Frequenza cardiaca dello smartwatch: quanto è precisa davvero?

La frequenza cardiaca misurata dallo smartwatch è abbastanza precisa a riposo e negli sforzi regolari, come una corsa a ritmo costante: negli studi di laboratorio i migliori orologi restano a pochi punti percentuali dai valori di riferimento. La precisione cala quando il polso si muove in modo irregolare, quando l’intensità cambia di colpo (ripetute, sprint), con i pesi, con il freddo, con un cinturino lento o un tatuaggio sotto il sensore. Se ti serve un dato affidabile secondo per secondo, il riferimento resta la fascia toracica.

Come fa lo smartwatch a misurare il battito

Quasi tutti gli smartwatch usano la fotopletismografia, abbreviata in PPG. Sul retro dell’orologio ci sono dei LED, di solito verdi, e dei fotodiodi che misurano quanta luce torna indietro dalla pelle. Il sangue assorbe la luce verde: a ogni battito il volume di sangue nei vasi del polso aumenta, la luce assorbita cresce e quella riflessa diminuisce. Dall’andamento di queste variazioni l’algoritmo ricava i battiti al minuto.

Apple spiega nella sua pagina di supporto sulla frequenza cardiaca che i LED dell’Apple Watch lampeggiano centinaia di volte al secondo e che il sensore ottico copre un intervallo da 30 a 210 battiti al minuto; durante il sonno può usare anche la luce a infrarossi. Garmin, che usa lo stesso principio, elenca i disturbi che l’algoritmo deve filtrare: sudore, vibrazioni, variazioni di temperatura, cambi di postura e spostamenti dell’orologio rispetto alla pelle.

La fascia toracica invece usa elettrodi che leggono il segnale elettrico del cuore, come un elettrocardiogramma semplificato. È lo stesso principio della funzione ECG presente su alcuni orologi, di cui abbiamo parlato nella guida agli smartwatch con ECG per il monitoraggio cardiaco.

Cosa dicono gli studi sulla precisione

Una premessa: gli studi testano modelli usciti anni fa, mentre sensori e algoritmi vengono aggiornati di continuo. Leggi i numeri come tendenze, non come il voto del tuo orologio.

Errore di pochi punti percentuali in laboratorio

Uno studio pubblicato nel 2017 sul Journal of Personalized Medicine (Shcherbina e colleghi) ha confrontato sette dispositivi da polso su 60 volontari. L’errore mediano sulla frequenza cardiaca andava dal 2,0% del dispositivo migliore al 6,8% del peggiore. L’attività con l’errore più basso era la pedalata (1,8%), quella con l’errore più alto la camminata (5,5%). Nello stesso studio la stima delle calorie era molto meno affidabile: nessun dispositivo scendeva sotto il 20% di errore, con valori mediani tra il 27,4% e il 92,6%.

Il confronto con la fascia toracica

Uno studio della Cleveland Clinic, presentato nel 2017 al congresso dell’American College of Cardiology, ha testato quattro orologi su 50 adulti sani con un ECG come riferimento. La fascia toracica ha ottenuto una concordanza di 0,996 con l’elettrocardiogramma (dove 1 è l’accordo perfetto), mentre gli orologi si fermavano tra 0,67 e 0,92. Al polso le letture erano accettabili a riposo e quasi sempre sul tapis roulant, ma peggioravano su cyclette ed ellittica, con il risultato peggiore sull’ellittica ad alta intensità.

Movimento e cambi di ritmo pesano più del colore della pelle

Uno studio della Duke University pubblicato nel 2020 su npj Digital Medicine (Bent e colleghi) ha analizzato 53 persone con diversi fototipi e sei dispositivi, tra commerciali e da ricerca. Non ha trovato differenze statisticamente significative di accuratezza tra i colori della pelle, mentre durante l’attività l’errore assoluto era in media del 30% più alto rispetto al riposo. I dispositivi erano affidabili a riposo e negli sforzi prolungati, meno nei cambi rapidi di attività.

Sul colore della pelle gli studi non concordano: nel lavoro del 2017 l’errore era più alto per le carnagioni più scure, oltre che negli uomini e nelle persone con BMI più elevato. È un tema ancora aperto.

La revisione sistematica

Una revisione pubblicata nel 2020 su JMIR mHealth and uHealth (Fuller e colleghi) ha raccolto 158 pubblicazioni su passi, calorie e frequenza cardiaca. Per il battito, la quota di confronti con un errore entro ±3% era del 71% per Apple Watch, il 51% per Fitbit e il 49% per Garmin, con una leggera tendenza complessiva a sottostimare.

Quando la frequenza cardiaca al polso sbaglia

• Movimenti irregolari del polso. Apple segnala che attività ritmiche come corsa e bici danno letture migliori di quelle irregolari come tennis o boxe. Polar cita gli sport di racchetta tra i casi più difficili.
• Presa e pressione sul polso. Secondo Polar, stringere il manubrio nell’indoor cycling può generare un disturbo che il sensore scambia per battito, mentre pesi e trazioni comprimono il polso e rendono il segnale più difficile da leggere.
• Cambi rapidi di intensità. Lo studio Duke ha visto che i sensori ottici faticano a seguire le variazioni rapide. Polar consiglia la fascia toracica proprio per interval training, scatti e allenamento di forza.
• Movimenti ripetitivi confusi con il battito. Lo studio Duke indica il cosiddetto signal crossover tra le fonti di errore: il sensore può agganciarsi a un segnale periodico, come il ritmo del movimento, invece che al battito.
• Freddo. Con le basse temperature arriva meno sangue alla pelle del polso e, come spiegano Apple e Polar, il segnale può diventare troppo debole.
• Tatuaggi. Inchiostro, disegno e saturazione di alcuni tatuaggi possono bloccare la luce del sensore (Apple). Polar consiglia di non appoggiare il sensore direttamente sul tatuaggio.
• Cinturino lento o posizione sbagliata. Se l’orologio si sposta, la lettura diventa instabile.
• Pelle sporca o con creme. Garmin raccomanda di non mettere crema solare, lozioni o repellenti sotto l’orologio.

Situazione	Lettura al polso	Cosa conviene fare
Riposo e sonno	In genere buona	Basta l’orologio ben indossato
Corsa a ritmo costante	In genere buona	Orologio stretto, riscaldamento iniziale
Ripetute, sprint, HIIT	Meno affidabile	Fascia toracica
Pesi, trazioni, indoor cycling	Meno affidabile	Orologio più in alto sul braccio o fascia
Tennis, padel, boxe	Difficile	Mano non dominante o fascia

Come ottenere letture più precise

Gran parte degli errori si riduce con qualche accorgimento indicato dagli stessi produttori, ad esempio nella guida di Polar alla misurazione ottica.

1. Indossalo sopra l’osso del polso. Polar suggerisce almeno un dito di distanza dall’osso; anche Garmin indica di portarlo sopra l’osso, aderente ma comodo.
2. Stringi il cinturino durante l’allenamento. Apple e Polar consigliano di stringerlo prima di allenarti e di allentarlo alla fine. Il sensore non deve sollevarsi dalla pelle.
3. Fai 5-10 minuti di riscaldamento. Garmin consiglia di aspettare una lettura stabile prima di partire; se fa freddo, scaldati al chiuso.
4. Tieni pelle e sensore puliti. Pelle asciutta, niente creme sotto l’orologio, sensore senza graffi o sporco.
5. Scegli il cinturino giusto. Per l’attività sportiva Garmin indica cinturini in silicone o nylon.
6. Negli sport di racchetta cambia polso. Polar suggerisce di portare l’orologio sulla mano che non colpisce.
7. Evita il tatuaggio. Se hai un tatuaggio sul polso, prova l’altro braccio o una posizione in cui il sensore poggi sulla pelle libera.

Fascia toracica: quando vale la pena usarla

Se ti alleni a zone cardio, fai ripetute brevi o vuoi dati affidabili in palestra, la fascia toracica è la scelta migliore. Polar spiega che la sua fascia reagisce più rapidamente agli aumenti e ai cali improvvisi di frequenza, per questo la indica come ideale per l’interval training.

Non devi rinunciare all’orologio: quando la lettura al polso non è affidabile, Apple suggerisce di collegare all’Apple Watch un cardiofrequenzimetro esterno, come una fascia toracica Bluetooth. Sui Garmin, se all’avvio di un’attività sono disponibili sia il sensore al polso sia la fascia, l’orologio usa i dati della fascia. Prima di comprare una fascia, verifica la compatibilità con il tuo orologio; se vuoi farti un’idea dei modelli, puoi partire da una ricerca di fasce cardio Bluetooth su Amazon. Se pedali, nella nostra guida al miglior smartwatch per il ciclismo trovi le funzioni da controllare prima dell’acquisto.

E per la salute? Cosa puoi aspettarti

A riposo e durante la notte, con il polso fermo, il sensore ottico lavora nelle condizioni più favorevoli. Se ti interessa il monitoraggio notturno, leggi cosa c’è di vero su dormire con lo smartwatch al polso e la nostra selezione di Apple Watch per monitorare il sonno.

Il numero dei battiti, però, non è una diagnosi. La lettura continua al polso serve a seguire le tendenze nel tempo; per valutare il ritmo cardiaco esistono funzioni dedicate come l’ECG, e per altri parametri le cose si complicano ulteriormente, come abbiamo visto parlando degli smartwatch che misurano la pressione sanguigna. Se l’orologio mostra valori anomali che si ripetono, o se hai sintomi come palpitazioni, affanno o capogiri, rivolgiti al medico invece di affidarti al dato del polso.

Domande frequenti

Lo smartwatch è preciso quanto una fascia cardio?

A riposo e negli sforzi costanti la differenza è spesso piccola. Negli sforzi intensi, nei cambi di ritmo e negli sport con molto movimento del polso la fascia toracica è più affidabile, perché legge il segnale elettrico del cuore invece della luce riflessa.

Perché a inizio corsa la frequenza sembra strana?

Nei primi minuti, soprattutto col freddo, la circolazione al polso può essere ancora scarsa e il segnale debole; inoltre il sensore può confondere il ritmo del movimento con il battito. Garmin e Polar consigliano di attendere qualche minuto e di riscaldarsi prima di partire.

I tatuaggi bloccano il sensore?

Alcuni sì. Apple spiega che inchiostro, disegno e saturazione possono impedire alla luce di arrivare alla pelle e tornare al sensore. Se hai un tatuaggio sul polso, prova l’altro braccio o collega una fascia toracica.

Posso fidarmi delle calorie bruciate mostrate dall’orologio?

Meno che del battito: nello studio del 2017 citato sopra nessun dispositivo scendeva sotto il 20% di errore sulle calorie. Usale per confrontare gli allenamenti, non come valore esatto.