-16219-profile.png


Quindi ho bisogno di:
- trovare la giusta funzione statistica per correggere i valori dell'altitudine
(media ponderata? scarto quadratico? help!);
- trovare plausibili coefficienti d'attrito delle gommazze
(considero la stessa delle bdc?);
- trovare un coefficiente aerodinamico idoneo;
- stimare l'area frontale.
Potrei cercare quella di un cavallo per ora... sono un metro e 93, integrale appeso allo zaino tipo parapendio, Specialized Enduro 29" XL, manubrio da 780mm, maglia e pantaloncini da freeride... il cx di un cavallo è forse migliore del mio. Ihih.
- come considerare l'energia spesa durante il portage (8kg di zaino e protezioni più 15kg di bici).
- eventualmente come calcolare l'energia spesa in discesa su sentieri impegnativi (pietraie, nosepress, ollate, ecc);

Dovrei inserire anche cadenza e battiti (dati che non ho) per calibrare ancora meglio le statistiche, ma per ora mi farebbe già piacere trovare una stima con questi dati che possiedo.

Mi aiutate, per favore?


Se mi date una mano, poi condivido il foglio excel e potete sbizzarrirvi importando i vostri file gpx. :-)


Domande extra:
Le condizioni climatiche come influiscono?
Quando fa freddissimo, l'incremento di energia spesa per non congelare, come si può quantificare?
Quando fa un caldo afoso, si fa una fatica doppia, ma si brucia di più o è solo una difficoltà a disperdere il calore, quindi si ha un lavoro inefficiente? ciò influisce solo sul consumo d'acqua o anche quello calorico?
E la quota? si può dare un coefficiente maggiorativo al consumo energetico in proporzione alla densità dell'aria?
 

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Somis

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Se ho capito bene vorresti stimare calorie e potenza considerando un'infinita serie di parametri, pretendendo di avere un risultato più o meno affidabile, ma non disponendo né di fascia cardio, né di misuratore di potenza, né di un altimetro barometrico?
 

Happykiller

Biker pazzescus
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altimetro barometrico sì, ma per check, non nel gps.
Mai usato il gps. Ho le mappe cartacee e l'altimetro sull'orologio. Mi basta.

Non mi è mai fregato niente dei tempi, calorie, battiti...
Ultimamente vado incredibilmente forte in salita, nonostante il carico enorme che mi porto sempre dietro. Poi ho una fame ovviamente esagerata.
Volevo quantificare la fame e ho cercato come: tanti calcoli semplificati passano per pochi parametri che danno una potenza e dalla potenza passano alle calorie consumate.
Vorrei raffinare un pochino questi calcoli, che sembrano validi solamente per le bdc.

Se poi riesco a fare un valido foglio excel con anche frequenza e cadenza, io metterò dei valori contati a mano e chi è tecnologico, metterà i valori registrati.
 

doghy

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diciamo che mi ricorda tanto un progetto di esame dove avevamo centinaia di righe di codice di formule, ma il parametro iniziale alla fine veniva stimato a "occhio" variando il risultato finale anche di un ordine 10
 
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MSpedy

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Per ridurre il rumore su un segnale ci sono diversi metodi...uno è applicare un filtro passa-basso e lì si apre un mondo. Se vuoi implementare qualcosa di semplice cerca "moving average filter"

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maicol61

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Ho provato anche io a fare qualcosa del genere. Il mio scopo era valutare a tavolino la difficoltà che avrei incontrato nel percorrere una traccia a partire dal gpx.
Le variabili in gioco sono innumerevoli e non tutte misurabili. Il vento per esempio: non è costante né in intensità né in direzione e per me che devo farmi 20 km di asfalto prima di trovare i primi rilievi non è una variabile da trascurare.
Come ben dice @doghy è inutile essere precisi su tante variabili se poi per altre bisogna andare "ad occhio".
Quindi, per i miei scopi, pensai di risolvere la problematica filosoficamente: non mi interessa il valore preciso di energia speso in un determinato percorso ma mi interessa, a parità di condizioni, "di quanto un percorso è più faticoso di un altro".
Usai le formule e i parametri che puoi trovare qui:
http://docplayer.it/10796106-Scienz...ire-la-scienza-la-fisica-e-la-bicicletta.html
Progetto abbandonato ma se trovo nuove idee...
 

Zooropa

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Belluno
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Quindi vorresti se non ho capito male, cercare un sistema per stimare il consumo calorico in modo da reintegrare correttamente? Estremamente interessante e seguo ma solo per la curiosità di come stimare la potenza in salita... così a spanne, mi viene anzitutto da dire che basarsi sulla traccia generata da un telefono sia un abnorme errore di fondo e che stimare l'energia spesa in discesa (tantissima e difficilmente calcolabile, dovresti tipo contare ogni nose press, ogni pompata di braccia e magari dare loro anche un coefficiente di impegno fisico) sia pressoché impossibile. Credo ti convenga rivolgere la tua attenzione sullo studio dell'alimentazione e affinare la sensibilità mentre ti alimenti

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doghy

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bolzano
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La fisica come lo calcola il tuo battito cardiaco?x le calorie solo il monitoraggio del cuore può aiutarti..

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in realta' non proprio, perche' a livello puramente astratto il lavoro ovvero potenza e quindi l energia necessaria e' funzione solo di dislivello km e tempo.
purtroppo poi ci sono gli attriti che complicano, di molto, il calcolo.
il battito e' solo la strada "facile"


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rm65

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IMHO, l'unica condizione in cui si può calcolare la potenza con delle formule in maniera ragionevolmente affidabile è salita su strada asfaltata. Ogni altra condizione genererà margini di incertezza tali da rendere la formula inaffidabile.
 

GNUpdb

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Io non dico che tutti debbano comprarsi un orologio tipo il GARMIN FORERUNNER 735XT, perchè ognuno è libero di spendere i propri soldi come crede o non tutti possono aver modo di poterlo acquistare, ma da quando l'ho (ovvero dallo scorso anno), mi trovo veramente bene e non faccio nemmeno il testimonial ne a pagamento ne a gratis per GARMIN. Per me deve soddisfare alcune carattetistiche che molti non prendono in benchè minima considerazione: supporto alla cartografia nazionale e/o internazionale, supporto ad h t t p : / / openstreetmap . o r g / supporto a GNU/linux. Guarda caso soddisfa tutti questi miei requisiti, molto dello sviluppo degli ambienti grafici di GARMIN è in Python. Le applicazioni interfacciabili sono molte, io uso: Ant Hal Service, Ant Ant+ Plugins Service, Radio Service, Garmin Connect, GPX Viewer, MapMyFitness, MyFitnessPal, Strava, TrailForks. Oltre alla fascia cardio in dotazione al GPS GARMIN EDGE 820 ed ai sensori e per la cadenza della pedalata e sensore da mettere sul mozzo posteriore, ho la camera GARMIN VIRB X e come detto sopra il GARMIN FORERUNNER 735XT e dimenticavo la bilancia digitale della GARMIN. Io ho risolto tutti i problemi che riguardano: altitudine, calorie bruciate, da bruciare, ore di sonno (dormite profondamente, leggermente, sveglio), il ritmo cardiaco durante il sonno, il ritmo cardiaco mentre camnino o faccio sport, ritmo cardiaco mentre sono a riposo ovvero non sto svolgendo alcun tipo di sforzo, il tutto considerando anche tutte le attività svolte nei giorni e nelle ore precedenti, in base al peso ed altezza della persona. Poi ognuno faccia come meglio crede. Saluti

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GNUpdb

Biker popularis
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CERVETERI
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SCOTT RANSOM 40 2008
Quando la GARMIN scrisse e sul suo website e sui manualetti che le sue app erano Software Libero, gli scrissi dicendo che per Software Libero si intende quel genere di software che è rilasciato secondo i termini della GNU General Public License e che debbono soddisfare i seguenti requisiti: h t t p s: / / w w w . gnu . o r g ed h t t p s : / / w w w . gnu . o r g /philosophy/free-sw.en.html La volta dopo GARMIN spiegò che il suo software NON è Free Software, ma è GRATUITO. Ciò implica che comunque il cliente ha solo il diritto all'uso, ma NON può MODIFICARLO per ADATTARLO alle SUE ESIGENZE. Saluti

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Davide_sd

Biker superis
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Vicenza
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@Happykiller: Non voglio smorzare il tuo entusiasmo, ma se non hai a disposizione almeno i dati del cardio credo che difficilmente riuscirai ad ottenere valori calorici confrontabili con quanto effettivamente hai consumato. I dati registrati dal cardiofrequenzimetro sono un'ottima base di partenza qualora non si avesse a disposizione un misuratore di potenza, a patto di essere consapevoli di tutti i fattori che vanno ad influenzare la variabilità della frequenza cardiaca (temperatura, umidità, altitudine, giornata stressante o meno, ...).
Se tu fossi un assiduo utilizzatore del cardiofrequenzimetro ed un atleta attento al lavoro fatto, riusciresti a trovare con una discreta approssimazione la relazione non lineare che esiste tra la frequenza cardiaca e la potenza erogata durante la pedalata, il che ti permetterebbe di approssimare meglio alcune variabili. Questo discorso è applicabile per la bici da corsa, o anche per la MTB, purché si pedali su asfalto dove la resistenza al rotolamento può essere considerata costante.

In MTB è assai difficile valutare la resistenza al rotolamento, proprio per la varietà di terreni: sicuramente ti è capitato di pedalare sul ghiaione, è ti sei accorto che questo materiale comporta una grandissima resistenza aggiuntiva rispetto all'asfalto. E' impossibile assegnare un coefficiente di resistenza al rotolamento per tutte le situazioni, essenzialmente per due motivi:
1. il più importante, tutta la teoria sulla resistenza al rotolamento prevede che la potenza dissipata da questo fenomeno avvenga per isteresi ed altri fenomeni dissipativi che interessano SOLO la mescola del pneumatico;
2. in MTB, sui percorsi non asfaltati, oltre al pneumatico si deforma anche il terreno sottostante. Ovviamente la deformazione del terreno dipende dal terreno stesso ma anche dall'impronta del pneumatico.

Capisci bene che risulta assai tedioso se non addirittura inutile tentare di trovare il coefficiente di resistenza al rotolamento risultante per le diverse combinazioni di terreni/gomme.

Utilizzando il cardiofrequenzimetro, molti software riescono a dare delle stime sulle calorie bruciate, tuttavia non ho mai controllato la teoria che ci stà dietro e le assunzioni su cui essa si basa.

Se vuoi scervellarti, assumendo che tu riesca a mantenere uno stato di forma circa costante per un lungo periodo (nel senso che non dovresti né migliorare né peggiorare i tuoi tempi in salita), utilizzando il cardiofrequenzimetro potresti ripetere qualche salita d'asfalto (possibilmente che abbiano pendenza circa costante), meglio se la loro pendenza differisca sensibilmente (ad esempio, una salita con pendenza media 5-6%, una con pendenza 9-10%, ...). Una volta la percorri a tutta, un'altra volta la fai più piano ma cerca di mantenere la frequenza cardiaca costante, e avanti così variando la frequenza cardiaca. Per ogni salita effettuata, inserisci i dati approssimati nel calcolatore che ti da un'idea della potenza da te erogata, e quindi su un grafico associ tale potenza alla frequenza cardiaca media. Questo approccio non è semplice e potrebbe essere inaffidabile, perché ogni volta che ripeti la salita vorresti che il vento fosse nelle stesse condizioni precedenti, ma questo è assai improbabile.

Una volta ottenuto tale grafico, lo puoi utilizzare anche per le salite in MTB. Posso così confrontare salite simili in diverse condizioni. Esempio: salita d'asfalto di 5km, pendenza media 8%, VAM 1000m/h, fatta al massimo delle mie possibilità. Con calcolatore stimo la mia potenza media. In seguito percorro una salita sterrata di 5km, stessa pendenza media 8%, VAM 850m/h, fatta al massimo delle mie possibilità. Utilizzando la potenza precedentemente stimata, posso risolvere l'equazione per trovare la resistenza al rotolamento della combinazione gomme+terreno. (Ovviamente dovrai cambiare eventuali valori del vento, del coefficiente d'attrito e della massa che ti porti dietro). Tieni però presente che la pedalata su terreni molto sconnessi è decisamente diversa da quella su asfalto: su terreni sconnessi il profilo della potenza erogata dalle nostre gambe presenta picchi molto più marcati (immagina di dover superare un sasso, in quel frangente devi applicare una potenza ben superiore alla media per una piccola frazione di secondo). Nonostante la frequenza cardiaca rimanga costante, sono abbastanza sicuro che il dispendio energetico vari in modo anche considerevole.

Guardando il profilo altimetrico da te postato, la soluzione migliore è di suddividere la prima salita in tre parti diverse, in modo che ciascuna rappresenti una salita dalla pendenza circa costante. Così facendo possiamo applicare valori diversi alla forza resistente del vento e qualora possibile, valori diversi per il coefficiente di resistenza al rotolamento. Per esempio, su una salita al 5% potrei considerare un vento contro dal valore medio di 1 m/s (come valore di partenza), mentre su una salita del 10% potrei partire con un valore di 0.5m/s. In ogni caso, all'aumentare della pendenza l'effetto del vento diventa sempre più trascurabile. Come coefficiente per l'area frontale, per i miei calcoli solitamente utilizzo 0.3 (in tenuta da XC). Tu potresti partire con 0.35.

Più tardi aggiungerò qualche altra info.
 

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