Cómo funciona el altímetro barométrico
Medición de altura en relojes GPS y altímetro barométrico
Es una queja frecuente entre los usuarios de relojes GPS y uno de los comentarios recurrentes en las pruebas de cualquier reloj GPS que realizo, tenga o no tenga el dispositivo en cuestión un altímetro barométrico. Completas un entrenamiento en el paseo marítimo y cuando terminas, tu reloj indica que has subido 200 metros positivos (incluso algunos con altímetro dedicado). Y te mosqueas, porque cuando ves la actividad en Strava te marca sólo 30 metros positivos o los datos de altitud no coinciden.
¿Está tu reloj roto? ¿Por qué ocurre esto? Pues ni está roto ni la explicación es la misma en todos los casos. Lo que sí es verdad es que es algo que puede ocurrir, y de hecho es perfectamente normal que ocurra.
Lo primero que debes tener claro es que en un reloj GPS hay varias formas diferentes de medir la altitud, pero que no se trata de un instrumento de precisión. Un altímetro barométrico de un reloj GPS o ciclocomputador está para aportar datos y tendencias aproximados, pero nunca debemos esperar una precisión milimétrica simplemente por cómo funciona la tecnología.
¿Y cómo funciona la tecnología? Pues depende de qué es lo que tenga tu dispositivo, pero paso a explicártelo a continuación.
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Medición de altitud por GPS
La medición de altitud por GPS es la forma habitual de medir la altura en relojes considerados más «básicos». Básicos no por prestaciones sino por ser de la gama media o gama baja de cada fabricante.
Aquí por ejemplo podemos encontrar al Garmin Forerunner 235, Polar Vantage M, Suunto Spartan Trainer y Sport… No son modelos de gama baja, pero que sí están destinados a ser usados principalmente en entrenamientos y carreras de asfalto. Eso quiere decir que el fabricante cree que el usuario tipo de estos modelos no se va a enfrentar a muchas variaciones de altitud y la medición se hace a través de GPS.
Otros modelos cuentan con un barómetro, de lo que hablaré en la próxima sección. Pero no pases todavía a esa sección si tienes un reloj con altímetro barométrico, porque primero debes entender bien este concepto porque aunque cuentes con barómetro este punto es básico para entender su funcionamiento.
A la hora de medir altura por GPS el dato se obtiene a través de un complicado algoritmo matemático para determinar cual es tu ubicación, tanto en el plano horizontal como en el plano vertical. Si bien en el plano 2D (horizontal) la precisión de un GPS es bastante elevada -generalmente con un escaso error de pocos metros-; la ubicación vertical (el plano 3D) tiene un error bastante superior por simples razones geométricas.
Por explicarlo de forma rápida, los satélites que están en el cielo no se sitúan todos con el mismo ángulo respecto a nosotros. Para estimar la altura de forma óptima deberíamos tener un satélite justo encima de nosotros y a continuación tener al menos otros tres satélites situados a la altura del horizonte y con la misma separación entre ellos -120º-. Esto nos situaría en el centro de los satélites en el plano vertical.
La realidad es que esto es imposible, o al menos altamente improbable, por lo que ya estamos sufriendo errores por simple concepto. Al tener los satélites situados a diferentes ángulos y distancias el margen de error aumenta exponencialmente. Eso puede provocar que te encuentres en la orilla del mar y el reloj indique que estés a +80 o -100, es totalmente normal y es debido a que los datos que recibe tu dispositivo no son totalmente correctos
A partir de aquí debemos considerar cualquier obstrucción del terreno: edificios y montañas que hacen que la señal rebote y llegue distorsionada, árboles que impiden una recepción correcta de los satélites, etc.
Como ves estamos comenzando a acumular situaciones en las que se suman los errores, que a lo largo de un entrenamiento pueden multiplicarse. No es perfecto, pero al menos es algo funcional y para la mayor parte de aplicaciones deportivas tampoco es un problema enorme el no tener datos precisos de altitud al momento (porque como verás luego, esto puede corregirse una vez sincronizada la actividad con tu plataforma).
Medición de altitud por altímetro barométrico
La siguiente escala en la medición de altitud es el altímetro barométrico, que se encuentran disponibles normalmente en modelos de gama más alta o destinados a ser usados en montaña.
Su funcionamiento es mucho más sencillo que el del altímetro GPS y se trata una de las formas más fiables de medir la altitud a la que te encuentras, pero no quiere decir que sea absolutamente infalible (no lo es).
Para conocer la altitud el dispositivo utiliza la presión atmosférica. Cuando asciendes la presión atmosférica disminuye (tenemos menos cantidad de aíre por encima nuestro). Tu reloj o ciclocomputador hace el seguimiento de la presión atmosférica gracias al barómetro; si la presión baja interpreta que estás subiendo y si la presión sube entenderá que estás bajando.
Basándose en eso y en la calibración que utiliza define a que altitud te encuentras. ¿Cuál es esa calibración que realiza? Pues primero le «pregunta» al GPS y a partir de ahí toma el mando.
Aquí es donde se encuentra el principal problema del altímetro barométrico, y es que el dato de partida puede ser incorrecto. Por eso es recomendable calibrar de forma manual el dispositivo al inicio de la actividad si conoces la altitud del punto de partida y evitar introducir ese error desde el principio.
Por ejemplo, si sales siempre a entrenar del mismo punto, puedes introducir ese dato conocido para que todos los cálculos a partir de ese punto partan de una base correcta. ¿Cómo saber la altitud exacta? Google Maps no aporta ese dato directamente, pero hay otras utilidades con las que puedes conocerlo. Simplemente pinchando un punto en el mapa te indicará cuál es la altitud de ese lugar.
Independiente de que el dato de altitud sea el correcto (que marque 850m de altitud cuando realmente estás a 880m), las gráficas ofrecidas por un dispositivo con altímetro barométrico suelen ser bastante fiables, y mejoran enormemente a las que se obtienen con aquellos que sólo ofrecen altitud a través de GPS.
En esta gráfica puedes ver dos dispositivos con altímetro barométrico (Garmin Forerunner 935 y Garmin Edge 520) y otros dos que no lo tienen (Suunto Spartan Sport y Polar M430). Aunque los dos dispositivos con barómetro no coinciden en su gráfica se puede apreciar perfectamente cómo son dos gráficas paralelas y se comportan de forma muy similar cuando hay cambios de elevación. Mientras tanto los dos relojes que sólo ofrecen datos de GPS tienen datos mucho más genéricos, especialmente ante ligeros cambios de altitud.
El barómetro del dispositivo tampoco es totalmente fiable pues los fabricantes no utilizan componentes de gran calidad en este apartado, pero normalmente suele tener un comportamiento bastante estabilizado entre diferentes dispositivos.
Desde un punto de vista de funcionamiento deportivo el altímetro barométrico es perfectamente útil. Las gráficas «se dibujan» correctamente (en el sentido que cuando asciendes la gráfica muestra una pendiente, y cuando desciendes muestra una bajada) y los metros acumulados son bastante precisos.
Pero hay que recordar que no llevas un radar en la muñeca, por lo que es totalmente imposible que un reloj te marque de forma precisa y en todo momento la altitud a la que te encuentras. Si quieres puedes pasarte por Airbus y pedir precio y tamaño de un satélite radar.
Obviamente no sólo estamos expuestos a un punto de partida erróneo, también la medición de altura se verá afectada por los cambios en la presión atmosférica. Si hay un cambio en el clima el barómetro simplemente lo registrará, pero no sabrá cuál es el origen. Y esos cambios son muy frecuentes a lo largo del día.
Por ejemplo cuando se acerca una tormenta la presión atmosférica baja. Esa bajada de presión tu dispositivo la interpretará como un aumento en la altitud, cuando es algo que no se ha producido.
Aquí cada marca opera de una manera diferente. Por ejemplo Suunto tiene la función que denomina FusedAlti destinada precisamente a tratar de corregir el efecto del clima sobre la altitud indicada por el barómetro, e históricamente siempre ha ofrecido un muy buen resultado.
Resumiendo, el altímetro barométrico es una forma mucho más efectiva de registrar los cambios de elevación, pero no garantiza, en la mayor parte de las ocasiones, que el dato sea preciso. El primer problema que se encuentra es que parte de una calibración inicial errónea, arrastrando ese error durante el resto de la actividad. Y el segundo problema es diferenciar lo que son cambios de altitud de lo que son cambios del clima.
Modelo Digital de Elevaciones (DEM)
Es la forma más precisa en la que un reloj, ciclocomputador o GPS de mano puede obtener datos de altitud. El Modelo Digital de Elevaciones (o DEM en inglés) hace uso de datos de altitud conocidos gracias a la topografía. Por tanto esto sólo está disponible en dispositivos que cuenten con cartografía integrada (y que esta cuente con datos de altitud).
Es el método que utiliza el Garmin Fenix 5 Plus para la calibración de altímetro durante la actividad. Dispone de un algoritmo que utiliza tanto datos de elevación de GPS como los datos DEM de su cartografía para poder diferencia los cambios de altitud de los cambios producidos por la presión atmosférica
Esos datos de elevación que tiene la cartografía se obtienen haciendo uso de satélites radar que lanzan una señal a la tierra. Esta medición se hace desde satélites, permitiendo la medición exacta de la altitud para unas coordenadas determinadas. Hay varias organizaciones que han realizado este tipo de información que incluyen las diferentes cartografías, siendo una de ellas la NASA.
Por tanto a partir de unas coordenadas determinadas el dispositivo puede saber a qué altitud se encuentra, siempre que pueda hacer uso de esa información porque la tiene disponible.
Correcciones a la elevación
Tengo una buena noticia para ti. Desde hace ya algunos años la mayor parte de las aplicaciones y plataformas de los distintos fabricantes incluyen corrección automática de elevación tras sincronizar los entrenamientos.
La corrección se realiza gracias a hacer uso de datos de altitud conocidos para unas coordenadas concretas. Es decir, se aplica el modelo digital del terreno que hemos visto anteriormente, solo que tenemos que esperar a sincronizar la actividad para tener datos correctos de elevación.
Por ejemplo, Garmin aplica esta corrección por defecto a las actividades registradas con relojes que no disponen de altímetro barométrico.
Si el dispositivo no tiene altímetro barométrico Garmin directamente ofrecerá datos de elevación corregidos. En caso contrario respetará los datos recogidos por el dispositivo. En ambos casos podemos cambiar la selección.
Strava hace algo similar, aunque en lugar de aplicar datos DEM aporta datos de los cientos de miles de actividades que tienen en su base de datos, para realizar una media de la altitud para un lugar concreto. Por eso puede ocurrir que a pesar de haber corregido la altitud tanto en la web de Garmin como en Strava te encuentres con datos diferentes, simplemente el método de cálculo no es el mismo.
Eso sí, no todas las plataformas lo hacen. No tengo constancia que Polar Flow o Suunto Movescount lo hagan para sus dispositivos que no cuentan con altímetro barométrico. Eso no quiere decir que Strava o Garmin sean los únicos en ofrecerlo, plataformas externas también disponen de esta posibilidad como TrainingPeaks.
Conclusión
Como has visto, hay diversas maneras en las que tu dispositivo va a registrar los datos de altitud. Algunas son más precisas que otras, pero en ningún caso estamos ante un instrumento de medición de la máxima fiabilidad.
Si cuando entrenas a nivel del mar tu dispositivo te indica que estás a -50m de altitud no quiere decir que esté roto. De la misma manera si haces series en cuesta es muy probable que los datos de elevación no vayan a coincidir cuando los compares con aquellos con la altitud corregida.
Sí puedes pensar que hay algún problema cuando hay miles de metros de elevación acumulada en una actividad o no es capaz de registrar ningún cambio de altitud. El altímetro puede estar averiado, aunque lo más habitual es que se trate de un puerto de registro atorado por geles o cualquier otra tontería. Es un/unos agujeros que se encuentran en el cuerpo del dispositivo y que deben estar totalmente limpios para que la lectura sea correcta.
Y con todo esto espero haberte aclarado cuál es el funcionamiento de un altímetro barométrico y por qué ves cosas que no encajan en tu dispositivo. ¡Gracias por leer!
Gracias. Magnífica explicación
Y como limpiamos esos agujeros pequeñísimos del «altímetro barométrico» ? He hecho alguna carrera de obstáculos (tipo Spartan race, como muchos kilómetros y también muchos desnivel acumulado donde viene bien disponer de altímetro barométrico) y los relojes acaban (igual que tu) lleno de barro hasta las cejas. Después de limpiarlos a fondo, al ser tan pequeños esos agujetitos, es muy difícil quitarle restos de tierra endurecida. Algún consejo de cómo limpiarlos a fondo, sobre todo tierra, arene, o restos de geles como indicas de esos aguerridos diminutos. Quizás con ultrasonidos? No se. Algún consejo.
P.d: los relojes que disponen de cartografía tipo garmin fenix 5 plus, también necesitan «calibrase» manualmente, o se autocalibran ya que disponen de ese dato en su cartogafia?
Podrías probar con aire comprimido para soplarlo. O si está muy duro, ablandarlo con un poco de alcohol isopropílico (que se evapora rápido) y después con la punta de un alfiler.
Efectivamente, el 5plus se calcula con los datos DEM si así lo tienes configurado
¿Qué pasa en los aviones? El reloj fénix 3 no muestra cambio en la presión y la altura si que varía y no lograr encontrar señal GPS.
La cabina del avión está presurizada, por eso la altitud hace cosas raras, porque es una presión constante.
En cuanto al GPS… es una lata de metal gigante, 0 visibilidad del cielo salvo que te coloques muy pegado a la ventana.
Otra vez es un placer leer uno de tus artículos, tan bien estructurados y ordenados. Magnífica explicación que me deja claro que no necesito sensor barométrico 😉
Perfecto. Que bien contado. Te lo agradezco enormemente. Un saludo
Excelente explicacion, muchas gracias!
Hola. Muy buen artículo.
En el tema del Modelo Digital de Elevaciones (DEM), en los modelos que lo disponen, como el Garmin 945, ¿es necesario activarlo al inicio de todas las actividades, o hay forma de que lo pille por defecto?
Muchas gracias.
Saludos, Juan.
En teoría la calibración automática debería ser con respecto al modelo DEM, pero si te importa la exactitud de los datos te recomiendo que hagas la calibración manual al inicio del ejercicio, porque en muchas ocasiones aunque esté seleccionado la calibración automática, no la realiza.
Gracias por tu respuesta.
Realmente me interesa manejar datos con exactitud. Por eso, entre otras cosas, me pasé del 235 al 945.
Lo de la calibración manual al principio del ejercicio es necesario hacerla siempre….frecuentemente…..solo cuando vayamos por sitios nuevos….o basta con hacerla una vez sola?
Sí, tienes que hacer la calibración siempre porque está basado en el barómetro y la presión atmosférica siempre cambia.
Hola, tengo un garmin edge 520 plus, al realizar una ruta y pasarla al strava me suma 100-150 metros de más, además suelo hacer rutas con un amigo que tiene un garmin superior al
mio y en su garmin marca unos 50 metros más, como puedo saber cual es el más acertado??? Gracias
Revisa en Garmin Connect lo que está registrando, ahí puedes cambiar entre lo registrado por el dispositivo y lo que corresponde por orografía, para ver cuál sería la diferencia.
hola, una consulta en el garmin instinct lo que registra como altura ganada seria la altimetria total
Sí, metros positivos totales.
A ver porque yo soy un poco pez en estos temas y ya me estoy liando con lo del altímetro y el altímetro barométrico.
Entiendo que debo meter la altura que tenga en ese punto en el que me encuentro en el apartado de Sensores/Altímetro, ¿no?
Lo digo porque el barómetro trabaja con presiones atmosféricas y esa ya no sé yo como saberla, ya que me pide la presión al nivel del mar…
Sí, deberías introducir el dato de altitud conocida, y a partir de ahí dejar que el reloj vaya ajustando la altura partiendo de la presión atmosférica.
Hi. I am using Garmin Instinct. Let me explain, it is a new watch, with 6.60 update (March 2020). This is very important information. As we all know that Garmin devices are buggy and get fixed over time. I was well aware of a barometer issues reported by Instinct users. But I said hey, let’s try. My first run. Running uphill from approx 300 meters to approx 500 meters. No calibration was done. Not needed. Starting altitude was correct. But then, during the activity, Garmin Instinct decided that altitude dropped for 90 meters. Out of nowhere. Because of the sweat are saying many users. Blocking the sensor… Elevation was completely wrong. I run this course with 3 different watches. Both Garmins failed elevation gain data (Instinct failed badly, model 645 failed for 30 meters). Huawei watch, the cheapest of the bunch, with barometer positioned on the downside (like Instinct), reported correct elevation (within 10 meters of error). How can a 170 USD watch report correct elevation, but 300 and 400 USD watches fail to their basic job? Dissapointed.
Hi there,
I have a Garmin 935 and it doubles the elevation gains compared to my friend’s as we ran the same course. I see you wrote that I would need to calibrate at each run – that’s kind of a pain. Do you think I can restore the factory settings and that would help? I’ve cleaned the and hopefully unclogged that sensor in the back too. I appreciate your help. Thank you.
Best,
Karen
Calibration has nothing to do with the total meters ascended or descended, it’s just so it reports the correct height.
If altimeter is way off, it can be because the sensor port is dirty, so after the cleaning it may start working again. If after restoring factory settings altitude is off, then your barometer is defective.
Hola!
me parece súper interesante el artículo para entender el funcionamiento de estos dispositivos. El tema es que me he comprado un forerunner 645 y al usarlo en ciclismo me está sucediendo varias veces lo mismo. De repente, deja de medir las pendientes correctamente y no sigue acumulando altitud. Ese problema puede deberse a que sea defectuoso? O puede ser por tema del aire que le da? No sé si tiene mucho sentido que de repente deje de marcar correctamente siendo nuevo el dispositivo.
Un saludo y muchas gracias!
Gracias Eric.
No, el altímetro debe medir en todo momento. Los errores que podemos encontrar son por los cambios de presión atmosférica, pero el reloj en ningún momento debe dejar de marcar pendiente o acumular altitud. Si lo hace el barómetro está defectuoso.
Hola. Tengo un suunto 9 Baro, hago senderismo por montaña, y me marca siempre el desnivel acumulado. Un compañero lleva suunto traverse sin sistema Barómetro, y al final mi desnivel positivo es superior al de el. Es normal?
Le llevo siempre en determinar altitud automáticamente. Debería incluir la altitud manual al empezar cada ruta.
Muchísimas gracias por vuestros comentarios.
Sí, es normal por lo ya comentado en el artículo, los datos de altura registrados a través de GPS no son precisos.
Hi Eduardo, I have struggled with Garmin for weeks now and accidentally stumbled upon your article! Thank you so much – it explains a lot.
I sit with the trouble that my Garmin 7X SS registers different elevation gains for the same route. One night it is 25 m, which is close to correct (still a bit high), and then the next night, same route, it registers 140 m.
I will now keep it on using DEM, and then calibrate it every time before I start. Should this deal with the problem? I can obviously try for myself, which I will do, but would like to hear your opinion.
Thanks again for your great explanation!
Hi Johan, yes, using DEM values it should deal with your issue. You’ll keep experiencing some differences if your workout is long and there are changes in barometric pressure, but there’s nothing you can do to overcome that.