El grupo industrial alemán Schaeffler, fabricante de elementos rodantes para uso automotriz, aeroespacial e industrial, es una de las empresas dedicada al desarrollo de sistemas “drive by wire” (conducción por cable) que se utiliza en los últimos tiempo en automotores de alta gama y de competición.

 

 

 

Pero en Eurobike 2021 Schaeffler presentó esta tecnología aplicada al rubro de las bicicletas, particularmente pensando en las cargo e-bikes, que se están convirtiendo en vehículos de uso masivo en Europa, principalmente para uso comercial (delivery urbano) pero también para uso particular. En el diseño de las cargo, el tema de la cadena suele ser un incordio, pero el desarrollo podría ser en el futuro perfectamente aplicable a cualquier bicicleta.

 

 

 

A este revolucionario desarrollo, que se libera de cualquier conexión por cadena, correa o cardan entre la caja pedalera y la maza trasera podríamos llamarlo por extensión “bike by wire” (pedalear a cable), aunque la empresa lo ha bautizado formalmente como Free Drive. Simplemente, un dispositivo de medición calcula la potencia del pedaleo en la misma caja pedalera y esa información eléctrica es transportada mediante un cable a un motor eléctrico ubicado dentro de la maza trasera, que a su vez impulsará a la rueda a la velocidad correspondiente a la energía que le llega desde la caja.

Con un agregado: el diseño sirve tanto para una bicicleta convencional, una e-bike, un triciclo, un cuatriciclo y puede obviamente hacer mover ruedas traseras o delanteras.

Simple y genial.

Cómo funciona la “conducción por cable” en automóviles

Como casi toda innovación automotriz, esta también se ha aplicado primeramente en autos de competición o deportivos de alta gama. En estos se ha reemplazado, por ejemplo, todo el sistema de la columna de dirección por una conexión electrónica. No hay columna de conexión entre el volante y la barra de dirección, sino un cable que envía información desde el volante a un motor eléctrico que a su vez opera la barra de dirección. O a un motor en cada rueda, lo que hace desaparecer toda la barra de dirección… Pero además, como el conductor necesita tener un feedback en el volante de lo que está pasando con las ruedas (como en un sistema convencional mecánico), el diseño logra medir la cantidad exacta de corriente eléctrica que utiliza el actuador del giro de las ruedas y devuelve esa información al volante en forma de resistencia al giro, creando la misma sensación que al operar un sistema mecánico.

Estas tecnologías de conducción inalámbricas se están aplicando actualmente en el desarrollo de los vehículos autónomos o semi-autónomos particularmente, pero también en una serie de autos eléctricos de alta gama (en productos de marcas como Tesla, Ferrari y Mercedes, entre otros) . Ya hay aceleradores, frenos, direcciones y otros mandos motorizados con el mismo concepto.

Y a todo esto se suman las herramientas de conducción autonómica, que envían al vehículo autónomo o semi-autónomo la información que necesita para frenar o esquivar, por ejemplo, donde el corazón del sistema es una computadora que controla todas las funciones, utilizando la información entrante que le brindan sistemas de radar, lidar (láser), cámaras de video y otros sensores de a bordo.     

Cómo funciona el “pedaleo a cable” en bicicletas

Como dijimos, el sistema que presentó Schaeffler, en sociedad con el especialista alemán en tecnologías eléctricas Heinzmann, en Eurobike se llama oficialmente Free Drive y consiste básicamente en un sistema eléctrico con transmisión por cable.

La energía que produce el ciclista al pedalear es acumulada en un generador que suplanta a la caja pedalera y que transforma la energía mecánica en eléctrica. Esta energía eléctrica es a su vez enviada a través de un cable a un motor eléctrico ubicado en la maza de la rueda trasera, donde se vuelve a transformar en energía mecánica para impulsar la bicicleta. Entre estos dos extremos, una batería se encarga de almacenar y enviar los excesos y defectos energéticos que se producen durante la marcha.

El diseño elimina completamente la necesidad de cualquier vínculo mecánico entre la caja pedalera y la maza, incluyendo la cadena o correa, los platos y el piñón.

Este desarrollo, que se presentó exclusivamente en versión para e-bikes, se basa en un sistema de gestión que utiliza el protocolo BusCAN que controla las interacciones entre las partes. El generador puede variar la resistencia que ofrecen los pedales al giro según la opción de asistencia que seleccione el usuario. Si el ciclista genera un exceso de energía, el sistema se encarga de enviar el sobrante a la batería para acumularla y utilizarla cuando resulte necesario. Y el motor eléctrico trasero tiene un sistema de frenado regenerativo que permite almacenar la energía que se produce al frenar.

El motor trasero de este modelo tiene una potencia de 250 W y carece de acelerador, con el objetivo de cumplir la limitación que establece la normativa europea para bicicletas con asistencia eléctrica.

El mayor inconveniente que se le puede achacar al Free Drive es  es por ahora su complejidad mecánica, la necesidad de diseñar cuadros específicos para este sistema de transmisión y el exceso de peso que incorpora a la bicicleta. Sin embargo, sus beneficios para las cargo e-bikes son imposibles de negar, ya que en muchos casos el diseño de estas se complica al necesitar usar cadenas de transmisión muy largas, que requieren mantenimiento, platos y cassettes y naturalmente descarriladores. Un sistema que usa para todo esto solamente un cable  permitiría a los diseñadores una mayor creatividad y aprovechar mejor las capacidades de carga de estos vehículos.

La pregunta del millón es: ¿Cuándo llegará este diseño a las bicicletas convencionales?

https://www.schaeffler.de/content.schaeffler.de/de/index.jsp