8/19/2020

Patinetes Eléctricos: Autonomía vs. Peso

Los avances en la tecnología de las baterías han dado lugar a un mercado repleto de patinetes eléctricos de alta calidad para todo tipo de usos, desde los paseos por el barrio hasta las carreras todoterreno de competición. Es un momento emocionante para comprar un patinete, pero también confuso, dada la variedad de marcas y modelos que se ofertan. Incluso entre los patinetes diseñados principalmente para los desplazamientos, las especificaciones pueden variar mucho y es difícil saber exactamente lo que significan los números, especialmente cuando se trata de lo lejos que puede llevarte tu patinete.

Es posible que los compradores potenciales sólo presten atención a las especificaciones relacionadas con el uso diario, como la velocidad máxima, el peso, el tiempo de carga y la autonomía. Este último número representa una estimación de la distancia que el patinete puede recorrer con una sola carga. El Unagi Model One, por ejemplo, tiene una autonomía de 15.5 millas (25 km) tanto para el motor único E250 como el motor doble E500. Algunos patinetes tienen una autonomía ligeramente inferior, y otros superior. Pero es importante entender que esto es sólo una estimación y que no necesariamente representa las condiciones del mundo real.

Conseguir una autonomía óptima depende de una serie de variables, como el peso del patinete, el peso del conductor, el terreno, la velocidad media, el tamaño de la batería, el tamaño del motor y la eficiencia del motor. Los fabricantes de patinetes eléctricos calculan la autonomía utilizando unos supuestos básicos que no necesariamente se aplican a muchos conductores, como un peso de alrededor de 165 libras (75 kg), una velocidad media de recorrido de unas 12 millas por hora, poco o nada de viento y un terreno seco y plano.

Dado que las condiciones varían tanto, la autonomía publicitada sólo es orientativa. A continuación, vamos a ver algunos de los aspectos físicos y de ingeniería de los patinetes eléctricos para ayudarte a entender mejor el rango de las diferentes capacidades y para aprovechar de tu patinete eléctrico al máximo.


Autonomía y Peso: La Fuerza del Movimiento en Patinete

Cuando nos movemos en cualquier vehículo con ruedas, estamos luchando contra fuerzas físicas que quieren frenarnos. En un patinete eléctrico, la batería, el motor y las ruedas luchan por nosotros contra esas fuerzas, tirando del peso combinado del conductor y el patinete con el torque producido por el motor. El peso es un factor importante en la distancia que puede recorrer un patinete antes de que se agote la carga, ya que el vehículo se está forzando en dos direcciones contra la fricción, la resistencia a la rodadura, y la gravedad.

La Fuerza de Resistencia

Incluso en un día sin nubes, la resistencia, o la resistencia al viento, forzará que el motor de un patinete eléctrico trabaje más duro y se agote su batería más rápidamente. Hay varios factores que determinan la resistencia. La empresa Micromobility Spring ofrece una explicación muy útil de la fórmula que aparece a continuación:

Cd es el coeficiente de resistencia. Es el grado de aerodinámica. Por desgracia, tu cuerpo no está diseñado para surcar el aire. Mientras que un Tesla tiene un coeficiente de resistencia de 0.24, un ser humano tiene un coeficiente de resistencia de ~ 1.

A es el área frontal. Cuanto más grande seas, mayor será la resistencia aerodinámica. Si mides 6 pies, tienes más superficie corriendo hacia el viento que alguien más bajo. Agáchate en cuclillas y acelerarás.

v es la velocidad. El término de la velocidad se eleva al cuadrado. Eso significa que si vas el doble de rápido, tu resistencia será cuatro veces mayor. Para obtener la máxima autonomía de tu patinete, irás por el carril bici a unas 3-4 millas por hora.

ρ es la densidad del aire. Ésta es constante alrededor de la Tierra. Si consiguieras conducir un patinete en el fondo del océano, habría mucha resistencia. En cambio, en la superficie de la Luna no experimentarás ningún tipo de resistencia.

El aumento de la resistencia por la combinación de estas variables se traduce en una disminución de la autonomía, ya que el patinete requiere más potencia para compensar. Aunque no podemos cambiar algunos de estos factores, las velocidades medias más bajas darán como resultado una disminución de la resistencia y una mayor autonomía.

Resistencia a la Rodadura

Al estar de pie en un patinete, las ruedas se comprimen ligeramente, lo que aumenta la cantidad de torque necesario para moverlas. Esto es lo que se conoce como resistencia a la rodadura—tus ruedas realmente no quieren avanzar bajo la fuerza de la gravedad. Tú, o más bien el motor de tu patinete, tendrías que hacer que se muevan (a no ser que esté rodando cuesta abajo). La resistencia a la rodadura de una rueda aumenta con la fuerza de la gravedad, por lo que cuanto más pesen el patinete y el conductor, más lucharán las ruedas por moverse con seguridad. Los neumáticos poco inflados, las ruedas mal diseñadas o los rodamientos desgastados también pueden aumentar la resistencia a la rodadura, y una mayor resistencia a la rodadura significa una menor autonomía, ya que el motor del patinete tiene que trabajar más, y así utilizar más carga de la batería, para superarla.

Gravedad

Probablemente hayas notado que es más difícil subir las cuestas que bajarlas. Todos conocemos perfectamente la fuerza de la gravedad. Cuanto mayor sea la masa—lo que significa un mayor peso del conductor y del patinete—hace que sea aún más difícil subir esas cuestas, aumentando la fuerza de la gravedad con la que el motor del patinete tiene que luchar. Esto significa que si vives y conduces en un lugar que tiene muchas cuestas, la autonomía total de tu patinete se verá reducida. También significa que un patinete más ligero generalmente tendrá más autonomía en un terreno montañoso, y uno que pese más tendrá menos.

Autonomía y Peso: La Ingeniería del Patinete Eléctrico

Peso del Patinete

El peso de un patinete eléctrico se determinará por una serie de factores, esto incluye los materiales con los que se haya construído y el tamaño de la batería y el motor. Y, como ya hemos comentado, un patinete más ligero no sólo es más fácil de llevar arriba y abajo de escaleras, sino que también puede ser un factor para aumentar la autonomía si las otras condiciones se mantienen iguales. Algunos patinetes de alta calidad, como el Unagi, utilizan materiales más ligeros que no sacrifican la durabilidad o la calidad de construcción, como el aluminio, el magnesio, y la fibra de carbono, los mismos materiales utilizados para construir bicicletas de carreras profesionales.

Otros fabricantes pueden recurrir a materiales más pesados, lo que puede resultar en un patinete más lento y con menor autonomía. Los patinetes diseñados para el uso fuera de la carretera o para los conductores que pesen más generalmente utilizarán tanto materiales de construcción más pesados como baterías y motores más grandes para contrarrestar ese peso añadido. Algunos patinetes eléctricos de esta clase anuncian una autonomía de 30 millas o más. También pesan bastante más que la mayoría de los patinetes para viajar. Uno de los patinetes que más pesan, por ejemplo, pesa 65 libras (“uno de los más ligeros de su clase”) frente a las 23 y 26.5 libras del Unagi para sus versiones del motor único y doble, respectivamente.

Tamaño y Antigüedad de la Batería

Una batería más grande mantendrá más carga, lo que teóricamente se traduce en una mayor autonomía. Sin embargo, las baterías más grandes también implican un peso adicional, lo que tiene el efecto contrario. Los fabricantes deben equilibrar estos dos factores para encontrar un tamaño óptimo para la batería de su patinete.

En Electric Scooter Guide se señala que la capacidad de la batería “es uno de los factores importantes que determinan la autonomía del patinete eléctrico”. La capacidad se mide en vatios-hora (Wh), que se calcula multiplicando el voltaje por los amperios-hora (Ah), números que deben figurar en las especificaciones del patinete (o en la propia batería). Un patinete típico tendrá “una capacidad de unos 250 vatios-hora, mientras que los patinetes bestiales pueden tener capacidades de casi 3,000 horas”.

Además, con el paso del tiempo, las baterías de iones de litio conservan menos carga. “Un patinete de un año de antigüedad completamente cargado conserva menos energía que un patinete nuevo completamente cargado”, señala Spring, lo que significa que es razonable esperar que la autonomía disminuya con el tiempo. La vida de la batería y la autonomía también se verán afectadas por el uso de luces u otros accesorios.

Tamaño y Rendimiento del Motor

La mayoría de los patinetes eléctricos para viajar tienen motores integrados en una o ambas ruedas. Estos motores generalmente oscilan entre 250 y 500 vatios cada uno, lo que proporciona un muy buen equilibrio de potencia y peso. Los motores eléctricos suelen ser extremadamente eficientes y aprovechan un alto porcentaje de la potencia que producen, aunque un motor ineficiente puede ser la causa de una disminución de la autonomía.

Por otro lado, los patinetes de alto rendimiento pueden tener motores mucho más potentes. El Wolf Warrior super potente anuncia dos motores de 1.200 vatios para una velocidad máxima de 50 millas por hora y una autonomía de más de 40 millas. ¿Por qué no todos los patinetes se diseñan con el tipo de potencia que encontramos en los patinetes todoterreno o de muy alta potencia? Vamos a ver, el Wolf Warrior pesa más de 100 libras y no se puede plegar fácilmente, ni meterlo en un armario o debajo de un escritorio en el trabajo.

La mayoría de las personas que compran patinetes eléctricos buscan un equilibrio óptimo entre la diversión y la utilidad para ir y volver del trabajo, hacer un viaje rápido a una tienda, o dar un paseo con los amigos. Esto significa que la mayoría de los usuarios quieren un patinete que sea casi tan fácil de transportar como de conducir. Sin embargo, si la capacidad de la batería y el tamaño del motor se ven afectados, la disminución del peso puede venir a coste de la disminución de la autonomía. El mejor patinete para ti será el que consiga ese equilibrio ideal entre todas estas variables, dependiendo de dónde vayas, cómo sea el terreno del camino, y el tiempo que tardes en llegar.



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