¿Qué energía se produce al pedalear una bicicleta?

Qué almacén de energía hay en una batería

Soy un entusiasta del ciclismo, y cuando hace mal tiempo uso un entrenador de bicicleta en mi apartamento. Pero pedalear hacia ninguna parte siempre me ha parecido inútil. Esto me hizo pensar en cómo podría utilizar mi pedaleo para producir electricidad. Al accionar un generador con el movimiento de la rueda trasera, pensé que podría hacer funcionar una lámpara o cargar mi teléfono. Siendo realistas, esto no contribuiría mucho a reducir mis facturas de servicios públicos (o las emisiones de carbono), pero daría un sentido a mi uso de la bicicleta en interiores. Además, tenía curiosidad por ver en qué consistía el proyecto.

Para adelantarme un poco, acabé conectando mi bicicleta a un motor eléctrico de 24 voltios y 200 vatios, que modifiqué ligeramente para que generara electricidad en lugar de hacer trabajo mecánico. Utilicé el motor (ahora, operativamente, un generador) para cargar una batería de plomo de 12 voltios. Y, por último, añadí un inversor para convertir la corriente continua de la batería en corriente alterna, que es lo que se necesita para alimentar cualquier cosa que normalmente se conecte a una toma de corriente, y para almacenar energía de modo que se puedan utilizar aparatos incluso cuando no se pedalea.

Si el ciclista está quieto tiene qué energía

Otro punto que aún no se ha mencionado es que hay que tener claro qué sistema se está considerando: ¿Estás considerando un sistema que sólo incluye a la persona, con interfaces entre el ciclista y la bicicleta en las manos, los pies y las nalgas del ciclista, y el resto de la superficie del ciclista con el aire circundante? En este caso, la mayor parte del trabajo realizado por los músculos del ciclista termina como trabajo mecánico realizado en la transmisión de la bicicleta.

Obsérvese que a mayor velocidad (por ejemplo, a más de 30 km/h) la mayor parte del trabajo realizado por el ciclista es contra la resistencia aerodinámica, además de algo de trabajo contra la fricción de la transmisión y la fricción de rodadura, todo lo cual termina en energía térmica. De hecho, cuando se circula por una carretera llana a velocidad constante, al final todo el trabajo del ciclista acaba disipándose.

En cualquier caso, la energía cinética del sistema bicicleta-ciclista sólo se genera cuando la bicicleta está acelerando. Cuando se circula a velocidad constante, sólo se genera energía cinética del aire perturbado por el movimiento de la bicicleta/ciclista. Esta energía cinética se disipa en poco tiempo.

Qué fuerza está causando este desperdicio de energía

La bicicleta es utilizada por millones de personas en todo el mundo, por diversas razones. La gente va en bicicleta para hacer ejercicio, desplazarse al trabajo, entregar paquetes, competir en carreras o simplemente montar por diversión. Montar en bicicleta puede parecer fácil para algunos, pero en realidad es muy complejo. Tanto el ciclista como la bicicleta desempeñan un papel integral en el proceso, que en realidad es más una ciencia que un arte. Entonces, ¿cómo hace exactamente este objeto de dos ruedas para llevarnos del punto A al punto B?

Las bicicletas convierten la energía creada por nuestro cuerpo en energía cinética. La energía cinética es «una propiedad de un objeto o partícula en movimiento y depende no sólo de su movimiento sino también de su masa» (Enciclopedia Británica). Si se realiza un trabajo, que transfiere energía, sobre un objeto aplicando una fuerza neta, el objeto se acelera y, por tanto, gana energía cinética. Una bicicleta puede convertir hasta el 90% de la energía y el movimiento de una persona en energía cinética. Esta energía se utiliza para mover la bicicleta. El equilibrio y el impulso del ciclista ayudan a mantener la estabilidad de la bicicleta mientras se desplaza por un camino.

Energía producida por el ciclismo

Aproximadamente una de cada ocho personas en el mundo carece de acceso al agua potable, y más de 3,5 millones mueren anualmente por enfermedades relacionadas con el agua. La empresa japonesa Nippon Basic quiere cambiar esta situación con su Cycloclean, una bicicleta que purifica el agua para beber. Los ciclistas se dirigen a un lago o un río; una vez allí, introducen una manguera en el agua, colocan la rueda trasera de la bicicleta en un soporte fijo y empiezan a pedalear. La energía generada activa una bomba de presión que impulsa el agua a través del sistema de filtración de varias unidades de la bicicleta, produciendo alrededor de 1,3 galones de H20 limpio por minuto (dependiendo de la velocidad a la que se pedalee). Según el sitio web de la empresa, se necesitan 10 horas (y probablemente varios ciclistas) para producir suficiente agua potable para 1.500 personas.

Gran parte del pueblo natal de Carlos Marroquín, San Andrés Itzapa (Guatemala), fue devastado por una guerra civil que duró 36 años. Pero hoy, gracias a una ingeniosa ingeniería, gran parte del pueblo funciona con bicimaquinas: máquinas impulsadas por pedales, como bombas de agua, trituradoras y trilladoras, construidas con bicicletas donadas y materiales locales. Marroquín fundó Maya Pedal, la organización que está detrás de estas máquinas. Ha inventado las suyas propias, incluida la biciliquadora. Ayuda a las mujeres locales a producir champú orgánico con las plantas que cultivan en sus casas.