Bicis eléctricas: una nueva revolución sobre los pedales

Cómo funciona: sensor, controlador y modos de asistencia

El funcionamiento de una bicicleta eléctrica se resume en tres pasos: el sensor detecta el pedaleo del ciclista, el controlador calcula la corriente que debe enviar al motor a partir de esa señal y del modo elegido, y el motor aporta esa fuerza. Como este proceso se repite entre decenas y cientos de veces por segundo, el ciclista no siente que una máquina intervenga, sino que «sus piernas se han vuelto de repente más fuertes». El tipo de sensor y la precisión con que responde el controlador son los factores que más determinan la sensación de conducción.

Sensor de cadencia frente a sensor de par

El sensor de cadencia usa un anillo magnético y un sensor Hall junto a las bielas para detectar «si los pedales están girando». Es un sistema sencillo: cuando los pedales empiezan a girar, se activa una potencia fija, y cuando se detienen, se desactiva. Es barato y da pocos problemas, pero como el motor empuja con la misma fuerza en cuanto giras un poco los pedales, al arrancar puede dar un tirón brusco, y como la asistencia no está ligada a la fuerza que aplicas, resulta menos natural. Se encuentra sobre todo en modelos económicos con motor de buje.

El sensor de par mide las mínimas torsiones o deformaciones del eje del pedalier o de la puntera trasera para saber con cuánta fuerza pedalea realmente el ciclista. Permite un control proporcional —mucha ayuda si pedaleas fuerte, poca si lo haces suave— y es lo más parecido a la sensación de una bicicleta normal. Como en las cuestas la asistencia aumenta justo en el momento en que aprietas, también se aprovecha mejor la batería. La mayoría de los sistemas de motor central usan sensor de par de serie, y últimamente muchos combinan también la cadencia y la velocidad para afinar la respuesta.

El controlador y los modos de asistencia

El controlador es el cerebro de la bicicleta eléctrica. Combina la señal del sensor, la velocidad de la rueda, la tensión y la temperatura de la batería y el modo de asistencia elegido por el ciclista para decidir la corriente del motor. También es el controlador el que reduce progresivamente la asistencia al acercarse a la velocidad legal hasta cortarla del todo a 25 km/h, o el que limita la potencia si la batería está demasiado caliente. Al cambiar de modo con la pantalla o el mando del manillar, cambia la «proporción que el motor añade respecto a la fuerza del ciclista»; los nombres varían según el fabricante, pero suelen ser 4 o 5 niveles, como Eco, Tour, Sport y Turbo. Por ejemplo, el modo Eco puede añadir un 50-60 % de la fuerza del ciclista y el Turbo, más del 300 %. Los modelos recientes ofrecen además modos «Auto» o «e-MTB», que ajustan la asistencia automáticamente según la situación.

Otra función que conviene conocer es la asistencia al caminar (walk assist). Mientras mantienes pulsado el botón, empuja la bicicleta a paso de peatón, unos 6 km/h, lo que resulta útil para subir rampas empujando una bicicleta eléctrica pesada. Aunque mueve la bici sin pedalear, está limitada a la velocidad de paseo y se permite en la mayoría de los países.

Tipos de motor: de buje y central

Según dónde van montados, los motores de bicicleta eléctrica se dividen principalmente en motores de buje y motores centrales. El motor de buje va dentro del buje (el eje central de la rueda) delantero o trasero y mueve la rueda directamente. El motor central se sitúa en la posición del pedalier, donde están las bielas, y suma su fuerza al plato para transmitirla a la rueda trasera a través de la cadena y el cambio. Más que uno sea siempre mejor que otro, sus ventajas e inconvenientes dependen claramente del uso y del presupuesto.

Motor de buje: sencillez y precio

El motor de buje es de construcción sencilla e independiente de la transmisión, por lo que no añade carga a la cadena ni a los piñones. Es barato y tiene la ventaja práctica de que, aunque se salga la cadena, puedes seguir avanzando con la fuerza del motor. El buje con reductora, con engranajes en su interior, es pequeño, ligero y tiene buen par de arranque; el de tracción directa, sin engranajes, apenas hace ruido y es muy duradero, pero pesado. Su inconveniente es que el motor está ligado a la velocidad de giro de la rueda y no se beneficia de los cambios. En subidas largas y empinadas, el motor sufre a bajas revoluciones y tiende a sobrecalentarse, y al concentrarse el peso en una rueda, el manejo es algo más torpe. El motor en el buje delantero puede dar sensación de que la rueda delantera patina con el firme mojado o en caminos de grava, y el del buje trasero obliga a desconectar el cableado para reparar un pinchazo, lo que resulta engorroso.

Motor central: eficiencia y naturalidad

Como el motor central aprovecha el cambio de la bicicleta, al poner una marcha corta en subida el motor también puede mantener unas revoluciones eficientes. Con la misma batería es más fácil lograr más capacidad de subida y más autonomía, y el peso, concentrado en la parte baja y central de la bici, mantiene un equilibrio parecido al de una bicicleta normal. Combinado con un sensor de par, la conducción es muy natural, por lo que se ha convertido en el estándar de facto de las e-MTB y las bicicletas urbanas de gama alta. A cambio, es más caro y, como también la fuerza del motor pasa por la cadena y el casete, la transmisión se desgasta antes. Si cambias de marcha con mucha fuerza aplicada, la cadena puede saltar o hacer más ruido, así que conviene acostumbrarse a aflojar un poco el pedaleo en el momento del cambio.

Todo sobre la batería

El componente que más determina el precio, el peso y la autonomía de una bicicleta eléctrica es, sin duda, la batería. En su ficha técnica aparecen V (voltios), Ah (amperios hora) y Wh (vatios hora), y de ellos el que está directamente ligado a la autonomía es el Wh. Los Wh indican la «cantidad total de energía almacenada» y se calculan como tensión (V) × capacidad (Ah). Por ejemplo, una batería de 36 V y 14 Ah tiene 36 × 14 = 504 Wh, y una de 48 V y 10,5 Ah también unos 504 Wh: ambas almacenan prácticamente la misma energía. Si una página de venta solo destaca que «tiene muchos Ah», para compararla con justicia hay que multiplicar también por la tensión.

Tipos de celda: 18650 y 21700

La batería de una bicicleta eléctrica es un «pack» que agrupa decenas de celdas cilíndricas de ion-litio. El formato más veterano es la celda 18650, de 18 mm de diámetro y 65 mm de largo, con una tensión nominal de unos 3,6 V por celda y una capacidad de 2,5 a 3,5 Ah en la mayoría de los casos. Últimamente se está extendiendo con rapidez la celda 21700, de 21 mm de diámetro y 70 mm de largo. Cada celda almacena unos 4-5 Ah, por lo que la misma capacidad se logra con menos celdas, y al haber menos puntos de conexión también gana en fiabilidad y disipación del calor. Al conectar celdas en serie (S) aumenta la tensión, y en paralelo (P), la capacidad. Lo habitual es que un pack de 36 V tenga 10 celdas en serie («10S») y uno de 48 V, «13S».

Vida útil y ciclos de carga

Las baterías de ion-litio pierden un poco de capacidad con el uso. El «ciclo de carga» del que se suele hablar equivale a cargar el 100 % de la capacidad de la batería, así que dos cargas del 50 % cuentan como un ciclo. Depende del fabricante y de la calidad de las celdas, pero se suele indicar que las baterías de bicicleta eléctrica bajan al 70-80 % de su capacidad inicial tras unos 500-1.000 ciclos. Para alguien que recorre 10 km diarios para ir al trabajo, eso supone varios años de uso sin grandes inconvenientes. Lo que más acorta la vida de la batería es el calor, la descarga completa y dejarla mucho tiempo al 100 %.

Por eso, los expertos recomiendan usarla y cargarla a diario entre el 20 y el 80 %. La víspera de una salida larga no pasa nada por cargarla al 100 %, pero es mejor evitar dejarla varios días a plena carga. En invierno o si no vas a usarla durante mucho tiempo, déjala al 40-60 % y guárdala en un interior fresco y seco (unos 10-20 °C), y cada uno o dos meses comprueba la carga y recárgala si ha bajado demasiado. Con temperaturas bajo cero, las reacciones químicas se ralentizan y la capacidad y la potencia bajan temporalmente; no es una avería, sino una característica normal. Eso sí, cargar una batería congelada de inmediato puede provocar que se deposite litio metálico dentro de las celdas, así que hay que dejar que se temple bien a temperatura ambiente antes de cargarla.

Seguridad contra incendios: lo que debes cumplir sin excepción

Como almacenan mucha energía, las baterías de ion-litio dañadas pueden sufrir una «fuga térmica»: una celda se sobrecalienta, el calor pasa a las celdas vecinas y el fuego se propaga en cadena. Es difícil de apagar con un extintor común y genera gases tóxicos. Muchos de los incendios de vehículos de movilidad eléctrica registrados en Corea y en otros países están relacionados con cargadores no certificados, baterías modificadas o reensambladas, baterías que han sufrido golpes y cargas prolongadas en interiores.

¿De qué depende la autonomía?

«¿Cuántos kilómetros hace con una carga?» es la pregunta más frecuente sobre las bicicletas eléctricas, pero la respuesta siempre es «depende de las condiciones». Con la misma batería de 500 Wh, rodando despacio por llano en modo Eco puedes superar con holgura los 100 km, y subiendo puertos en modo Turbo quizá no llegues a 30 km. La energía que consume una bicicleta eléctrica se divide principalmente en resistencia a la rodadura (cubiertas y firme), resistencia aerodinámica (proporcional al cuadrado de la velocidad) y resistencia en subida (peso × pendiente), y el modo de asistencia decide qué porcentaje cubre el motor.

Por eso, la mejor unidad para entender la autonomía es el Wh/km, es decir, la energía consumida para recorrer 1 km. En trayectos al trabajo por llano suelen ser unos 5-10 Wh/km, y con muchas cuestas o en modos altos es habitual superar los 15 Wh/km. Si divides la capacidad de la batería entre este valor, obtienes la autonomía aproximada. La calculadora de abajo ofrece una estimación con un modelo físico que simplifica este principio.

La normativa sobre bicicletas eléctricas en Corea

En Corea, la definición legal de bicicleta eléctrica figura en la Ley de Fomento del Uso de la Bicicleta (en adelante, «ley de la bicicleta»). Esta ley define la «bicicleta eléctrica» como una bicicleta equipada con un motor eléctrico para complementar la fuerza humana que cumpla todos los requisitos siguientes.

1. Que se mueva con la fuerza conjunta de los pedales (incluidos los manuales) y el motor, y que no se mueva solo con el motor: es decir, debe ser de pedaleo asistido (PAS).
2. Que el motor no funcione a 25 km/h o más: a partir de 25 km/h, hay que avanzar solo con la fuerza humana.
3. Que el peso total de la bicicleta, incluidos los dispositivos instalados, sea inferior a 30 kg.

Las bicicletas eléctricas de pedaleo asistido que cumplen estos requisitos y han superado la verificación de seguridad conforme a las normas correspondientes (certificación KC, etc.) se consideran legalmente «bicicletas» y, desde marzo de 2018, pueden circular por los carriles bici. No necesitan permiso de conducir, matrícula ni seguro obligatorio. Eso sí, los menores de 13 años no pueden conducir bicicletas eléctricas y, como en el caso de las bicicletas, el uso del casco está establecido como obligatorio.

¿Qué cambia con el acelerador?

El sistema con acelerador, que permite avanzar solo con el motor sin pedalear al girar una palanca o un puño del manillar, no cumple el primer requisito anterior y, por tanto, no es una «bicicleta eléctrica» según la ley de la bicicleta. Estos vehículos se clasifican como ciclomotores según la Ley de Tráfico, y los que tienen una velocidad máxima inferior a 25 km/h y un peso inferior a 30 kg y han superado la verificación de seguridad se tratan como vehículos de movilidad personal (VMP), igual que los patinetes eléctricos. Para los VMP se necesita al menos el permiso de ciclomotor (a partir de 16 años), y no llevar casco o ir dos personas, entre otras infracciones, se sanciona con multa. Los vehículos con acelerador que superan estos límites son ciclomotores normales (vehículos de dos ruedas) y pueden tener obligaciones adicionales, como registrarlos y contratar un seguro. Los modelos «mixtos», con pedaleo asistido y acelerador, son fáciles de clasificar mal, así que antes de comprar comprueba siempre con qué criterio está certificado el producto.

Comparativa de normativas internacionales

La filosofía de la normativa sobre bicicletas eléctricas varía de un país a otro. La Unión Europea, basándose en la norma europea EN 15194, trata como bicicletas normales las de pedaleo asistido (pedelec) con una potencia nominal continua de 250 W o menos y un corte de la asistencia a 25 km/h. Se permite la asistencia al caminar a paso de peatón (máximo 6 km/h), pero en principio no se admite un acelerador más rápido. Las «speed pedelec» (S-pedelec), que asisten hasta 45 km/h, se clasifican en una categoría de vehículo de dos ruedas aparte (L1e-B) y deben cumplir requisitos de matrícula, seguro, permiso de conducción y casco.

Estados Unidos define a nivel federal como producto de consumo la bicicleta eléctrica de baja velocidad con menos de 750 W y una velocidad máxima solo con motor inferior a 20 mph (unos 32 km/h), y muchos estados la subdividen en un sistema de 3 clases para determinar por dónde puede circular. Japón, de forma singular, la regula mediante la «proporción de asistencia»: a baja velocidad puede ayudar hasta el doble de la fuerza humana, pero la proporción se reduce al aumentar la velocidad hasta llegar a cero a 24 km/h.

* La ley coreana de la bicicleta se basa en la velocidad, el peso y el modo de funcionamiento; los requisitos detallados de potencia y seguridad figuran en las normas de verificación de seguridad. En EE. UU., la normativa detallada varía mucho de un estado a otro, por lo que hay que consultar la ley de cada estado. Los productos de clase 2 o 3 comprados en el extranjero pueden no cumplir la normativa coreana.

Tipos de bici eléctrica

Hoy en día, las bicicletas eléctricas se presentan en formas tan variadas como las convencionales. Lo único que tienen en común es que llevan motor y batería; según el uso, el diseño del cuadro, la transmisión y la posición de la batería son completamente distintos. Veamos los cuatro tipos más representativos. Si te interesa la clasificación de las bicicletas convencionales, consulta también el capítulo 02 Tipos de bici.

Guía de compra: 7 preguntas para acertar

Las bicicletas eléctricas son más caras que las convencionales y, por la batería y los componentes eléctricos, el servicio posventa es importante. En lugar de decidir solo por el diseño y el precio, si respondes una a una a las preguntas siguientes, el modelo adecuado para ti irá apareciendo de forma natural.

1. ¿Por dónde vas a rodar y cuánto?

Anota primero la distancia diaria de ida y vuelta y las pendientes del recorrido. Para un trayecto al trabajo de 20 km ida y vuelta, mayormente llano, basta con una batería de unos 400 Wh y un motor de buje; pero si vives en una zona con muchas cuestas, un motor central con sensor de par aumenta mucho la satisfacción. Si con la calculadora de autonomía de arriba eliges una capacidad con margen, de 1,5 a 2 veces lo necesario, estarás tranquilo aunque la batería envejezca o llegue el invierno.

2. ¿Cumple la normativa y la certificación coreanas?

Comprueba que sea de pedaleo asistido, que la asistencia se corte a 25 km/h, que el peso total sea inferior a 30 kg y que lleve la marca de verificación de seguridad (KC). Los productos importados directamente o los mixtos con acelerador pueden no cumplir los requisitos coreanos de «bicicleta eléctrica». Conviene comprobar también por separado la certificación de la batería y del cargador.

3. ¿Quién fabrica el sistema de motor y batería?

Que el motor, la batería y la pantalla sean un sistema integrado de una sola empresa, y que esa empresa tenga red de servicio oficial en el país, determina la satisfacción a largo plazo. Pregunta siempre si podrás conseguir una batería original cuando toque cambiarla dentro de 3-5 años y si hay cerca un taller capaz de manejar el software de diagnóstico. Con los sistemas baratos de marcas desconocidas, a veces es imposible conseguir piezas en caso de avería y toda la bicicleta queda inservible.

4. ¿Se adapta a tu cuerpo? ¿Puedes levantarla?

Una bicicleta eléctrica no deja de ser una bicicleta. Si la talla del cuadro, la altura libre sobre el tubo superior o la posición del manillar no se adaptan a tu cuerpo, será incómoda aunque tenga motor. El método de ajuste detallado se trata en el capítulo 04 Montaje y ajuste. Además, si tienes que subirla por las escaleras o en el ascensor de tu edificio, o colocarla en un portabicicletas, es importante levantarla para comprobar su peso real. Comprueba también si la batería es extraíble y cuánto pesa la bici sin ella.

5. ¿Son suficientes los frenos y las cubiertas?

Las bicicletas eléctricas pesan más y van a mayor velocidad media que las convencionales, por lo que la capacidad de frenada es especialmente importante. Lo más recomendable son los frenos de disco hidráulicos, y las cubiertas de tipo «E-Bike Ready», diseñadas para la carga de una bici eléctrica, resisten mejor los pinchazos y el desgaste. Que incluya de serie equipamiento práctico como guardabarros, luces y portaequipajes también marca una gran diferencia en el coste total.

6. ¿La has probado?

La diferencia entre un sensor de cadencia y uno de par, o entre un motor de buje y uno central, se nota a los pocos minutos de probarlos. Si puedes, prueba sin falta tres situaciones: la arrancada, los giros a baja velocidad y las subidas. Que no dé un tirón brusco al arrancar y que la asistencia se corte en el acto al dejar de pedalear está directamente ligado a la seguridad.

7. ¿Has calculado el coste total de propiedad?

Además del precio de compra, hay que tener en cuenta el cambio de batería (cientos de miles de KRW), la frecuencia de sustitución de consumibles y los costes de guardarla y protegerla contra robos. Si te preocupa el robo, también vale la pena considerar un localizador GPS o un seguro antirrobo. Con la calculadora de costes de desplazamiento de abajo puedes compararla con el coche y el transporte público y estimar en cuánto tiempo amortizas la inversión.

Mantenimiento y diagnóstico de averías

La parte mecánica de la bicicleta eléctrica —cadena, frenos, cubiertas y cambio— se mantiene igual que en una bicicleta convencional. Eso sí, como soporta más peso y más par, se desgasta antes, así que conviene adelantar un poco las revisiones. Para el mantenimiento básico, consulta el capítulo 05 Reparación; aquí resumimos el mantenimiento específico del sistema eléctrico y qué hacer ante cada síntoma.

Buenos hábitos con la batería

Si la batería está caliente justo después de rodar, déjala enfriar unos 30 minutos antes de cargarla, y desconecta el cargador cuando termine. Limpia los contactos con un paño seco para eliminar polvo y humedad y, al lavar la bicicleta, lo más seguro es quitar la batería y, en lugar de usar una hidrolimpiadora, limpiarla con un paño húmedo o con agua a baja presión. Dejar la batería dentro del coche en verano o al sol directo perjudica tanto su vida útil como la seguridad.

Motor y transmisión

Con motor central, la cadena puede desgastarse entre 1,5 y 2 veces más rápido que en una bicicleta convencional, así que revísala a menudo con un medidor de desgaste. Si dejas una cadena estirada, acabarás teniendo que cambiar también los caros platos y el casete. Si el motor hace ruido de roce o traquetea, puede deberse a tornillos de biela flojos, rodamientos desgastados o engranajes internos dañados. La carcasa del motor no suele poder abrirla el usuario, y desmontarla por tu cuenta anula la garantía, así que acude al servicio técnico oficial.

Diagnóstico de errores de sensores y electrónica

Cuando aparece un código de error en la pantalla o la asistencia se corta de repente, la causa suele ser sorprendentemente sencilla. La tabla de abajo recoge los síntomas habituales y lo que puede comprobar primero el usuario. El significado de los códigos de error varía según el fabricante, así que consulta también el manual.

Circular con seguridad: casco, velocidad y distancia de frenado

El mayor riesgo de la bicicleta eléctrica es que «puedes ir más rápido de lo que te permite tu forma física». Quien iba a unos 15 km/h con una bicicleta convencional mantiene 23-25 km/h sin apenas esfuerzo con una eléctrica. El problema es que los conductores, los peatones y otros ciclistas no esperan esa velocidad. Que un conductor gire en un cruce pensando «es una bici, vendrá despacio» es el patrón típico de los accidentes de bicicleta eléctrica.

La velocidad y el peso se reflejan directamente en la distancia de frenado. La energía cinética es proporcional a la masa y al cuadrado de la velocidad, así que a 25 km/h se tiene unas 2,8 veces la energía que a 15 km/h. En un segundo de tiempo de reacción, a 25 km/h se recorren unos 7 m, y si se suma la distancia de frenado en firme seco, se superan con facilidad los 10 m. En firme mojado es todavía más. Por eso, en una bicicleta eléctrica son imprescindibles unos buenos frenos, luces delantera y trasera suficientemente potentes y un casco de tu talla.

Si es la primera vez que montas en bicicleta eléctrica, conviene practicar varias veces arrancadas y paradas en el modo más bajo en un descampado tranquilo. En particular, si estás parado con el pie en el pedal y un modo alto activado, en cuanto apoyes peso en el pedal sin darte cuenta la bicicleta puede salir disparada. Acostúmbrate a bajar el modo o a quitar el pie del pedal mientras esperas en un semáforo. De noche, «hacerse ver» es tan importante como encender la luz delantera, así que conviene combinar ropa reflectante con la luz trasera en modo intermitente.

Medio ambiente y costes: ¿realmente compensa?

La bicicleta eléctrica es un medio de transporte que consume muy poca energía por kilómetro. Aunque gaste 10 Wh/km en un trayecto llano al trabajo, eso es solo una fracción minúscula —decenas de veces menos— de la energía que consume un turismo para recorrer la misma distancia. Incluso contando las emisiones de la generación eléctrica, las emisiones por kilómetro de una bicicleta eléctrica son menores que las de un turismo y que las de la mayoría del transporte público. Por supuesto, fabricar la batería y el motor también genera emisiones, y al final de su vida útil la batería debe tratarse mediante los sistemas de reciclaje. Aun así, si sustituye parte de los desplazamientos en coche, el beneficio ambiental es evidente.

Lo mismo ocurre con el coste. La electricidad en sí suele quedarse en unas pocas decenas de miles de KRW aunque la uses todo el año; la mayor parte del coste real es la depreciación de la batería (el coste de sustituirla dividido entre los kilómetros de su vida útil) y los consumibles, como cubiertas, cadena y pastillas de freno. Introduce tus condiciones de desplazamiento en la calculadora de abajo y compara cambiando tú mismo los supuestos marcados en gris.

Preguntas frecuentes