martes, 30 de abril de 2019

Aplicación del helicoide desarrollable en la rueda de la bicicleta


El helicoide desarrollable

Su incorporación en la rueda de la bicicleta

Fundamentos del aeromotor bipala, "un modelo de utilidad para el ciclista"





Las pruebas básicas efectuadas en taller en ausencia de viento indican que en velocidad lanzada el ciclo rotor eólico produce una dispersión lineal posterior de partículas con efecto suelo.

La experiencia fue realizada a un velocidad media de 60km/h. utilizando un atomizador de partículas de agua y un ángulo de incidencia de 45º sobre la rueda posterior.

Los resultados muestran una alineación posterior de partìculas sobre el suelo en una distancia de 3´20 metros.



En la práctica deportiva la capacidad de derivación del flujo aéreo con viento en contra permite optimizar la energía del ciclista.


Gabriel Saitua
Getxo. 2019

jueves, 18 de abril de 2019

La armonía del movimiento circular

La armonía del movimiento circular se expresa en la secuencia de las curvas cicloides generadas en las palas en cada paso de rueda.

 Su sincronización permite obtener un  mayor confort en la marcha.




Gabriel Saitua. Getxo 2019.

jueves, 11 de abril de 2019

sábado, 6 de abril de 2019

Origen de la energía en el ciclo rotor eólico.



El origen de la energía en la rotación centrífuga




Ciclo rotor eólico, "un modelo de utilidad para el ciclista"

Gabriel Saitua. Getxo 2019.

martes, 19 de marzo de 2019

A vueltas con la rueda de la bicicleta


A vueltas con la rueda de la bicicleta

Las vueltas de nuestra rueda

Cuando realizamos una intervención sobre una rueda contemplándola como un objeto que gira a alta velocidad, nos tenemos que parar por un momento a pensar que pequeñas modificaciones, cuando son eficientes causan un efecto significativo a largo plazo, en el curso de los kilómetros, para que podamos apreciar resultados significativos.

Así cuando circulamos en una bicicleta a 25km/h., con una rueda de bicicleta en carretera de radio 30cm., nos acercamos a una velocidad crítica, en la cual el flujo de aire cambia de laminar a turbulento sobre la capa limítrofe de nuestra superficie en movimiento.

Si calculamos el número de vueltas que hacemos girar a la rueda en cada segundo nos acercaremos a la realidad del movimiento:

A 25km/h., nos desplazamos 25.000metros/h.; 25.000metros:60minutos: son 416,66metros/minuto.

En una vuelta de rueda con un radio de 30cm., la longitud de su curva cicloide es 8 veces su radio, es decir: 2´4metros.


A 25km/h. la rueda gira tres veces por segundo...

A 416,66 vueltas/minuto:2´4m.: hacen un total de 173,61 vueltas de rueda por minuto, o lo que es lo mismo: 2,89 vueltas de rueda por segundo.

Rendimiento teórico del ciclo rotor eólico

Si transformamos nuestra rueda en un pequeño aeromotor bipala con un diámetro de 60cm., nos encontramos que la potencia eólica de nuestro aeromotor depende del área de barrido del rotor, no siendo afectada por la morfología ni por la amplitud de las palas.

Cálculo de la potencia en watios del rotor: 0´15x el diámetro del rotor en metros (0´6m.)x la velocidad del viento en m/sg. al cubo.

Como podemos ver en el fórmula, la potencia teórica sobre el eje de la eólica es muy sensible a la velocidad del viento aparente (velocidad propia+-velocidad del viento) al cubo.

Los cambios de flujo laminar a turbulento, tienen lugar a velocidades tan bajas como los 7m/sg,, (1m/sg:3,6km/h.), equivalente a 25´2Km/h. En ésta situación el rendimiento teórico del aeromotor sería: 0´15x0´6x7x7x7: 30´87watios.

Cuando alcanzamos una velocidad aparente de  10m/sg, ó 36km/h., la potencia teórica asciende a: 90watios.

Para una velocidad de 12m/sg ó 43´2km/h., el rendimiento alcanzaría los 155´52watios.

Sin embargo el flujo aéreo que atraviesa el rotor durante la marcha en bicicleta  recibe una incidencia oblicua que le permite un paso medio de un 30% del flujo, condicionado por el ángulo de incidencia del viento en cada momento. Es decir que su rendimiento real se aproximaría a 1/3 del cálculo teórico.

Aun así, podemos esperar que la ayuda eólica real del ciclo rotor eólico sea exponencial con el viento aparente, para un ángulo de incidencia del viento constante, preferentemente antero lateral <25º:
  • ·        7m/sg. ó 25´2km/h: 10´29watios/sg.
  • ·        10m/sg ó 32Km/h: 30watios/sg.
  • ·        12m/sg ó 43´2km/h.: 51´84watios/sg.

El impulso eólico útil generado por el ciclo rotor eólico oscila entre 10 a 50 watios/segundo según  la velocidad aparente del viento. El viento aparente es el resultado de la suma o resta de los vectores: velocidad de la bicicleta y velocidad del viento real.

En condiciones normales de circulación en el ciclismo en carretera, el viento aparente es superior a 25´2km/h., situación en la cual comenzamos a recibir una leve ayuda eólica de 10watios, que será significativa de 30watios a 32Km/h, y muy significativa de 51´84watios si somos capaces de rodar a 43´2km/h.


Configuración del ciclo rotor eólico para ciclismo en carretera

A modo de conclusión podemos decir que el acompañamiento de una leve ayuda eólica para el ciclista, durante una trayectoria media de 40km. resulta significativo a la hora de evaluar el rendimiento de la actividad deportiva.


Gabriel Saitua. Getxo 2019.



sábado, 16 de marzo de 2019

Salida de entrenamiento. Grupo Karmani 13.3.2019



Salida de entrenamiento 13.3.2019
Grupo Karmani
Bicicleta Cannondale Synapse personalizada
 Gabriel Saitua
Acoples aero sobre manillar con un ángulo 30º.
Carenado sobre los acoples anteriores como derivabrisas abdomino pélvico
Soporte para smarth phone bajo el mini carenado transparente

El mini carenado transparente sobre las extensiones de las aerobarras lo utilizo para disminuir el impacto del flujo turbulento del viento sobre la región abdomino pélvica. En su espacio interior puede incluirse un smart phone que puede ser antiguo en desuso, utilizando las aplicaciones APP que necesites para la bicicleta.




Si no usas teléfono móvil sirve como bolsa de transporte para las herramientas o para llevar la comida para el viaje.

Ciclo rotor eólico de álabes ultra cortos montado sobre la rueda trasera Mavic Aksium


Cubiertas Michelin Dynamic sport 700x28C de morfología  globosa. Tabla de presiones recomendadas en relación con el peso del ciclista.
Ruta 16.3.2019: Getxo-Gerekiz-Getxo
62,81 km
Distancia
2:15:13
Hora
27,9 km/h
Velocidad media
498 m
Ganancia de altura
878 C
Calorías
Salida: 10,0° 
Temperatura durante la actividad: 10 a 18´5ºC.

Velocidad
Media: 27,9 km/h

Frecuencia cardiaca
Media: 131 ppm

Cadencia de pedaleo
Media: 71 rpm

Training Effect
4,5
Aeróbica
2,9
Anaeróbico
Frecuencia cardiaca
131 ppm
Frecuencia cardiaca media
182 ppm
Frecuencia cardiaca máxima
Tiempo
Ritmo Velocidad
2:15:13
Hora
2:14:27
Tiempo en movimiento
2:57:47
Tiempo transcurrido
27,9 km/h
Velocidad media
28,0 km/h
Velocidad media en movimiento
58,5 km/h
Velocidad máxima



Pausa de descanso del grupo Karmani

Conclusiones

1.    Cadencia de pedaleo de 71 pedaladas/minuto, entrando en un rango aceptable, entre 70 y 80 /minuto.

2.    Velocidad media adecuada: 28km/h.

3.    Nivel de fatiga al final de la prueba: bajo/moderado.

4.    Es adecuado el uso de un micro carenado abdomino pélvico.

5.    Resulta útil la aplicación ZephyrFree para gestión del rotor en relación con la intensidad del viento aparente (>25km/h.), lo cual permite colaborar en el mantenimiento de los resultados del grupo.

6.- La configuración ultracorta del ciclo rotor eólico es adecuada para su uso rutinario para el ciclista en carretera en recorridos mixtos.


Gabriel Saitua, Getxo 2019.

viernes, 15 de marzo de 2019

El ciclo rotor eólico y su semejanza con un huracán


El ciclo rotor eólico y su semejanza con un huracán.

El efecto del ciclo rotor se debe a que se trata de una estructura formada por “un helicoide circular mínimo fijo acoplado a la rueda de la bicicleta”, siendo capaz de generar energía tangencial complementaria debido a su componente inercial y al diseño aerodinámico de sus álabes o aspas.

Se trata de “un pequeño aerogenerador de eje horizontal bipala”, similar a un molino eólico, de los cuales se diferencia porque nuestro aerogenerador es móvil y se desplaza con velocidad variable habitualmente en contra del viento, de tal manera que la energía rotacional disponible es variable y se encuentra definida por el pedaleo y la velocidad del ciclista.


Ciclo rotor eólico. Helicoide circular mínimo

El impulso pulsátil que ofrece el helicoide circular del ciclo rotor “se origina por el resultado del vector de la velocidad de traslación del propio ciclista  y el vector de la velocidad del viento en contra, cuando alcanza una velocidad aparente de 25km/h.”, situación en el cual se producen los cambios en nuestra superficie limítrofe, produciéndose el cambio del flujo aéreo laminar de baja resistencia a un flujo turbulento de alta resistencia aerodinámica.


Imagen REUTERS. Una enorme tormenta se dirige hacia la las Bahamas y la costa de Florida, en EE.UU.

Se forma de ésta manera un efecto similar al “ojo del huracán”, de un ciclón o un tifón, en el centro de la rueda a modo ojo de huracán, con circulación de vientos en sentido vertical al eje de rotación horizontal del eje de la rueda.

En éste momento se produce la imagen conocida como “un doble phi vórtex” debido al cruce del movimiento helicoidal de los álabes durante la traslación (en dirección antihoraria) y el choque de partículas de aire (N2, 78%) que se reciben en un movimiento helicoidal contrario (en dirección horaria), facilitado por el efecto de Bernoulli.


Una doble phi espiral centrada en el nodo 4. Los círculos de energía.
http://cosmometry.net/phi-vortex,-double-spiral-and-boundary-condition



Condición frontera. La génesis de la energía rotacional



Similitud del ciclo rotor con un huracán

Recomendaciones de seguridad del ciclo rotor eólico:

Nuestro rotor se diferencia de los huracanes en que su actividad está controlada. Los aeromotores bipala son rotores preparados para trabajar a altas velocidades del viento, sin embargo sus recomendaciones de seguridad indican que “no debemos superar los 90km/h.”, situación que se corresponde con la práctica del ciclismo.

En el caso de los huracanes, la  escala de Saffir-Simpson, creada para medir la fuerza de los huracanes, considera como categoría 1, cuando el viento incide con velocidades entre 119km/h. y 153 km/h., situación fuera del rango de trabajo de nuestro rotor.

La práctica efectuada con el ciclo rotor durante los últimos tres años en ciclismo en carretera y pista indican que el ciclo rotor es seguro incluso en condiciones de viento intenso racheado por su apertura central. La rotación del flujo aéreo vertical le permite optimizar la seguridad en el trazado de curvas y en descensos.


 Ciclo rotor eólico, "un modelo de utilidad para el ciclista"


El efecto "ojo de huracán"

Bibliografía:


Gabriel Saitua, Getxo 2019.



sábado, 9 de marzo de 2019

Entrenamiento en el grupo Karmani. Marzo 2019.


Un entrenamiento del grupo Karmani... en día de invierno lluvioso... marzo 2019

Configuración del ciclo rotor eólico para su uso en carretera y montaña




La frecuencia óptima dedaleo se aproxima a 80 pedaladas por minuto, preferentemente en un tono pulsátil.


El uso rutinario del ciclo rotor eólico facilita el entrenamiento del ciclista en carretera.



Gabriel Saitua. Getxo. 2019.

martes, 5 de marzo de 2019

El Ciclo Rotor Eólico en Triatlon


Opinión del Triatleta sobre Ciclo Rotor Eólico.

Asier Uría Cuenca, Triatleta.

Distancia de la prueba:

Salida individual sobre un recorrido de entrenamiento habitual y de rendimiento conocido por el deportista.  Ida y vuelta entre Algorta, Getxo y Gernika, Bizkaia, sobre una distancia de 76Km., con  un  trazado mixto entre carretera y montaña.

Condiciones climáticas:

Un día de invierno, 3/3/2019, seco y con temperatura ambiental de 18ºc., con viento sur moderado. La escala de Beaufort toma como medida empírica de la intensidad del viento basada en el estado del mar, de sus olas y la fuerza del viento, considerando 0 la calma total y 12 la fuerza de un huracán; el día de la prueba el viento era de un nivel 4, capaz de levantar polvo, papeles y agitar las copas de los árboles. El nivel 4 se considera “viento bonancible o brisa moderada”, equivalente a una velocidad entre 20 y 28km/h.

Rodando a una velocidad media de 25km/h., con viento en contra de nivel 4, (25km/h.) requiere un sobreesfuerzo por parte del ciclista para superar una notable resistencia aerodinámica, dado que la velocidad aparente alcanza los 50km/h. y una resistencia de 5Kg.

·         Velocidad (Km/h.)                                       20          30        40      50
·         Resistencia aerodinámica (Kg.)                 0´8        1´8       3´2     5

La prueba tuvo lugar en unas condiciones ambientales en las cuales el ciclo rotor eólico puede expresar sus ventajas cinemáticas. En éste contexto la opinión del ciclista experimentado en triatlón debe tenerse en consideración.


Prototipo de Ciclo Rotor utilizado en la prueba. Rueda Mavic Ksyrium.

Comentarios del Tritleta Asier Uría sobre el Ciclo Rotor Eólico:


·         Durante la prueba la rueda adaptada mostró un buen comportamiento en el mantenimiento de la velocidad en llano y con viento lateral moderado.

·      Es importante el lanzamiento de la bicicleta hasta su velocidad de crucero, donde se nota una sensación de ayuda interesante.

·           Sensación de seguridad en bajadas y curvas.


·           Con algo de penalización en subidas.


El resultado global es de haber realizado una prueba con “buenas sensaciones” finalizando con “un buen sabor de boca”.

Aún pendiente de una valoración más precisa en velódromo, la experiencia sugiere que una rueda con esta estructura dinámica, en tubular y carbono sería una buena opción de futuro.

Asier Uría Cuenca
Triatleta

En Getxo, a 5 de marzo de 2019.


El viento, la resistencia aerodinámica en el ciclismo y el ciclo rotor eólico

Aspectos aerodinámicos del ciclismo en ruta. A propósito de la rueda helicoidal

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