El Velomóvil Eléctrico: Rápido y Cómodo Como un Automóvil, 80 Veces Más Eficiente

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Tanto el velomóvil como la bicicleta eléctrica aumentan la autonomía limitada del ciclista: el primero lo consigue gracias a una optimización en la aerodinámica y la ergonomía; el segundo, en cambio, asiste al ciclista en la potencia muscular con un motor eléctrico alimentado por una batería.

El velomóvil eléctrico combina ambos enfoques, maximizando en consecuencia la distancia que puede recorrer un ciclista. Esto es así hasta el punto de tener capacidad suficiente para reemplazar la mayoría, si no todos, los desplazamientos en automóvil.

Así como los velomóviles eléctricos pueden equipararse en términos de velocidad y autonomía a los coches eléctricos, son además 80 veces más eficientes: alrededor de una cuarta parte de los aerogeneradores existentes sería suficiente para alimentar tantos velomóviles eléctricos como personas.

Pocas personas piensan que la bicicleta es útil para distancias superiores a los 5 km. En Estados Unidos, por ejemplo, un 85% de los viajes en bicicleta tiene un alcance menor de 5 km. Incluso en los Países Bajos, el país más bicycle-friendly del mundo occidental, un 77% de los viajes en bicicleta cubren distancias menores a los 5 km. Sólo el 1% de los viajes en bicicleta holandeses son de más de 15 km. En contraste, la distancia media de los trayectos en coche está en torno a los 15.5 km en Estados Unidos y 16.5 km en los Países Bajos, siendo la media de recorrido hasta el trabajo de 19.5 km en Estados Unidos y de 22 km en los Países Bajos (Fuentes 1, 2, 3, 4, 5).

Está claro que la bicicleta no es una alternativa viable al coche. Dependiendo de su condición física, un ciclista alcanza velocidades de crucero de 10-25 km/hora, lo que significa que el promedio de trayecto al trabajo ocuparía al menos de dos a cuatro horas, ida y vuelta. Un viento fuerte puede hacerlo incluso más largo, y cuando el ciclista vaya con prisa o tenga que subir pendientes, acabará posiblemente totalmente sudado. Cuando llueva, el ciclista llegará empapado, y cuando haga frío, manos y pies estarán helados. Los viajes más largos en bicicleta también afectan al cuerpo: muñecas, espalda, hombros y entrepierna se resienten, sobre todo al elegir una bicicleta más rápida.

La bicicleta asistida eléctricamente resuelve algunos de estos problemas, aunque no todos. El motor eléctrico puede servir para llegar a un destino más rápido, o con menos esfuerzo, pero el ciclista permanece sin protección ante la intemperie. Los viajes más largos seguirán causando molestias. Por otro lado, la autonomía de la mayoría de las bicicletas eléctricas (en torno a los 25 km) es suficiente para el promedio de viajes al trabajo sólo de ida o vuelta, con lo cual no será suficiente para el conjunto de trayectos.

Las ventajas de un velomóvil con asistencia eléctrica

El velomóvil –un triciclo reclinado con carrocería aerodinámica– ofrece una alternativa más interesante a la bicicleta para aquellos viajes más largos. La carrocería protege al conductor (y al equipaje) de la imtemperie, mientras que el cómodo asiento reclinado alivia la tensión en el cuerpo, posibilitando viajes de mayor distancia sin molestias. Y aún más, un velomóvil (incluso sin asistencia eléctrica) es mucho más rápido que una bicicleta eléctrica.

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A velocidades por debajo de los 10 km/h, la resistencia a la rodadura es el mayor desafío para un ciclista. La resistencia al aire se vuelve cada vez más influyente a velocidades más altas, y sobreviene la fuerza dominante a velocidades por encima de los 25 km/h. Esto se debe a que la resistencia a la rodadura aumenta en proporción a la velocidad, mientras que la resistencia al aire aumenta al cuadrado de la velocidad. Dado que la aerodinámica de un conductor de velomóvil es mucho mejor a la de un ciclista –el coeficiente aerodinámico es hasta 30 veces más bajo– él o ella puede alcanzar velocidades más altas con el mismo esfuerzo.

En el lado negativo, un velomóvil es más pesado que una bicicleta, lo que significa que se necesita más esfuerzo para acelerar y escalar montañas. La aceleración es inversamente proporcional a la masa de un vehículo, por lo que un velomóvil utiliza más o menos el doble de energía durante la aceleración que una bicicleta, en función del peso del conductor y el vehículo. Si está equipado con un motor auxiliar eléctrico, los puntos débiles del velomóvil –su aceleración y velocidad de escalada más lentas– quedan eliminados. Al mismo tiempo, un motor acentúa sus ventajas al mejorar aún más respecto a la autonomía de un ciclista. Por último, aunque no menos importante, una batería proporcionará una autonomía mucho mejor en el velomóvil, a causa de su mejor aerodinámica.

Conducir un Ferrari, a examen

En agosto, probé a conducir un velomóvil eléctrico –el eWAW, un vehículo vendido por Fietser.be– dentro y alrededor de Gante, Bélgica. Brecht Vandeputte, la fuerza impulsora tras el fabricante belga, me acompañó en una WAW sin asistencia durante un viaje de hora y media a través de la ciudad y a lo largo del camino sirga del río Schelde.

El velomóvil WAW (sin asistencia eléctrica) fue originalmente desarrollado para ganar carreras de vehículos de propulsión humana. Fue adaptado para el uso diario con la incorporación de, entre otras cosas, un neumático trasero a prueba de fugas, ruedas de arcos abiertos (que hacen al vehículo más ágil), un asiento ajustable y un cuerpo más duradero –que consiste en una barra antivuelco de carbono y una caja de seguridad rodeada de zonas protectoras de aramida. WAW es conocido en todo el mundo, al menos entre conductores de velomóviles, puesto que es uno de los velómoviles más rápidos disponibles en el mercado –algunos lo llaman el Ferrari de los velomóviles.

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El eWAW destaca por su peso (28 kg frente a 34 kg, el peso de los velomóviles más populares, el Quest holándes y el Alleweder) y su bajo centro de gravedad (tiene una distancia al suelo de sólo 9 cm y una altura de 90 cm). Junto con una amplia distancia entre los ejes de las ruedas, una suspensión fuerte, y dirección precisa (utiliza dos palancas de cambios en vez de una), esto se traduce en altas velocidades y excelente conducción, incluso en las curvas bruscas. Por supuesto, el WAW también presenta los inconvenientes propios de un típico coche deportivo, como el acabado interior muy básico y el hecho de que el vehículo repiquetee como una caja de rocas al conducir en una carretera empedrada. Si las condiciones de la carretera son malas, otros velomóviles de suspensión más cómoda serán una mejor elección.

Con 250 watts de energía, el motor eléctrico del eWAW da a una persona con una condición física media la potencia de salida de un atleta

El eWAW que conduje tiene de todo lo que un WAW debe tener, más un motor eléctrico de 250 vatios y una batería sorprendentemente pequeña de 280 Wh, que te lleva entre 60 y 130 km más lejos. La batería y el motor suman sólo 5 kg, con lo que el peso total del vehículo es de 33 kg. Esto es comparable al peso de otros velomóviles sin asistencia eléctrica. De ahí que este Ferrari de pedal accionado sea más de 10 kg más ligero que otros velomóviles, con una asistencia eléctrica de 250 vatios, tales como el híbrido Alleweder y el e-Sunrider, que pesan 45 kg.

Ciclismo a 50 km/h

Así que ¿cómo es de rápido el WAW, y cuánto más rápido es el eWAW? En primer lugar, el eWAW es un vehículo híbrido, pero el motor accionado por la biomasa, también conocido como simplemente el conductor, no está incluido en el paquete. Debido a que el conductor siempre aporta la parte principal de la producción total de energía, la velocidad del vehículo dependerá de la potencia que él o ella sea capaz de alcanzar. No hay mejor prueba de ello que mi examen de conducción. Durante un periodo de aproximadamente hora y media, Brecht y yo nos las arreglamos para alcanzar una velocidad media de 40 km/h – yo estaba en el eWAW y conté con la asistencia regular del motor eléctrico, Brecht estaba en el WAW sin asistencia en los pedales.

photo4La literatura sobre ciclismo hace una distinción entre tres tipos de ciclistas: gente de condición física media, aquellos con buena condición física, y los mejores atletas. Los conductores con aptitud física media pueden mantener una producción de potencia de 100 a 150 vatios durante el periodo de una hora. Conduciendo un WAW, esto se traduce a velocidades de 35 a 40 km/h en condiciones ideales –una pista de carreras sin obstáculos y un vehículo completamente cerrado. Los conductores con buen nivel físico pueden alcanzar 200 vatios de potencia en el periodo de una hora, lo cual se traslada a velocidades de 40 a 50 km/h bajo idénticas circunstancias.

Con 250 vatios de potencia, el motor eléctrico del eWAW da a una persona de condición física media (como yo) la potencia de un atleta (100 + 250 vatios = 350 vatios).

Maximizar el alcance y la eficiencia

Soy un fanático de la velocidad, así que cuando me encontré con un buen tramo abierto de carretera, lo primero que hice fue arrancar el motor a todo gas y al mismo tiempo pedalear como un loco. Si pudiera disponer de más de 350 vatios, calculé, debería ser capaz de alcanzar velocidades de al menos 70 u 80 km/h. Sin embargo, el intento de ir más rápido que 50 km/h me dejó frustrado –el vehículo carece de las marchas superiores necesarias para tales velocidades.

¿Por qué? Porque el eWAW está diseñado para la máxima eficiencia. El motor eléctrico está pensado para ser utilizado sólo durante la aceleración (y para subir pendientes). Una vez que el conductor del velomóvil alcance una velocidad de crucero de alrededor 40 a 50 km/h, él o ella pasará sólo a pedalear.

La elección del ingeniero para asistir al conductor sólo durante la acelaración es inteligente; ello incrementa espectacularmente el alcance de ambos, ciclista y batería

El eWAW no aumenta la velocidad del crucero o supera la velocidad del WAW, aunque sí aumente la velocidad media a causa de ‘acelerar la aceleración’. Este enfoque es diferente al de la bicicleta eléctrica, donde la asistencia a los pedales es continua a velocidades de crucero normal. Con respecto a la eficiencia, el concepto detrás del eWAW tiene mucho sentido. Un ‘biciclista’ necesita menos energía para acelerar que un ‘velomovilista’ (debido al peso más ligero de la bicicleta) pero más energía para mantener la velocidad (debido a una aerodinámica débil). En contraste, un ‘velomovilista’ emplea más energía en acelerar que un ‘biciclista’ (a causa de un mayor peso del vehículo) pero menos energía para mantener la velocidad (a causa de una aerodinámica excelente).

photo5Debido a que se emplea más energía para acelerar un eWAW que conducirlo a una velocidad constante, la elección del diseñador de asistir al conductor sólo durante la aceleración es inteligente; ello aumenta la autonomía de ambos, ciclista y batería. El motor eléctrico ayuda al conductor durante los picos de esfuerzo, de modo que su resistencia aumentará espectacularmente. (Los picos de esfuerzo tienen un efecto en detrimento de la resistencia, mientras que pedalear a un ritmo constante puede sostenerse durante horas). Mientras tanto, el conductor ofrece el mismo servicio a la batería. A causa de que el motor cesa su funcionamiento a una velocidad de crucero, el alcance de la batería aumenta considerablemente.

Dicho esto, el conductor del eWAW puede optar por utilizar el motor a velocidad de crucero, ya que puede ser operado a su voluntad por medio de una válvula reguladora. Así es como yo conduje el vehículo. En consecuencia, la batería duró ‘sólo’ 60 km, pero al menos pude seguir el ritmo de Brecht.

80 veces más eficiente que los coches eléctricos

Montar un artefacto eléctrico en un velomóvil es controvertido entre los velomovilistas, al igual que una bicicleta eléctrica está ‘desvirtuada’ según muchos aficionados al ciclismo. Sin embargo, cuando comparamos el eWAW con el coche eléctrico, aún visto por muchos como el futuro del transporte sostenible, es un claro ganador. De hecho, el velomóvil electrico es todo lo que el coche eléctrico quiere ser, pero no es; una alternativa sostenible al automóvil con motor de combustión. Es prácticamente imposible diseñar un vehículo personal, motorizado y práctico que sea más eficiente que el eWAW.

Si los 300 millones de estadounidenses reemplazasen su automóvil por un velomóvil eléctrico, necesitarían sólo un 25% de la electricidad de los aerogeneradores que existen hoy en EE.UU

Un cálculo sencillo puede ilustrar esta afirmación. Imaginemos que los 300 millones de estadounidenses reemplazasen sus coches por un velomóvil eléctrico y que todos condujesen hacia sus puestos de trabajo en el mismo día. Para cargar la batería de 288 Wh de cada uno de estos 300 millones de eWAW, se necesitan 86.4 GWh de electricidad. Esto supone sólo el 25% de la electricidad producida por los aerogenerados que existen en Estados Unidos (en promedio por día durante el periodo de julio de 2011 a junio de 2012, fuente). En otras palabras, estaríamos provocando un cambio hacia vehículos privados que operasen con energía 100% renovable, usando las plantas de energía existentes.

Ahora imaginad que los 300 millones de estadounidenses sustituyesen sus coches por una versión eléctrica como el Nissan Leaf, y todos fueran a trabajar en coche el mismo día. Para cargar la batería de 24 kW de cada uno de esos 300 millones de vehículos, necesitamos 7,200 GWh de electricidad. Esto es 20 veces más de lo que lo que las turbinas de viento producen hoy en día, y 80 veces más de lo que los velomóviles necesitan. En resumen: el escenario uno es realista, el escenario dos no lo es.

photo6Incluso si todos comenzásemos a compartir el coche, y cada automóvil eléctrico llevase a cinco personas, persistiría un vacío importante en cuanto a eficiencia. Cargar 60 millones de coches eléctricos aún requeriría 16.6 veces más electricidad que cargar 300 millones de eWAW. El velomóvil eléctrico también hace claramente más fácil para un conductor cargar su propio vehículo. Un panel solar de unos 60 vatios (con un área de superficie de menos de un metro cuadrado) produce suficiente energía para cargar la batería, incluso en un día oscuro de invierno.

En Europa, se necesitaría una proporción aún menor de los aerogeneradores que hoy existen para cargar el eWAW de cada europeo. En aras del rigor, debe mencionarse que el bio-motor también necesita energía: el conductor necesita comer, y esta comida necesita producirse. Pero a partir de que la sociedad occidental empezó a comer demasiado, y luego a conducir hasta sus gimnasios para perder el exceso de grasa, este factor puede ser ignorado con seguridad.

¿Autonomía Insuficiente?

La gran diferencia en eficiencia energética entre velomóviles eléctricos y coches eléctricos es destacable, ya que ambos tienen una autonomía similar. Como fue mencionado, el eWAW puede llevarte a distancias de entre 60 y 130 km, dependiendo de la intensidad con que utilices el motor. El Nissan Leaf te lleva en el mejor de los casos a 160 km, si conduces lentamente y de manera constante, y siempre que no uses el aire acondicionado, la calefacción o aparatos electrónicos a bordo.

Añadiendo tan sólo 6 kg de batería, el alcance del velomóvil eléctrico aumenta a 450 km

Un sistema de calefacción no es necesario en un velomóvil, ni siquiera en invierno, porque las manos y los pies están protegidos por la carrocería, y porque el conductor se mantiene activo (la actividad corporal es el factor más importante para conservar un confort térmico). Por otro lado, la necesidad de refrigeración en verano disminuirá la autonomía del vehículo –puesto que el conductor se apoyará más en el motor para refrescarse.

photo7Curiosamente, es más fácil aumentar la autonomía de un velomóvil eléctrico que la de un coche eléctrico, en caso de necesidad. El eWAW puede estar equipado con una o dos baterías extra, lo cual aumenta la autonomía hasta 180 km (con la asistencia continua del motor) o 450 km (cuando el motor sólo asiste durante la aceleración). Añadiendo dos baterías al vehículo, el eWAW pesa sólo 6 kg más, y aún deja un amplio espacio para el equipaje. Suponiendo que el conductor pese 70 kg, al añadir dos baterías , el peso total del eWAW aumentará de 103 a 109 kg –un aumento de peso del 6%. Si aplicamos la misma fórmula para el Nissan Leaf (donde tres baterías como máximo ocupan el asiento trasero y el maletero), el peso total aumentará de 1582 kg (incluyendo al conductor de 70 kg) hasta 2022 kg –un aumento de peso del 70%.

Otra manera de obtener mayor alcance de un vehículo eléctrico es cambiando las baterías o haciendo una carga rápida de ellas. Estas opciones son válidas tanto para coches eléctricos como para velomóviles, pero mientras que desarrollar una infraestructura de carga para coches eléctricos es una tarea desalentadora, hacerlo para velomóviles eléctricos es fácil. La batería del eWAW no sólo necesita 80 veces menos energía que la batería de un Nissan Leaf (haciendo de la carga rápida una opción real), sino que además pesa 73 veces menos (permitiendo que el cambio de baterías sea una operación de muy baja tecnología). Mientras que sí disponemos de vehículos más rápidos de larga distancia que son igualmente sostenibles (como trenes y trolebuses), el velomóvil ofrece una alternativa para aquellos que prefieran un medio personal de transporte, o para aquellos que opten por un estilo de vida activo.

La capacidad de las carreteras se cuadriplicaría como poco si reemplazásemos los coches por velomóviles

Cuando la batería de un velomóvil eléctrico se agota, el conductor de velomóvil puede todavía pedalear hasta su casa –a velocidades aún superiores a las de una bicicleta. Pero el conductor de un coche eléctrico no podrá hacer eso, porque su artilugio es demasiado pesado. Un Nissan Leaf pesa tanto como 46 eWAW. La mayor parte de la energía utilizada por un coche eléctrico (y por un coche con motor de combustión), se utiliza para mover el vehículo en sí, no el conductor –el Nissan Leaf es 21 veces más pesado que su conductor. En el caso del eWAW, esta relación se invierte: el conductor pesa dos o tres veces más que el vehículo.

Tráfico rápido y fluido

El eWAW hace del ciclismo una opción rápida y cómoda para largas distancias. A una velocidad de crucero de 50 km/h (31 mph), el viaje promedio en los Estados Unidos (19.5 k o 12 millas) tardaría 23.4 minutos. Esto se compara muy favorablemente al coche, con un tiempo promedio de viaje de 22.8 minutos (fuente). En los Países Bajos, donde el tránsito por carretera es pesado, el velomóvil eléctrico es potencialmente más rápido que un coche. El velomóvil eléctrico podría cubrir el viaje medio de 22 km (13.7 millas) en 26.4 minutos, mientras que en coche se tarda 28 minutos (fuente).

photo8Por supuesto, una velocidad de crucero de 50 km/h no significa que el velomovilista pueda alcanzar una velocidad media de 50 km/h durante todo el viaje. Si los coches pudieran mantener la velocidad de crucero máxima durante todo el trayecto, serían mucho más rápidos que los velomóviles. Sin embargo, en realidad los coches no pueden hacerlo a causa de los límites de velocidad, los semáforos y embotellamientos.

Los velomóviles podrían sufrir retrasos similares, pero hay una diferencia importante: el velomóvil ocupa mucho menos espacio que el coche (un coche necesita el espacio de cuatro velomóviles), de manera que el tráfico de libre circulación es una opción mucho más realista en el caso de los velomóviles. Asimismo, la velocidad de crucero de un velomóvil no excede la mayoría de límites de velocidad.

Pon a Punto tu Velomóvil!

Más allá de todo esto, es fácil de equipar un velomóvil con un motor más potente y marchas superiores, permitiendo velocidades de crucero mucho mayores. Cierto que perdería eficiencia y autonomía, pero teniendo en cuenta que un eWAW es 80 veces más eficiente que un coche eléctrico, nos queda bastante margen para modificarlo. Vamos a hablar de estas posibilidades, así como de los obstáculos legales al los velomóviles eléctricos deben enfrentarse, en la segunda parte de este artículo.

Kris De Decker (traducido por José Vera)