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¿Podemos hacer que las bicicletas sean sostenibles otra vez?

Wed, 24 Jan 2024 00:00:00 +0000

Ilustración: [Diego Marmolejo](https://www.instagram.com/ddidak/).

El ciclismo es sostenible, pero ¿qué tan sostenible es la bicicleta?

El ciclismo es uno de los modos de transporte más sostenibles. El aumento de usuarios reduce el consumo de combustibles fósiles y la contaminación, ahorra espacio y mejora la salud y seguridad públicas. Sin embargo, la bicicleta en sí misma ha logrado eludir la crítica ambiental. ¹² Los estudios que calculan el impacto ambiental del ciclismo casi siempre lo comparan con la conducción, con resultados predecibles: la bicicleta es más sostenible que el automóvil. Este tipo de investigación puede alentar a las personas a andar en bicicleta con más frecuencia, pero no anima a los fabricantes a hacer que sus bicicletas sean lo más sostenibles posible.

Para este artículo, consulté estudios académicos que comparan diferentes tipos de bicicletas entre sí o se centran en la etapa de fabricación de un determinado vehículo de dos ruedas. Este tipo de investigación prácticamente no existía hasta hace tres o cuatro años. Utilizando el material disponible, comparo diferentes generaciones de bicicletas. En un contexto histórico, queda claro que el uso de recursos en la producción de una bicicleta aumenta mientras que su vida útil se acorta. El resultado es una huella ambiental en crecimiento. Esta tendencia tiene un comienzo claro. La bicicleta evolucionó muy lentamente hasta principios de la década de 1980 y luego experimentó repentinamente una sucesión rápida de cambios que continúa hasta el día de hoy.

No hay estudios sobre bicicletas construidas antes de la década de 1980. Los análisis del ciclo de vida, que investigan el uso de recursos de un producto desde la “cuna” hasta la “tumba”, solo aparecieron en la década de 1990. Sin embargo, el referente para una bicicleta sostenible se encuentra en la habitación donde escribo esto. Es mi bicicleta de carretera Gazelle Champion de 1980, que ahora tiene 43 años. La compré hace diez años en Barcelona a un alemán alto que se iba de la ciudad. Tenía lágrimas en los ojos cuando me alejé con ella. También tengo otra bicicleta de carretera, una Mercier de 1978. Esta es mi vehículo de repuesto en caso de que la otra se rompa y no tenga tiempo para reparaciones inmediatas. Tengo dos bicicletas más estacionadas en Bélgica, donde crecí y donde todavía viajo unas pocas veces al año (en tren, no en bicicleta). Estas son una Plume Vainqueur de finales de la década de 1960 y una Ventura de la década de 1970.

La razón principal por la que opté por bicicletas antiguas es que son mucho mejores que las bicicletas nuevas. La mayoría de las personas no se dan cuenta de eso, por lo que también son mucho más económicas. Mis cuatro bicicletas me costaron solo 500 euros en total. Esa cantidad solo me compraría una bicicleta de carretera nueva de bajo costo, y tal vehículo seguramente no durará de 40 a 50 años, como veremos. Por supuesto, no solo las antiguas bicicletas de carretera son mejores. Lo mismo ocurre con otros tipos de bicicletas construidas antes de la década de 1980. Yo ando en bicicleta de carretera porque cubro distancias relativamente largas, generalmente entre 35 y 50 km en total.

Imagen: La bicicleta que uso con más frecuencia, una Gazelle Champion de 1980. Ha recorrido al menos 30,000 km desde que la compré en 2013.

De qué están hechas las bicicletas

El primer cambio significativo en la industria de fabricación de bicicletas fue el cambio de bicicletas de acero a bicicletas de aluminio. Antes de la década de 1980, prácticamente todas las bicicletas estaban hechas de acero, con un marco, ruedas, componentes y partes de acero. En la actualidad, la mayoría de los marcos y ruedas de bicicletas se construyen con aluminio. Lo mismo ocurre con muchas otras partes de la bicicleta. Más recientemente, un número creciente de bicicletas tiene marcos y ruedas fabricadas con compuestos de fibra de carbono. Algunos marcos de bicicletas se construyen con titanio o acero inoxidable. Todos estos materiales requieren más energía para producir que el acero. Además, mientras que el acero y el aluminio se pueden reciclar y reparar, las fibras compuestas solo pueden ser recicladas a un nivel inferior y tienen una baja capacidad de reparación. ³

Varios estudios han comparado los costos energéticos y de carbono de los marcos de bicicletas y otros componentes hechos de estos diferentes materiales, todos con diferentes relaciones de resistencia-peso. Esta investigación tiene algunas limitaciones. Los científicos utilizan métodos rudimentarios porque carecen de datos detallados de energía de los procesos de fabricación de bicicletas, y algunos estudios provienen de fabricantes que pagan a investigadores para revisar la sostenibilidad de sus productos. Sin embargo, en conjunto, los resultados son bastante consistentes. Por brevedad, me centraré en las emisiones (CO2 = equivalentes de CO2) e ignoraré otros impactos ambientales.

Antes de la década de 1980, prácticamente todas las bicicletas estaban hechas de acero.

Reynolds, un fabricante británico conocido por sus tubos de bicicleta, descubrió que fabricar un marco de acero emite 17.5 kg de CO2, mientras que un marco de titanio o acero inoxidable emite alrededor de 55 kg de CO2 por marco, tres veces más. ⁴ Starling Cycles, un raro productor de bicicletas de montaña de acero, concluyó que un marco de carbono típico usa 16 veces más energía que un marco de acero. ⁵ (Eso serían 280 kg de CO2). Un estudio independiente de 2014, el primero de su tipo, calculó la huella de carbono de un marco de bicicleta de carretera de aluminio con horquilla de carbono de la marca “Specialized” y encontró que el costo es de 2,380 kilovatios-hora de energía primaria y más de 250 kg de carbono, aproximadamente 14 veces el de un marco de acero (sin horquilla) según el cálculo de Reynolds. ²

Una bicicleta es más que solo un marco. Los análisis del ciclo de vida de bicicletas completas muestran que la huella de carbono de todos los demás componentes es al menos tan grande como la de un marco de acero. ⁶ Los científicos han calculado las emisiones de carbono durante toda la vida útil de una bicicleta de acero en 35 kg de CO2, en comparación con 212 kg de CO2 para una bicicleta de aluminio. ⁷⁸ El análisis de ciclo de vida más detallado establece la huella de carbono de una bicicleta de aluminio de 18.4 kg en 200 kg de CO2, incluyendo sus repuestos, para una vida útil de 15,000 km. La fase de impacto principal es la preparación de materiales (74%; aluminio, acero inoxidable, goma), seguida de la fase de mantenimiento (15.5% para 3.5 juegos nuevos de neumáticos, seis pastillas de freno, una cadena y una cassette) y la fase de ensamblaje (5%). ⁹

Dónde y cómo se fabrican las bicicletas

Mis bicicletas de acero datan de una época en la que la mayoría de los países industrializados tenían industrias nacionales de bicicletas establecidas que atendían a su mercado nacional. ³ Estas industrias colapsaron en Europa y América del Norte después de la globalización neoliberal a fines de la década de 1970. China se abrió a la inversión extranjera y rápidamente se convirtió en el mayor fabricante de bicicletas del mundo. Durante las últimas dos décadas, China ha fabricado dos tercios de las bicicletas del mundo (60-70 millones de 110 millones anualmente). La mayoría del resto proviene de otros países asiáticos. Europa volvió a producir diez millones de bicicletas anualmente, pero Estados Unidos solo fabrica 60,000 bicicletas por año. ³

A lo largo del siglo XX, la fabricación de bicicletas requería importantes aportes de mano de obra humana. ³ Según el Routledge Companion to Cycling, “las ruedas se ensartaban y centraban manualmente; los marcos se construían a mano; la fabricación de sillines era laboriosa; los auriculares, los conglomerados de engranajes (bloques), los cables de freno y los engranajes se atornillaban físicamente”. Desde la década de 2000, la automatización ha reducido considerablemente la necesidad de mano de obra humana. El fabricante chino de bicicletas más grande, que construye una quinta parte de las bicicletas del mundo, tiene 42 líneas de ensamblaje de bicicletas que fabrican 55,000 bicicletas al día, casi tanto como Estados Unidos en un año. ³

Las industrias nacionales de bicicletas en Europa y América del Norte colapsaron después de la globalización neoliberal a fines de la década de 1970.

La globalización y la automatización de la industria de bicicletas hacen que las bicicletas sean menos sostenibles. En primer lugar, introducen emisiones adicionales por transporte (de materias primas, componentes y bicicletas) y por la producción y operación de robots y otras maquinarias. En segundo lugar, la producción de acero, aluminio, compuestos de fibra de carbono y electricidad es más intensiva en energía y carbono en China y otros países productores de bicicletas que en Europa y América del Norte. ¹⁰ Sin embargo, lo más importante es que la producción automatizada a gran escala representa un capital hundido que debe estar funcionando la mayor parte del tiempo para distribuir los costos fijos, impulsando la sobreproducción. ³

Duración de las bicicletas

Cuánta energía y otros recursos se necesitan para construir una bicicleta y entregarla a un ciclista es solo la mitad de la historia. Al menos tan importante es cuánto dura la bicicleta. Cuanto más corta sea su vida útil, más vehículos se necesitan producir a lo largo de la vida de un ciclista, y mayor se vuelve el uso de recursos.

Para una larga esperanza de vida, algunas partes de una bicicleta necesitan ser reemplazadas. Estas son típicamente piezas más pequeñas como cambiadores, cadenas y frenos. ¹¹ Hasta hace unas décadas, la compatibilidad de los componentes era una característica distintiva de la fabricación de bicicletas. ¹² Mis bicicletas son un ejemplo perfecto de esto. La mayoría de los componentes, como ruedas, sistema de cambios y frenos, son intercambiables entre los diferentes marcos, aunque cada vehículo sea de otra marca y año de construcción. La compatibilidad de los componentes permite un mantenimiento fácil y una mayor capacidad de reparación, aumentando así la vida útil de una bicicleta. Las tiendas de bicicletas en los pueblos más pequeños pueden reparar todo tipo de bicicletas con un conjunto limitado de herramientas y repuestos. ¹² Los ciclistas pueden hacer reparaciones menores en casa.

Desafortunadamente, la compatibilidad es apenas una característica de la fabricación de bicicletas en la actualidad. Los fabricantes han introducido un número creciente de piezas patentadas y siguen cambiando estándares, lo que resulta en problemas de compatibilidad incluso para bicicletas más antiguas de la misma marca. ¹³ Por ejemplo, si el cambiador de una bicicleta moderna se rompe después de algunos años de uso, es probable que ya no esté disponible una pieza de repuesto. Deberás pedir un nuevo conjunto de una nueva generación, que será incompatible con tu desviador delantero y trasero, que también necesitarás reemplazar. ¹² Para las bicicletas de carretera, el cambio de cuerpos de cassette con diez piñones (alrededor de 2010) a cuerpos de cassette con once, doce y más recientemente trece piñones ha vuelto obsoletos muchos juegos de ruedas, y lo mismo ocurre con el resto de la transmisión, incluyendo los cambiadores y las cadenas. ¹²¹

Antes de los años 80, casi todos los componentes de las bicicletas podían intercambiarse entre diferentes marcas y modelos.

Hoy en día, los frenos de disco, que se encuentran en casi todas las bicicletas nuevas, tienen diseños de ejes diferentes, lo que significa que cada vehículo ahora necesita piezas de repuesto específicas. ¹ Además, los frenos de disco implicaron la necesidad de nuevos cambiadores, horquillas, juegos de cuadros, cables y ruedas, lo que hace que estas bicicletas sean incompatibles con los modelos anteriores. ¹² Este aumento en piezas exclusivas hace que sea cada vez más complicado mantener una bicicleta en funcionamiento a través de mantenimiento, reutilización y restauración. A medida que crece el número de componentes que no son compatibles entre sí, se vuelve imposible para las tiendas de bicicletas tener un inventario completo de piezas de repuesto. ¹²

La falta de compatibilidad entre componentes va de la mano con una disminución en la calidad de estos. Tomemos como ejemplo el sillín, que rara vez dura más que el conjunto del cuadro porque se agrieta en la parte inferior. ¹² Un poco más de material haría que durara para siempre, como lo demuestran todos los sillines de mis bicicletas de carretera con entre 40 y 50 años de antigüedad. La baja calidad afecta a algunas partes de bicicletas caras, pero es especialmente problemática para bicicletas económicas fabricadas completamente con componentes de baja calidad. A estas bicicletas económicas, a las que los mecánicos se refieren como “bicicletas destinadas a fallar” o “objetos con forma de bicicleta”, a menudo se les incorporan piezas de plástico que se rompen fácilmente y no se pueden reemplazar ni mejorar. Estos vehículos suelen durar solo unos pocos meses. ¹³¹⁴

Ilustración: [Diego Marmolejo](https://www.instagram.com/ddidak/).

Cómo se alimentan las bicicletas

Hasta ahora, solo nos hemos ocupado de las bicicletas impulsadas completamente por humanos, pero las bicicletas con motores eléctricos están ganando cada vez más popularidad. La cantidad de bicicletas eléctricas vendidas en todo el mundo aumentó de 3.7 millones en 2019 a 9.7 millones en 2021 (el 10% de las ventas totales de bicicletas y hasta el 40% en algunos países como Alemania). Las bicicletas eléctricas refuerzan ambas tendencias que hacen que las bicicletas sean menos sostenibles. Por un lado, los motores eléctricos y las baterías requieren recursos adicionales como litio, cobre e imanes, aumentando el uso de energía y las emisiones en la fabricación de bicicletas. Los investigadores han calculado que las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por la fabricación de una bicicleta eléctrica de aluminio son de 320 kg. ⁸ Esto se compara con 212 kg para la producción de una bicicleta de aluminio sin asistencia y 35 kg para una bicicleta de acero sin asistencia.

Por otro lado, la esperanza de vida de una bicicleta eléctrica es más corta que la de una bicicleta de dos ruedas sin asistencia porque tiene más puntos de falla. La avería de los componentes adicionales, como el motor, la batería y la electrónica, conduce a un ciclo de vida más corto debido a la incompatibilidad de los componentes. Un estudio académico sobre la circularidad en la industria de fabricación de bicicletas observa un aumento significativo en los componentes defectuosos en comparación con las bicicletas sin asistencia y concluye que “la gran dinámica del mercado debido a innovaciones regulares, renovaciones de productos y la falta de piezas de repuesto para modelos más antiguos hacen que el uso a largo plazo por parte de los clientes sea mucho más difícil que para las bicicletas convencionales”. ¹⁵

Las bicicletas eléctricas refuerzan ambas tendencias que hacen que las bicicletas sean menos sostenibles.

Además, las bicicletas eléctricas requieren electricidad para su funcionamiento, aumentando aún más el uso de recursos y las emisiones. Este impacto es relativamente pequeño en comparación con la fase de fabricación. Después de todo, los humanos proporcionan parte de la potencia y el uso de electricidad de una bicicleta eléctrica (25 km/h) es de solo alrededor de 1 kilovatio-hora por cada 100 km. La intensidad promedio de las emisiones de gases de efecto invernadero de la generación de electricidad en Europa en 2019 fue de 275 gCO2/kWh. ¹⁶ Si una bicicleta eléctrica dura 15,000 km, cargar la batería solo agrega 41 kg de CO2, en comparación con los 320 kg para producir la bicicleta (de aluminio). Incluso en los EE. UU. y China, donde la intensidad de carbono de la red eléctrica es un 50-100% más alta que el valor europeo, la producción de bicicletas eléctricas domina las emisiones y el uso total de energía.

Ciclos de carga

La combinación de materiales intensivos en energía, vidas útiles cortas y asistencia de motor eléctrico puede aumentar las emisiones a lo largo del ciclo de vida a niveles sorprendentes, especialmente para los ciclos de carga. Estos vehículos son más grandes y más pesados que las bicicletas de pasajeros y necesitan motores y baterías más potentes. Hay muy pocos análisis de ciclo de vida de los ciclos de carga. Sin embargo, un estudio reciente calculó las emisiones a lo largo del ciclo de vida de un ciclo de carga eléctrico de fibra de carbono en 80 gCO2 por kilómetro, solo la mitad que las de una furgoneta eléctrica (158 gCO2/km). ¹⁷ Los investigadores explican esto por la diferencia en kilometraje durante toda la vida útil, 34,000 km en comparación con 240,000 km para la furgoneta, y los compuestos de fibra de carbono en muchos componentes, incluido el chasis del vehículo. Las emisiones a lo largo del ciclo de vida del ciclo de carga, incluida la electricidad utilizada para cargar su batería, ascienden a 2,689 kg. Eso es casi 40 veces las emisiones a lo largo del ciclo de vida de dos bicicletas de acero (cada una con un kilometraje durante toda la vida útil de 15,000 km).

Ampliar la vida útil de las bicicletas eléctricas tiene menos impacto en las emisiones a lo largo del ciclo de vida en comparación con las bicicletas sin asistencia. Esto se debe a que la batería debe reemplazarse cada 3 a 4 años y el motor cada diez años, lo que aumenta el uso de recursos para piezas de repuesto. ¹¹ Esto se demuestra mediante un análisis de ciclo de vida de un ciclo de carga eléctrico de acero con una esperanza de vida estimada de 20 años. ¹⁸ Durante su vida útil, el vehículo utiliza cinco baterías (cada una pesando 8.5 kg), dos motores y 3.5 juegos de neumáticos. La mayoría de las emisiones a lo largo del ciclo de vida son causadas por estas piezas de repuesto, siendo las baterías responsables del 40% del total de emisiones. En comparación, las emisiones por el marco de acero son casi insignificantes. ¹⁸ Este ciclo de carga en particular fue construido para carreteras africanas y no es completamente representativo del ciclo de carga promedio, principalmente debido a sus neumáticos pesados.

Los ciclos de carga tienen otra desventaja. Las bicicletas de pasajeros y los automóviles generalmente transportan solo a una persona, lo que significa que un kilómetro de pasajero en una bicicleta es aproximadamente igual a un kilómetro de pasajero en un automóvil. Sin embargo, para la carga, la comparación de toneladas-kilómetros es más complicada. Si la carga es relativamente ligera, generalmente hasta 150 kg, el ciclo de carga eléctrico será menos intensivo en carbono que una furgoneta. Sin embargo, cargas más pesadas requieren varios ciclos de carga para reemplazar una furgoneta, lo que multiplica las emisiones incorporadas. ¹⁸ Cambiar a ciclos de carga sin reducir significativamente el volumen de carga es poco probable que ahorre emisiones. Obviamente, los ciclos de carga con marcos de acero y sin motores y baterías eléctricos, que aún son la mayoría, tendrán emisiones de carbono mucho menores a lo largo de sus vidas útiles.

Cómo se utilizan las bicicletas

En los últimos años, muchas ciudades han introducido servicios de bicicletas compartidas. En teoría, las bicicletas compartidas podrían reducir el número de bicicletas producidas y, por lo tanto, disminuir el impacto ambiental de la producción de bicicletas. Sin embargo, la construcción y operación de servicios de bicicletas compartidas añaden un uso significativo de energía y emisiones. Además, las bicicletas compartidas no duran tanto como las bicicletas de propiedad privada. En consecuencia, los servicios de bicicletas compartidas refuerzan aún más las tendencias que hacen que las bicicletas sean menos sostenibles.

Un estudio de 2021 compara el impacto ambiental de las bicicletas compartidas y privadas, incluyendo la infraestructura que cada opción requiere. Concluye que las bicicletas personales son más sostenibles que las bicicletas compartidas. ⁸ La investigación se basa en el sistema Vélib en París, Francia, que tiene 19,000 vehículos, aproximadamente la mitad con un motor eléctrico. La fabricación de vehículos y la infraestructura para bicicletas compartidas causan más del 90% de las emisiones y el uso de energía. Las emisiones restantes se deben a la construcción de carriles para bicicletas (3.5%), el reequilibrio de las bicicletas para mantener todas las estaciones óptimamente abastecidas (2%), y la electricidad utilizada para cargar las baterías de las bicicletas eléctricas (0.3%). En total, una bicicleta compartida del sistema Vélib tiene una tasa de emisión de 32 g CO2/km, que es de tres a diez veces más alta que la tasa de una bicicleta personal (entre 3.5 g CO2/km para una bicicleta de acero y 10.5 g CO2/km para una bicicleta de aluminio). ⁸

La construcción y operación de servicios de bicicletas compartidas añaden un uso significativo de energía y emisiones.

Los científicos encontraron que el servicio de bicicletas compartidas provocó una disminución del 15% en la propiedad de bicicletas. Sin embargo, también calcularon que la vida útil promedio de una bicicleta compartida es solo de 14.7 meses, con un kilometraje promedio de por vida de 12,250 km. En comparación, la vida útil promedio de una bicicleta personal en Francia, según una encuesta de 2020, es de alrededor de 20,000 km, casi un 50% más alta que la de las bicicletas compartidas. El sistema Vélib incluye 14,000 estaciones de bicicletas compartidas con una superficie total de 92,000 m2 y una vida útil estimada de diez años. Cada uno de los 46,500 muelles consta de 23 kg de acero y 0.5 kg de plástico. El consumo de energía de cada estación de bicicletas compartidas es de alrededor de 6,000 kWh por año. Debido al alto impacto de la infraestructura, las emisiones a lo largo del ciclo de vida de las bicicletas eléctricas compartidas son solo un 24% más altas que las de los vehículos compartidos no eléctricos. ⁸

La huella ambiental de los sistemas de bicicletas compartidas puede variar significativamente entre ciudades. Un análisis del ciclo de vida de los servicios de bicicletas compartidas en los Estados Unidos encontró emisiones de carbono de 65 g CO2/km, el doble que en París. ¹⁹ Esto se debe en gran parte a que los sistemas estadounidenses reequilibran las bicicletas utilizando furgonetas diésel, mientras que el servicio francés emplea tractores eléctricos. El estudio en los Estados Unidos también examina la nueva generación de servicios de bicicletas compartidas “sin estación”, que obtienen resultados aún peores. Las bicicletas compartidas sin estación pueden estacionarse en cualquier lugar y localizarse a través de una aplicación para teléfonos inteligentes. Aunque esto elimina la necesidad de estaciones, cada bicicleta requiere componentes electrónicos intensivos en energía, y el sistema también genera emisiones a través de las redes de comunicación. ¹⁹¹⁰ Además, los sistemas sin estación requieren más bicicletas e implican más reequilibrio.

Un análisis del ciclo de vida de los servicios de bicicletas compartidas en China, muchos de ellos sistemas sin estación, muestra tasas de daño elevadas y bajas tasas de mantenimiento para las bicicletas. La tasa de daño anual es del 10-20% para las bicicletas reforzadas y del 20-40% para vehículos más ligeros que se han vuelto más comunes. En la práctica, una bicicleta compartida se convierte en chatarra cuando la parte de la bicicleta con la durabilidad más baja se rompe. La reparación prácticamente no ocurre. ¹⁰ Finalmente, cuando las empresas quiebran, el sistema de bicicletas compartidas crea montañas de desechos, incluidas bicicletas en buen estado. ¹⁰ ¹

Imagen: Emisiones de carbono a lo largo del ciclo de vida por kilómetro al andar en bicicleta. Gráfico: Marie Verdeil. Fuentes de datos: [^8][^17][^19][^26].

No todas las bicicletas reemplazan a un automóvil

Nada de esto debería desanimar el uso de la bicicleta. Incluso las bicicletas menos sostenibles son significativamente menos insostenibles que los automóviles. La huella de carbono para fabricar un automóvil a gasolina o diésel oscila entre 6 toneladas (Citroen C1) y 35 toneladas (Land Rover Discovery). ²⁰ En consecuencia, la producción de un automóvil pequeño como el C1 produce tantas emisiones como la fabricación de 171 bicicletas de acero o 28 bicicletas de aluminio. Además, los automóviles también tienen una alta huella de carbono por el uso de combustible, mientras que las bicicletas son totalmente o parcialmente impulsadas por energía humana. ²¹ Los automóviles eléctricos tienen mayores emisiones en la producción, pero menores emisiones en su operación (aunque eso depende enteramente de la intensidad de carbono de la red eléctrica).

La bicicleta incluso mantiene su ventaja cuando se tiene en cuenta su kilometraje de vida mucho más corto. ²² Los automóviles a gasolina y diésel ahora alcanzan más de 300,000 km, el doble de su vida útil en las décadas de 1960 y 1970. ²³ Si una bicicleta dura 20,000 km, se necesitarían 15 bicicletas para cubrir 300,000 km. Si son bicicletas de acero sin motor eléctrico, la huella de carbono total para la fabricación sigue siendo seis veces menor que la de un automóvil pequeño: 1,050 kg de CO2. Si las bicicletas están hechas de aluminio y tienen motores eléctricos, las emisiones aumentan a 4,800 kg de CO2, aún por debajo de la huella de carbono de fabricación del automóvil pequeño.

Sin embargo, no todas las bicicletas reemplazan a un automóvil. Esto es especialmente relevante para las bicicletas compartidas y eléctricas: los estudios muestran que principalmente sustituyen a alternativas de transporte más sostenibles, como caminar, usar una bicicleta sin asistencia o privada, o viajar en metro. ¹⁹ ²⁴ En París, las bicicletas compartidas tienen tres veces más emisiones que el transporte público eléctrico. ⁸ Además, muchas bicicletas con una huella de carbono intensiva se compran para recreación y no tienen la intención de reemplazar a los automóviles en absoluto; incluso podrían implicar más uso de automóviles cuando los ciclistas salen de la ciudad para hacer un viaje a la naturaleza. En todos estos casos, las emisiones aumentan en lugar de disminuir.

Cómo hacer que las bicicletas sean sostenibles nuevamente

En conclusión, hay varias razones por las cuales las bicicletas se han vuelto menos sostenibles: el cambio de acero a aluminio y otros materiales más intensivos en energía, la expansión de la industria manufacturera de bicicletas, el aumento de la incompatibilidad y la disminución de la calidad de los componentes, el creciente éxito de las bicicletas eléctricas y el uso de servicios de bicicletas compartidas. En su mayoría, estos aspectos no son problemáticos en sí mismos. Más bien, es la combinación de tendencias lo que conduce a diferencias significativas con las bicicletas de generaciones anteriores.

Por ejemplo, según los datos mencionados anteriormente, la fabricación de una bicicleta eléctrica hecha de acero tendría una huella de carbono de 143 kg. Aunque eso representa cuatro veces las emisiones de una bicicleta de acero sin asistencia, está por debajo de la huella de carbono de una bicicleta de aluminio sin motor eléctrico (212 kg). Especialmente si la batería se carga con energía renovable, andar en una bicicleta eléctrica puede ser más sostenible que andar en una sin motor. De manera similar, una bicicleta de aluminio con una larga vida útil, por ejemplo, a través de la compatibilidad de componentes, podría tener una huella de carbono menor que una bicicleta de acero con una vida útil más limitada.

Muchos investigadores abogan por volver a producir bicicletas de acero en lugar de aluminio y otros materiales más intensivos en energía. Esto aportaría ganancias significativas en sostenibilidad a un costo relativamente bajo, ligeramente más pesado. Los marcos de acero también harían que las bicicletas eléctricas y compartidas fueran menos intensivas en carbono. Algunos investigadores promueven los marcos de bicicletas de bambú, pero el beneficio en comparación con los marcos de acero a la antigua o incluso de aluminio no está claro. ²⁵ Una “bicicleta de bambú” todavía requiere ruedas y muchas otras partes hechas de metal o compuestos de fibra de carbono, y los tubos del marco suelen estar unidos por fibra de carbono o partes de metal. ⁶ Además, el bambú se trata químicamente contra la descomposición y se vuelve no biodegradable. ¹

Volver a la fabricación local y menos automatizada es un requisito para bicicletas sostenibles.

Una mayor compatibilidad de componentes aumentaría la vida útil de las bicicletas, incluso las eléctricas, a través de reparaciones y renovaciones. Esto no traería desventajas para los consumidores, sino todo lo contrario. Sin embargo, a diferencia de cambiar a marcos de acero, una mejor compatibilidad de componentes perjudicaría las ventas de nuevas bicicletas. Un estudio concluye que “el abandono de la estandarización es un modelo de negocio rentable porque asegura que las bicicletas solo se pueden usar durante cierto tiempo”. ¹ La disminución de la sostenibilidad de las bicicletas no es un problema tecnológico, y no es exclusivo de las bicicletas. También lo vemos en la fabricación de otros productos, como los ordenadores. Un mecánico de bicicletas observa: “El problema aquí es el capitalismo; no son las bicicletas”. ¹⁴

Volver a la fabricación local y menos automatizada de bicicletas es un requisito para lograr bicicletas sostenibles. La razón principal no es el uso adicional de energía generado por el transporte y la maquinaria, que es relativamente pequeño. Por ejemplo, el envío desde China agrega alrededor de 0.7 a 1.2 gCO2/km para bicicletas compartidas. ⁸ Más importante aún, la fabricación de bicicletas de manera local y manual es esencial para hacer que la reparación y la renovación sean opciones económicamente más atractivas. Por definición, la reparación es local y manual, por lo que rápidamente se vuelve más cara que producir un vehículo nuevo en una fábrica automatizada a gran escala. ¹⁰ Las bicicletas fabricadas localmente aumentarían el precio de compra para los consumidores. Sin embargo, una mejor capacidad de reparación permitiría una vida útil más larga y un menor costo a largo plazo. Abordar el robo de bicicletas y los problemas de estacionamiento también es esencial, ya que a menudo son motivo para comprar bicicletas baratas y de corta duración. ²⁶

Finalmente, los servicios de bicicletas compartidas pueden tener su lugar, y probablemente veremos más mejoras en su eficiencia de recursos; las estaciones de bicicletas compartidas más nuevas en París han reducido su consumo de energía en un factor de seis. ⁸ Sin embargo, es poco probable que las bicicletas compartidas sean más sostenibles que las bicicletas privadas, ya que siempre requieren reequilibrio y una infraestructura de alta tecnología para que el servicio funcione. Además, crear un vínculo con tu bicicleta puede ser un fuerte incentivo para cuidarla bien y así aumentar su vida útil, como puedo atestiguar.

Szto, Courtney, and Brian Wilson. “Reduce, re-use, re-ride: Bike waste and moving towards a circular economy for sporting goods.” International Review for the Sociology of Sport (2022): 10126902221138033. https://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1177/10126902221138033 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Johnson, Rebecca, Alice Kodama, and Regina Willensky. “The complete impact of bicycle use: analyzing the environmental impact and initiative of the bicycle industry.” (2014). https://dukespace.lib.duke.edu/dspace/bitstream/handle/10161/8483/Duke_MP_Published.pdf ↩︎ ↩︎
Norcliffe, Glen, et al., eds. Routledge Companion to Cycling. Taylor & Francis, 2022. https://www.routledge.com/Routledge-Companion-to-Cycling/Norcliffe-Brogan-Cox-Gao-Hadland-Hanlon-Jones-Oddy-Vivanco/p/book/9781003142041 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Cole, Emma. “What’s the environmental impact of a steel bicycle frame?” Cyclist, November 7, 2022. https://www.cyclist.co.uk/in-depth/11003/steel-bike-frame-environmental-impact ↩︎
Mercer, Liam. “Starling Cycles publishes environmental footprint assessment and policy.” Off-road.cc, July 2022. https://off.road.cc/content/news/starling-cycles-publishes-environmental-footprint-assessment-and-policy-10513 ↩︎
Chang, Ya-Ju, Erwin M. Schau, and Matthias Finkbeiner. “Application of life cycle sustainability assessment to the bamboo and aluminum bicycle in surveying social risks of developing countries.” 2nd World Sustainability Forum, Web Conference. 2012. https://sciforum.net/manuscripts/953/original.pdf ↩︎ ↩︎
Chen, Jingrui, et al. “Life cycle carbon dioxide emissions of bike sharing in China: Production, operation, and recycling.” Resources, Conservation and Recycling 162 (2020): 105011. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921344920303281 ↩︎
De Bortoli, Anne. “Environmental performance of shared micromobility and personal alternatives using integrated modal LCA.” Transportation Research Part D: Transport and Environment 93 (2021): 102743. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S136192092100047X ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Roy, Papon, Md Danesh Miah, and Md Tasneem Zafar. “Environmental impacts of bicycle production in Bangladesh: a cradle-to-grave life cycle assessment approach.” SN Applied Sciences 1 (2019): 1-16. https://link.springer.com/article/10.1007/s42452-019-0721-z ↩︎
Mao, Guozhu, et al. “How can bicycle-sharing have a sustainable future? A research based on life cycle assessment.” Journal of Cleaner Production 282 (2021): 125081. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652620351258 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Leuenberger, Marianne, and Rolf Frischknecht. “Life cycle assessment of two wheel vehicles.” ESU-Services Ltd.: Uster, Switzerland (2010). https://treeze.ch/fileadmin/user_upload/downloads/Publications/Case_Studies/Mobility/leuenberger-2010-TwoWheelVehicles.pdf ↩︎ ↩︎
Erik Bronsvoort & Matthijs Gerrits. “From marginal gains to a circular revolution”. Paperback (full-colour): 160 pages, ISBN: 978-94-92004-93-2, Warden Press, Amsterdam. https://circularcycling.nl/product/from-marginal-gains-to-a-circular-revolution/ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
US petition that calls for end o built to fail bikes gaining support in BC. https://vancouversun.com/news/local-news/u-s-petition-that-calls-for-end-of-built-to-fail-bikes-gaining-support-in-b-c ↩︎
Aaron Gordon. “Mechanics Ask Walmart, Major Bike Manufacturers to Stop Making and Selling ‘Built-to-Fail’ Bikes”, Vice, January 13, 2022. https://www.vice.com/en/article/wxdgq9/mechanics-ask-walmart-major-bike-manufacturers-to-stop-making-and-selling-built-to-fail-bikes ↩︎ ↩︎
Koop, Carina, et al. “Circular business models for remanufacturing in the electric bicycle industry.” Frontiers in Sustainability 2 (2021): 785036. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frsus.2021.785036/full ↩︎
https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/overview-of-the-electricity-production-3/assessment ↩︎
Temporelli, Andrea, et al. “Last mile logistics life cycle assessment: a comparative analysis from diesel van to e-cargo bike.” Energies 15.20 (2022): 7817.. https://www.mdpi.com/1996-1073/15/20/7817 ↩︎
Schünemann, Jaron, et al. “Life Cycle Assessment on Electric Cargo Bikes for the Use-Case of Urban Freight Transportation in Ghana.” Procedia CIRP 105 (2022): 721-726. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212827122001214 ↩︎ ↩︎ ↩︎
Luo, Hao, et al. “Comparative life cycle assessment of station-based and dock-less bike sharing systems.” Resources, Conservation and Recycling 146 (2019): 180-189. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921344919301090 ↩︎ ↩︎ ↩︎
https://www.theguardian.com/environment/green-living-blog/2010/sep/23/carbon-footprint-new-car ↩︎
Bicycles are entirely or partly powered by food calories. Some people argue that the life cycle energy requirements of bicycles are higher than other modes, when one considers the impact of food require to provide additional calories that are burned during the bicycle use. However, the majority of people in car-centered societies take in more calories than their sedentary lifestyle requires. Increased cycling would lead to lower obesity rates, not to higher calorie intakes. ↩︎
This a purely theoretical calculation, because cars encourage much longer trips than bicycles. ↩︎
Ford, Dexter. “As Cars Are Kept Longer, 200,000 Is New 100,000.” New York Times, March 16, 2012. https://www.nytimes.com/2012/03/18/automobiles/as-cars-are-kept-longer-200000-is-new-100000.html?_r=2&ref=business&pagewanted=all& ↩︎
Zheng, Fanying, et al. “Is bicycle sharing an environmental practice? Evidence from a life cycle assessment based on behavioral surveys.” Sustainability 11.6 (2019): 1550. https://www.mdpi.com/2071-1050/11/6/1550 ↩︎
A comparison of the life cycle emissions of a bamboo versus an aluminium bicycle showed little difference (233 vs. 238 kg CO2). [6] ↩︎
Larsen, Jonas, and Mathilde Dissing Christensen. “The unstable lives of bicycles: the ‘unbecoming’of design objects.” Environment and Planning A: Economy and Space 47.4 (2015): 922-938. https://orca.cardiff.ac.uk/id/eprint/131212/1/M%20Christensen%202015%20the%20unstable%20lives%20of%20bicycles%20ver2%20postprint.pdf ↩︎

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

Wed, 24 Oct 2012 00:00:00 +0000

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.

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.

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.

La 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).

Debido 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.

Imagen: [Bill Bates](http://www.flickr.com/wmbates/sets)

Incluso 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.

Curiosamente, 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).

Por 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.

Seguir leyendo: 1 / 2.

El Velomóvil Eléctrico: Rápido y Cómodo Como un Automóvil, 80 Veces Más Eficiente (parte 2)

Wed, 24 Oct 2012 00:00:00 +0000

Fotografia: Windexplorer, vehiculo completamente eléctrico basado en el concurso de velomóviles DuoQuest.

Podríamos imaginar a los gobiernos de todo el mundo alentando el uso de vehículos que, siendo 80 veces más eficientes a un coche eléctrico, ofrecen además una velocidad y autonomía similares.

Sin embargo, la realidad demuestra todo lo contrario. El mayor obstáculo con el que fabricantes y conductores de velomóviles eléctricos tropiezan está en la legislación. Muchos países han prohibido, eficazmente, los velomóviles eléctricos al limitar la velocidad, la potencia de salida y el uso del motor eléctrico.

Part 1 / Part 2.

El principal problema es que el motor puede asistir al conductor sólo hasta una determinada velocidad : 25 km/h en la mayoría de países europeos, y 32 km/h en la mayoría de estados americanos y canadienses. En relación a la bicicleta eléctrica, limitar la asistencia eléctrica a los 25 o 32 km/h no presenta complicaciones, ya que pocos ciclistas alcanzan velocidades de crucero superiores. Por tanto, el motor eléctrico puede asistir al ciclista de manera continua, aumentando la velocidad o reduciendo el esfuerzo. Sin embargo, los conductores de velomóviles con una condición física buena o media alcanzan velocidades de crucero de 35 a 50 km/h. Esto significa que, en el peor caso, el motor eléctrico sólo puede ayudar al conductor hasta que alcance la mitad de velocidad de crucero.

Por encima de esa velocidad, el motor eléctrico y la batería se convierten en una desventaja antes que una ayuda, debido a que el conductor debe proporcionar más potencia durante la aceleración a fin de impulsar el peso adicional a la velocidad de crucero. Una vez alcanzada la velocidad de crucero, el motor tampoco sirve de nada. Sólo durante el ascenso, cuando el velomóvil esté en dificultades para alcanzar velocidades superiores a 25 km/h, la asistencia eléctrica es una ventaja dentro de los límites de la ley.

Vehículo Ilegal

Aparte de la limitar la velocidad, la legislación introduce dos barreras adicionales en los ciclos de asistencia eléctrica (una categoría legal que incluye a los velomóviles). En primer lugar, la salida del motor está limitada a 250 vatios en la mayoría de países europeos, a 500 vatios en la mayoría de estados canadienses, y a 750 vatios en la mayoría de estados de EE.UU. En segundo lugar, se requiere que el motor pare su funcionamiento cada vez que el conductor deje de pedalear. La conducción exclusivamente eléctrica no está permitida, incluso aunque se alterne con el pedaleo.

En algunos países y estados de EE.UU, los velomóviles eléctricos pueden registrarse como ciclomotores o motocicletas, lo que permite conducirlos legalmente. No obstante, esto introduce varios inconvenientes. El conductor debe tener una edad mínima determinada y obtener una licencia, mientras que el vehículo requiere de un seguro y una etiqueta o placa de matrícula. También estaría sujeto a una inspección anual. Y lo más importante, los velomóviles eléctricos registrados como ciclomotores o motocicletas están regulados como vehículos de motor, y no como productos de consumo, lo cual introduce requisitos adicionales de seguridad y pruebas rigurosas antes de salir al mercado. El cumplimiento de estos criterios es un asunto costoso para los productores de velomóviles, que suelen ser empresas muy pequeñas.

Dentro del marco legal, el motor eléctrico y la batería son una desventaja antes que una ayuda

En Bélgica, como en la mayoría de países europeos, no está permitido homologar los velómoviles eléctricos como un ciclomotor o motocicleta. En consecuencia, el eWAW que probé no es un vehículo legal. Se violaron dos de las tres regulaciones: tenía quitado el sensor que detiene el motor a velocidades por encima de los 25 km/h, y el motor podía ser operado a voluntad del conductor, permitiendo la conducción sin pedaleo.

Limbo Legal

Las leyes que se ocupan de los ciclos de asistencia eléctrica pueden variar extremadamente de unos países a otros, estados, provincias o incluso municipios. En Alemania, se consideran bicicletas los ciclos con asistencia eléctrica de hasta 250 vatios y 25 km/h, mientras que los ciclos de asistencia eléctrica de hasta 500 vatios y 45 km/h son considerados ciclomotores. En Suiza, en cambio, se consideran ciclomotores los ciclos de asistencia eléctrica de hasta 250 vatios y 25 km/h, mientras que aquellos que alcancen hasta 1,000 vatios pueden registrarse como motocicletas, en cuyo caso no existe en absoluto una limitación de la velocidad. En Austria, los ciclos pueden tener una asistencia eléctrica de hasta 600 vatios y 45 km/h sin dejar de ser considerados como una bicicleta.

Imagen: The Wind Explorer.

En los Estados Unidos, los límites de potencia máxima del motor varían de 750 a 5,000 vatios, dependiendo del estado. En algunos estados, los ciclos con una asistencia eléctrica de velocidades de hasta 30, 40 o incluso 60 mph (48, 64 y 94 km/h) son considerados bicicletas. En otros estados, todos los ciclos con asistencia eléctrica son regulados como ciclomotores, independientemente de la potencia del motor y la velocidad. Algunos estados no tienen leyes y otros sitúan los ciclos eléctricos fuera de la ley por completo. Para complicar más las cosas, varios países y estados también regulan cosas como la altura del asiento, la distancia de frenado, el tipo de transmisión, el peso del vehículo, el diámetro de las ruedas o el número de ruedas (algunos permiten dos y tres ruedas, pero no cuatro ruedas; otros permiten dos o cuatro ruedas pero no tres ruedas).

Cualquier coche con una velocidad tope de 270 Km/h puede ser conducido en qualquier rincón de la Tierra, mientras que un velomóvil eléctrico con asistencia eléctrica de hasta 50Km/h es ilegal en la mayoría de países

Las regulaciones por carretera son incluso más confusas, porque a menudo se complican con restricciones provinciales y municipales. Generalmente, si los velomóviles eléctricos son registrados como bicicletas, deben circular por los carriles bici y los caminos para bicicletas siempre que sea posible, mientras que los velomóviles registrados como ciclomotores o motocicletas están obligados a compartir la carretera con los coches. Sin embargo, se dan muchas excepciones, creando un limbo legal.

En pronunciado contraste, las leyes que regulan la potencia del motor y la velocidad de los coches, son iguales en todo el mundo. En particular, tanto la potencia de salida del motor como la velocidad máxima son abandonados en total libertad. Esto nos lleva al hecho muy extraño de que un coche, por ejemplo un Porsche Cayenne Turbo S con un peso de 2,355 kg, un motor de 38,2000 vatios y una velocidad máxima de 270 km/h, puede conducirse en cualquier rincón de la Tierra, mientras que un velomóvil eléctrico con un peso de 35 kg, un motor de 250 vatios y una asistencia eléctrica de hasta 50 km/h es ilegal en la mayoría de los países.

Una legislación consecuente limitaría la potencia del motor y la velocidad tanto de coches como velomóviles, o bien dejaría sin regular la potencia del motor y la velocidad del vehículo en ambos casos, combinándolo con una velocidad máxima en las carreteras y los controles de velocidad.

¿Hacia una nueva clase de vehículos?

La compleja situación legal en la que se encuentra el velomóvil es reveladora. El velomóvil, y en especial el velomóvil de asistencia eléctrica, pone en cuestión la validez de las categorías de vehículos existentes. El velomóvil puede describirse como un ciclo extremadamente rápido y cómodo, así como un automóvil particularmente eficaz. Es difícil de categorizar, y esto hace que la tecnología sea tan interesante. El debate sobre la movilidad se caracteriza por una división ideológica entre las opciones motorizada y no motorizada: o bien una pro-automóvil, y la otra pro-bicicleta. El velomóvil eléctrico muestra un espacio de intersección entre ambos campos, ofreciendo la esperanza de que ambos podrían unirse un día.

Organización lineal evolutiva de los medios de transporte particulares.

En Bicycles Don’t Evolve: Velomobiles and the Modelling of Transport Technologies, Peter Cox y Frederik Van De Walle (este último diseñó el WAW) abogan por el velomóvil como una nueva clase aparte de vehículos. Argumentan que la incertidubre legal que rodea el velomóvil es consecuencia de una visión pseudo-darwinista en el desarrollo de la tecnología del vehículo (y la tecnología en general). De acuerdo a este modelo mental, la bicicleta ‘evolucionó’ a principios del siglo XX en la más rápida motocicleta, y a continuación en el aún más rápido y más cómodo automóvil, lo cual implica una serie de mejoras ordenadas lógicamente, que reflejan un progreso inevitable y una creciente racionalidad.

El velomóvil eléctrico pone en cuestión la validez de las categorías de vehículos existentes

Cualquier forma de transporte situada “más atrás” a lo largo de la narración evolutiva se vuelve inferior, anacrónica y obsoleta por su superior, la ‘descendencia’ más evolucionada. Es por esto que, cuando discutimos acerca de las opciones de transporte sostenibles para el futuro, invariablemente partimos del automóvil – testimonio de consecutivos hypes en los coches de hidrógeno, coches de bio-combustible, coches de aire comprimido, y coches eléctricos. Por otro lado, los ciclos están considerados (en la mayoría de países occidentales) como vehículos asociados al tiempo de ocio, o para personas que no puedan permitirse un coche.

El velomóvil (eléctrico) no encaja en este modelo mental, y por lo tanto demuestra su falta de validez. La velocidad del velomóvil eléctrico se aproxima a la velocidad de una motocicleta o automóvil, mientras que la posición ergonómica del asiento y la carrocería de protección pueden hacer que sea casi tan cómodo como un coche. Debido a que el velomóvil eléctrico consigue todo esto con sólo una fracción de la energía usada por una motocicleta o coche, difícilmente puede considerarse como una alternativa obsoleta o anticuada. Por otra parte, el velomóvil eléctrico es tan caro de comprar como un coche (muy) pequeño (el eWAW cuesta 7,790 euros), aunque asumimos que los ciclos cuestan mucho menos que los coches.

Organización no-lineal evolutiva de los medios de transporte particulares.

Cox y Van De Walle proponen un marco conceptual alternativo, una matriz que consta de cuatro categorías de vehículos (véase el diagrama de arriba): bicicleta, motocicleta, velomóvil y automóvil. La diferencia entre la bicicleta y la motocicleta es también la diferencia entre el velomóvil y el automóvil: la adición u omisión de un motor. La diferencia entre la motocicleta y el automóvil es también la diferencia entre la bicicleta y el velomóvil: de una forma abierta a otra cerrada. Los límites de las cuatro categorías no son estrictos: una carrocería parcial o extraíble difumina esta distinción morfológica (son ejemplos el Hase Klimax y el BMW C1), mientras que el uso de un motor auxiliar de asistencia difumina la distinción en cuanto a motorización (como es el caso de las bicicletas eléctricas o los velomóviles eléctricos).

Los velomóviles eléctricos, al ser un híbrido entre el velomóvil y el automóvil, se pueden diseñar de muchas maneras diferentes

De este modo, Cox y Van De Walle presentan una visión general de los distintos tipos de tecnologías de transporte individual –y sus híbridos— sin la jerarquía implícita de valores propios de lo que llaman el ‘modelo evolineal’. En este mapa mental domina el automóvil. Con la introducción del velomóvil como cuarta categoría, éste ya no es más el caso. Sin embargo, en el nuevo mapa mental, el automóvil no es considerado un enemigo. Los velomóviles eléctricos, al ser un híbrido entre el velomóvil y el automóvil, pueden diseñarse de muchas maneras diferentes. El eWAW se acerca mucho al velomóvil sin asistencia. Pero los velomóviles eléctricos que se acercan a los automóviles son también otra posibilidad.

Puesta a punto de tu velomóvil

Hay alrededor de cinco variaciones posibles en el diseño de un velomóvil eléctrico. En la primera, la aportación del conductor es mayor a la del motor eléctrico. Esta es la clase de vehículos a los que el eWAW pertenece, cuando es utilizado correctamente. Tal vehículo podría adherirse a la descripción legal de un ciclo de asistencia eléctrica en la Unión Europea, a excepción del límite de velocidad del motor eléctrico, dos veces superior (50 en lugar de 25 km/h), un reflejo de la mayor velocidad de crucero del velomóvil. En la segunda configuración, la aportación del conductor es igual a la del motor. La única diferencia respecto a la primera configuración es que el motor también asiste al conductor durante la velocidad de crucero, hasta un límite de 45 o 50 km/h. A esta segunda clase de vehículos también pertenece el eWAW, de la manera que yo lo conduje.

Imagen: The Wind Explorer.

En la tercera configuración, la aportación del motor eléctrico es más importante que la del conductor. Un motor más potente daría lugar a una aceleración más rápida y a una velocidad de escalada superior (y en consecuencia a una velocidad media superior), pero no a una velocidad máxima superior ya que la asistencia eléctrica se apaga al alcanzar 45 o 50 km/h. Esto reduciría aún más el esfuerzo necesario para mantener la velocidad de crucero (si el conductor está en buena forma), o que fuera incluso más fácil para las personas de condición física media alcanzar velocidades de crucero superiores.

Este tipo de velomóvil existe en Alemania, donde se permiten motores más potentes y velocidades superiores si se registra el vehículo como un ciclomotor. Ejemplos de ello son el Alleweder 4 y el Alleweder 6 de 500 y de 600 vatios, el Aerorider Sport de 750 vatios, y el Hase Klimax 5K de 500 vatios (no es un velomóvil real sino un vehículo reclinado con una carrocería plegable, que puede “comprimirse ante un semáforo más rápido que algunas automóviles deportivos descapotables”. El Aerorider utiliza la potencia adicional del motor para desarrollar un diseño interior más lujoso, parecido al de los coches, añadiendo no sólo comodidad sino también peso (55 kg pesa el vehículo).

Al ser 80 veces más eficiente, queda margen para equipar el eWAWcon motores de mayor potencia

La cuarta posibilidad consiste en acabar con la limitación en la velocidad total. Esto puede aplicarse a todas las configuraciones descritas anteriormente. El motor asistiría al conductor automáticamente a cualquier velocidad posible. La velocidad máxima dependerá de la potencia de salida tanto del motor como del conductor. Estos vehículos no están en el mercado, pero es posible adaptar uno de los velomóviles descritos más arriba si quitamos el sensor que apaga el motor a la velocidad máxima que los legisladores hayan decidido, y mediante el montaje de marchas superiores. No hay límite mecánico a las velocidades que este tipo de velomóvil podría alcanzar. No hay razón alguna por la que un velomóvil no pueda ir a una velocidad máxima de 120 km/h (75 mph). De hecho, el récord de velocidad para un velomóvil sin asistencia asciende a más de 130 km/h (80 mph).

Comerciando con la eficiencia y la autonomía en aras de la velocidad o el confort

En la quinta y última configuración acabaremos con la activación automática del motor, hasta ahora estándar en todos los ciclos eléctricos. En este caso, el conductor es quien decide cuándo pone en marcha el motor. Esto es aplicable a todas las configuraciones, y el efecto será siempre el mismo: el motor también puede utilizarse cuando el conductor no esté pedaleando. El eWAW adaptado que yo conduje podría conducirse de esta manera durante unos 60 km, a una velocidad de alrededor 30 km/h –lo suficientemente rápido como para superar a todos excepto a los ciclistas más rápidos. No es una manera de viajar particularmente excitante, pero sí muy agradable –y la carrocería asegura que nadie sepa que no se está pedaleando.

Imagen: The Wind Explorer.

Las posibles configuraciones de los velomóviles eléctricos incluyen ciclos asistidos eléctricamente, motocicletas de conducción asistida, y vehículos plenamente motorizados. En cada paso, la eficiencia y la autonomía se comercializa en aras de la velocidad o comodidad. Un motor de mayor potencia exigirá más de la batería. Más baterías pueden añadirse para compensar la disminución de autonomía, pero esto aumentará el peso y por lo tanto reducirá su eficiencia. Sin embargo, puesto que el eWAW es 80 veces más eficiente a un coche eléctrico, queda aún margen de actuación para equipar el eWAW con motores más potentes. Los Alleweders de mayor capacidad pueden comprarse en Alemania con baterías de 1,664 Wh –a pesar de ello, siguen siendo 14 veces más eficientes al Nissan Leaf, con una autonomía similar.

Incluso un velomóvil totalmente eléctrico a velocidades de 100 km/h, y provisto de baterías, sería aún más eficiente al Nissan Leaf. Hemos argumentado repetidamente que los automóviles se convertirían en más ligeros y lentos a fin de ser más eficientes, pero por supuesto los mismos resultados podrían obtenerse haciendo ciclos más rápidos y pesados.