Eco Inventos, https://ecoinventos.com/ciclo-
Gabriel Saitua Iturriaga
Ciclo rotor eólico
“un modelo de utilidad para el ciclista”
Gabriel Saitua, 2018
Viento real y viento aparente
La resistencia aerodinámica al
movimiento se relaciona de forma directa con el viento. La velocidad del viento real, medida
con un anemómetro y es la que sentimos cuando estamos parados. Sin viento real,
la velocidad del viento sería igual al flujo de viento propio de la velocidad. En condiciones reales, el
resultado final es un vector conocido como viento aparente, resultante de la
suma o resta de los vectores del viento real y el vector correspondiente a
nuestra velocidad.
La resistencia aerodinámica
Conocer algunos aspectos sobre la
resistencia del aire al desplazamiento o rozamiento aerodinámico resulta útil
para el ciclista, dado que la fuerza para superarla aumenta con el cuadrado de
la velocidad. Es la resistencia generada por el impacto de las moléculas de
aire contra el ciclista y la bicicleta, cuando cambian su movimiento desde
un flujo lineal o laminar a uno irregular o turbulento.
La mayor fuerza de rozamiento se
encuentra en la capa límite o fase transición entre el flujo laminar y el
turbulento, siendo incluso 5 veces mayor que en la propia zona turbulenta; el rango
de la transición entre fases se encuentra tan sólo entre 20 y 25km/h.,
velocidades habituales en ciclismo.
El valor de la resistencia contra
el viento se conoce como fuerza o coeficiente de arrastre aerodinámico (FA)
(Drag en inglés) calculado mediante la ecuación:
FA = 0,5 x P x S x Cx x V2
“P” densidad del aire.
“S” área frontal ciclista /bicicleta.
“Cx” coeficiente arrastre
aerodinámico.
“V2” corresponde al cuadrado de
la velocidad relativa, único factor exponencial en la fórmula y principal
responsable de la resistencia aerodinámica.
El ciclo Rotor Eólico
La resistencia aerodinámica aumenta
progresivamente a medida que aumentamos la velocidad de desplazamiento, 20km/h:
0´8Kg. y 50Km/h.: 5Kg.
Si analizamos el ángulo de
incidencia del viento, éste no es constante, con ángulos variables, habitualmente
superiores a 20º, de tal manera que parte del flujo atraviesa nuestras ruedas, siendo
capaz de activar nuestro sistema de rotación helicoidal incorporado en la
rueda, que hemos bautizado como “Ciclo Rotor eólico” (figuras 1 y 2).
Figura 1.- Apertura helicoidal del ciclo rotor
Rendimiento favorable con ángulos de incidencia del viento >10º
y velocidad del viento aparente >25Km/h.
y velocidad del viento aparente >25Km/h.
Se trata de “un pequeño aeromotor
bipala helicoidal fijo adaptable a cualquier rueda trasera de la bicicleta”; su
eficiencia cinética se expresa a medida que aumenta la velocidad del viento
aparente, transformado una rueda convencional en una de altas prestaciones
dinámicas.
La experimentación de los últimos
años indica que es un elemento seguro para uso rutinario en carretera y pista en
velocidades >25Km/h., ofreciendo una energía complementaria teórica entre 30
y 50watios/sg.
Su incorporación en la rueda
delantera en carretera afecta desfavorablemente el control de la dirección ante
vientos racheados, siendo solamente recomendable para ciclismo en pista.
Actualmente el proyecto se
encuentra en investigación, pendiente de desarrollo industrial y
comercialización.
Figura 2.- Ciclo Rotor Eólico adaptado sobre una
bicicleta Felt B16. 2018
Información
complementaria
Publicado como modelo de utilidad. Oficina de Patentes. Madrid 2017.
Gabriel Saitua Iturriaga
Getxo. Bizkaia. 2018
