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Bengi
Utente Master
Veneto
3686 Messaggi |
 Inserito il - 14/07/2010 : 23:43:37
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Utilizzando il simulatore di Outside, ho voluto provare a fare una simulazione di un ciclista che passa da un tratto pianeggiante ad uno in salita propgressiva, ipotizzando (teoricamente) che egli volesse mantenere una velocità di 30Km/h.
Inoltre ho valutato la situazione in due casi ipotizzando sempre una bipa dal peso di 26Kg. Nel primo caso ho considerato un ciclista relativamente leggero cioè di 70Kg (per un totale di 96Kg), e di uno piuttosto pesante e cioè di 90Kg (per un totale di 116Kg).
La prima osservazione che emerge è che in pianura (0%), ai due ciclisti è richesta una potenza molto simile, segno che in pianura il peso di bipa e ciclista incidono poco sullo sforzo necessario per procedere ad una data andatura.
Quando la strada inizia a salire, anche lievemente come nel caso dell'1%, lo sforzo aumenta ... di quanto secondo voi? Del 10, 20, 30%? Noooo, ma di moooolto di più: circa il 44%, per il ciclista più pesante! 
Mentre per quello più leggero è un po' inferiore: circa il 40%, che rimane pur sempre un valore notevole!
Ecco perchè chi non è abituato alle salite, di fronte a strade anche in lieve pendenza, va subito in crisi!
Si osservi poi come nel caso di una salita pari ad un misero 2%, la potenza risulti circa raddoppiata, nel caso del ciclista più pesante! Impressionante!
La tabella e il grafico allegato spiegano anche perchè l'autonomia delle batterie subisca una drastica riduzione nei percorsi montani, rispetto a quelli pianeggianti.
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Panasonic 26V forever!
Bengi the AironMan: "Salire in bipa è come spiccare liberi in volo"
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nembo
Nuovo Utente
4 Messaggi |
Inserito il - 15/07/2010 : 00:16:05
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| Ciao Bengi, vorrei solo sapere una cosa: il calcolo per le salite l'hai fatto per 30 kmh, ma se un ciclista fa girare un po più i pedali, cioè usa il cambio con minor sforzo, non parliamo di velocità ma di durata di batteriedov'è la differenza? Grazie per un'eentuale risposta, la guardo comunque prossimamente adesso vado a letto. buonanotte. |
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Bengi
Utente Master
Veneto
3686 Messaggi |
Inserito il - 15/07/2010 : 00:25:08
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@Nembo, questi dati sono stati riportati solo per capire come variano le potenze richieste nell'ipotesi (teorica) di andatura costante con pendenza variabile tra lo 0% (piano) e l'8%.
Quando parlo di autonomia, ipotizzo il caso che si voglia salire solo di motore.
Poi è evidente che se anche il ciclista ci mette del suo, i consumi di energia elettrica varieranno di conseguenza. 
Buonanotte anche a te.  |
Panasonic 26V forever!
Bengi the AironMan: "Salire in bipa è come spiccare liberi in volo"
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Bengi
Utente Master
Veneto
3686 Messaggi |
Inserito il - 15/07/2010 : 07:34:19
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Questa tabella e grafico, mette in evidenza la variazione di potenza richiesta in una salita del 5%, in base al peso totale (bici+ciclista). Come termine di paragone ho considerato anche un ciclista muscolare grimper (peso 60Kg e bici 7Kg).
A parità di potenza espressa, il guadagno di velocità, al diminuire del peso, è impressionante!
Ad es. con una potenza di 200W, il ciclista più pesante sale a poco più di 10Km/h, mentre il ciclista intermedio a poco più di 12Km/h, mentre il grimper sale a circa 16,5Km/h!
Analogamente con una potenza di 350W, il ciclista pesante sale a circa 17Km/h, quello intermedio a 20Km/h e il grimper a oltre 25Km/h!
Insomma, non c'è niente da fare: se si vuole andare forte in salita occorre innanzitutto dimagrire e poi usare bici il più possibile leggere.
Questo è di per sè scontato, ma quello che volevo verificare era QUANTO fosse penalizzante il peso in salita.
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Panasonic 26V forever!
Bengi the AironMan: "Salire in bipa è come spiccare liberi in volo"
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Barba 49
Utente Master
Toscana
36469 Messaggi |
Inserito il - 15/07/2010 : 07:54:02
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Ottimo lavoro, corrisponde perfettemente al mio test. Infatti con peso totale di 107Kg e pendenza del 5% avevo bisogno di 655W per salire a 30Km/h. Bisognerà cominciare a pensare a bici al carbonio e epe superlight. Purtroppo per me (180Cm X 75Kg) essendo già nel peso forma dovrò spendere un pò di soldi per la bici.  |
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pixbuster
Amministratore
fondatore
Veneto
12373 Messaggi |
Inserito il - 15/07/2010 : 23:49:37
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Ottimo lavoro, Bengi !
Utile per la nostra E-ciclopedia |
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jumper
Utente Master
3304 Messaggi |
Inserito il - 16/07/2010 : 02:15:20
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Veramente, senza nulla togliere a questi calcoli di bengi, tanto tempo fa , erano stati fatti dei calcoli molto precisi sul consumo di energia in salita alle varie pendenze
cercate cercate  |
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Lupo elettrico
Utente Medio
Abruzzo
223 Messaggi |
Inserito il - 16/07/2010 : 15:49:23
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Ciao Bengi, complimenti per gli ottimi studi e grafici su potenza/peso in salita.
Dato che sei un esperto ti volevo chiedere una cosa: tempo fa ho letto qualcosa sulla differenza importante che si ha in salita sul peso delle masse rotanti e su quello delle masse statiche. Mi sembra di ricordare che si sosteneva che è molto più importante ridurre il peso delle ruote, piuttosto che quello del telaio della bici. Sempre focalizzando il discorso sulla efficenza in salita. Ti dico questo perchè ho montato sulla Pro Connect i copertoni Marathon Plus, che dicono imperforabili. Ma il prezzo da pagare per questa caratteristica è un peso che è più che doppio rispetto ad un copertone normale (pesano un kg ciascuno). Ovviamente su una bici elettrica questa differenza di peso può essere trascurabile, ma su una bici da corsa ? Tu ne sai qualcosa di più ?
Ciao |
MTB Rockrider 8.1 Cyclone 250 W
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job
Amministratore
fondatore
Friuli-Venezia Giulia
7768 Messaggi |
Inserito il - 16/07/2010 : 18:01:59
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@ Lupo, mi sono fatto un mazzo tanto sull'argomento, leggi tutto qui:
http://www.jobike.it/forum/topic.asp?TOPIC_ID=6930
@ Jumper, non te la prendere, come vedi succede anche a me, ma il forum è ormai un pozzo senza fondo in cui ci si perde il meglio, a volte
Io invece, stavo lavorando su un possibile coefficiente , anche grossolano, ma di facile applicazione, per valutare il livello di difficoltà che presentano le nostre lunghe gite a seconda del dislivello.
Infatti mi era stato chiesto se una gita più corta di 100km (o 200km vista la barriera superata da Bengi  ) è degna di entrare nel club presentando difficoltà altimetriche significative.
La cosa non risulta banale perche' i Watt/ora consumati possono cambiare parecchio a seconda di come sia distribuito il dislivello complessivo nell'arco di tutto il chilometraggio. (nb- mi rifiuto invece di considerare prestazioni velocistiche, che non corrispondono allo spirito del cicloturista).
Faccio 2 esempi:
1) gita ad anello di 200km alla media di 25km/h con dislivello complessivo di 1000 metri e le salite distribuite sul 30% del percorso.
Prevedendo velocità in pianura = 30km/h , vel. salita = 16,6km/h e vel. discesa 35km/h
Con una serie di calcoli, avrei trovato che in questo caso il coefficiente sarebbe: ogni 10 metri di dislivello calcolare come se si avesse fatto 2,5 km in più di pianura a 25km/h (assenza di vento ovviamente).
Si tenga presente che per discese con pendenze piccole (da 1% a 3%), c'e' comunque un certo consumo per mantenere le velocità richieste e va calcolato pure quello.
2) sempre gita di 200km, media 25km/h, dislivello 1000 metri, ma salite distribuite solo sul 5% del percorso (pendenza al 10%, vel. in salita 6km/h).
In questo caso il coefficiente risulta ben diverso:
circa 6,5 km in più ogni 10 metri di dislivello.
Come dire, che una sola salita breve da affrontare lungo il percorso costa assai più energia che lo stesso dislivello spalmato su più chilometri e quindi con pendenze più piccole.
ps- comunque, anche spalmando il dislivello al massimo, un percorso di 100km con dislivello da 1000 metri è tranquillamente paragonabile a un 200km in piano.
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"carrarmatino" Flyer T4 30/9/2006 (22/5/2011 sostituito motore)
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Bengi
Utente Master
Veneto
3686 Messaggi |
Inserito il - 16/07/2010 : 18:29:42
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@ Lupo, premesso che non sono un esperto 
allo scopo di formulare una risposta al tuo quesito, sono andato a rispolverarmi le nozioni di base di meccanica.
Riassumendo e semplificando molto, possiamo affermare che l'energia per andare in salita è data almeno da 4 componenti:
a) componente orizzontale della velocità;
b) componente verticale della velocita;
c) velocità angolare e momento d'inerzia delle cosiddette "masse rotanti";
d) forze d'attrito.
Per quanto riguarda il punto a), dato che normalmente le pendenze in gioco sono basse, tale componente di velocità si può assumere in prima approsimazione pari alla velocità con cui si va in salita (quella che si legge sul tachimetro), in quanto si tratta di un moto su un piano inclinato a piccola angolazione. L'energia cinetica del sistema (bici+ciclista) è proporzionale alla massa e al quadrato della velocità.
Per quanto riguarda il punto b), tale componente di energia può fare riferimento alla VAM. Più alta è e maggiore sarà l'energia richiesta per mantenere una data velocità. Si tratta in sostanza di un accumulo di energia potenziale del sistema ciclista+bici che salendo "acquista" energia che ovviamente deve essere fornita dal ciclista per far quadrare il bilancio energetico. Si ha in sostanza una traformazione di energia muscolare (o elettrica e muscolare, in caso di bipa) in energia potenziale dovuta alla variazione di quota del sistema immerso nel campo gravitazionale. Tale componente risulta proporzionale alla massa e al dislivello percorso in salita.
c) Tuttavia, poichè le masse che compongono il sistema bici+ciclista non sono caratterizzate da un moto puramente traslazionale, ma lo spostamento è reso possibile proprio perchè vi sono delle masse in rotazione (le ruote), qui entra in gioco un'altra componente energetica che è quella richiesta appunto per portare e mantenere in rotazione le ruote della bici. La quantità di energia richiesta in tal caso è proporzionale al momento d'inerzia che esprime in sintesi lo sforzo necessario per produrre un'accelerazione angolare delle ruote. Il momento d'inerzia è proporzionale non solo alla massa, ma anche alla sua distribuzione rispetto al centro di rotazione. Ciò significa che tanto più periferiche sono le masse e tanto maggiore sarà il momento d'inerzia. In poche parole, se vogliamo mantenere bassa questa componente energetica, dobbiamo usare ruote piccole e leggere.
C'è da osservare che (ovviamente) tale componente energetica è proporzionale anche alla velocità angolare di tali masse in rotazione, cioè alla velocità con cui gira la ruota. Si noti che tale componente energetica è presente anche in pianura, e non è una caratteristica che emerge solo nel caso di percorsi in salita. Poi nella pratica le ruote della bici non sono poi così tanto piccole perchè entrano in ballo altri requisiti, stabilità, attrito radente e volvente, ecc ...
Comunque se si volesse avere una bici molto scattante è chiaro che sarebbe necessario prevedere ruote piccole e leggere (compresi i pneumatici che essendo posizionati in zona periferica, incidono molto sul momento d'inerzia, al contrario del mozzo che avendo le masse molto prossime all'asse di rotazione, il suo peso - sotto questo aspetto- incide poco).
d) Infine ci sono gli attriti che sono di varia natura: meccanici, aerodinamici, ecc.
Per ridurre i primi occorre avere una bici di qualità e in buono stato di manutenzione, cioè avere le parti meccaniche in movimento realizzate con materiali di buona qualità e cuscinetti, catena, movimento centrale, ecc., in grande efficienza. Occorre poi che questi siano costantemente lubrificati e puliti.
Mentre per ridurre i secondi è molto importante ridurre la sezione "esposta la vento" ed avere dei profili ottimali(basso CX) per migliorare la penetrazione nel fluido in cui siamo immersi: l'aria. E quindi conta molto la "mole" del ciclista (che anche in questo caso certamente non aiuta) e la sua posizione in sella (con busto abbassato o in posizione eretta).
Per concludere: sicuramente avere dei pneumatici più pesanti richiede un maggiore dispendio energetico, sia in pianura che in salita.
Poi, lo sappiamo, dipende molto da QUANTO questo possa incidere sul bilancio energetico globale e se tale quantità sia significativa o meno ...
Non so se ho contribuito a chiarire un po' le idee, o se ho solo aumentato l'incertezza facendo confusione ... |
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Bengi the AironMan: "Salire in bipa è come spiccare liberi in volo"
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Lupo elettrico
Utente Medio
Abruzzo
223 Messaggi |
Inserito il - 16/07/2010 : 19:59:30
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Grazie bengi e job del chiarimento.
Beh, chiamarlo chiarimento mi sembra un po' riduttivo, avevo lanciato una semplice e ingenua domanda e mi sono ritrovato catapultato in un'aula di fisica !!. La cosa mi ha fatto piacere ma anche un po' turbato, in quanto mi ha ricordato i miei due esami di fisica all'università (per la verità superati un po' mediocramente).
E' vero che questo forum è un pozzo senza fondo, io mi ero perso l'intervento di job e molte volte per pigrizia non uso la funzione "cerca".
In quanto a trovare un indice di difficoltà che leghi il dislivello in salita ai km percorsi, credo che sia un'operazione un po' difficoltosa, in quanto troppe sono le variabili in gioco, e il tutto è difficilmente risolvibile con criteri oggettivi, a meno di non affidarsi ad un indice di grande approssimazione.
Io troverei più semplice, se si volesse fare, un club legato semplicemente ad un determinato ammontare di dislivello (1000 m, 2000 m), senza considerare i km percorsi.
Ciao |
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Bengi
Utente Master
Veneto
3686 Messaggi |
Inserito il - 16/07/2010 : 22:13:40
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Mi riallaccio alle considerazioni di Job e Lupo relative alle modalità di definire un indice di "difficoltà" delle nostre escursioni.
Per non fare riferimento a parametri e conteggi soggettivi, credo che la prima cosa da fare sia quella di definire una grandezza fisica cui legare la valutazione di "difficoltà" del percorso.
Personalmente riterrei adatto allo scopo il consumo energetico totale, che prescinde dalla potenza del ciclista (o ciclista+motore).
Questo perchè quello che si sta valutando è una prestazione cicloturistica dove ritengo più importante una dote di fondo (energia) più che una di spunto (potenza).
Allora, se si accetta di assumere l'energia totale come parametro per definire l'indice di difficoltà dell'escursione, è evidente che occorre conoscere di ogni percorso il dislivello totale, oltre che la lunghezza complessiva. Con questi dati, unitamente alla conoscenza del peso totale di bipa e ciclista, si potrebbe facilmente calcolare l'energia totale dell'escursione.
Poi, a questo punto dovrebbe entrare in gioco un altro fattore importante: il livello di assistenza del motore espresso dall'energia totale (in Wh) fornita dal motore.
A questo punto, per differenza, si potrebbe calcolare l'energia totale erogata dal ciclista su quel percorso e questo potrebbe essere il dato che - a mio avviso - meglio di tutto potrebbe esprimere la rilevanza o meno dell'"impresa" del ciclista.
Riassumendo, se definiamo:
Et = Energia totale sul percorso
Em = Energia fornita dal motore
Ec = Energia espressa dal ciclista,
risulta:
Ec = Et - Em
Il livello di difficoltà dell'impresa sarà tanto maggiore quanto più grande sarà Ec.
Questo sarebbe un parametro oggettivo per confrontare la prestazione di ciclisti diversi su percorsi diversi.
Cosa ne pensate? |
Panasonic 26V forever!
Bengi the AironMan: "Salire in bipa è come spiccare liberi in volo"
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job
Amministratore
fondatore
Friuli-Venezia Giulia
7768 Messaggi |
Inserito il - 16/07/2010 : 23:43:18
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| Bengi ha scritto:
Personalmente riterrei adatto allo scopo il consumo energetico totale, che prescinde dalla potenza del ciclista (o ciclista+motore).
Questo perchè quello che si sta valutando è una prestazione cicloturistica dove ritengo più importante una dote di fondo (energia) più che una di spunto (potenza).
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e' esattamente quello che faccio sempre nei miei calcoli
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occorre conoscere di ogni percorso il dislivello totale, oltre che la lunghezza complessiva. Con questi dati, unitamente alla conoscenza del peso totale di bipa e ciclista, si potrebbe facilmente calcolare l'energia totale dell'escursione.
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come ho detto sopra, non è così. Se il dislivello è spalmato sul percorso non hai bisogno della stessa energia che avere un'unica montagna in mezzo, vedi i 2 esempi.
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Poi, a questo punto dovrebbe entrare in gioco un altro fattore importante: il livello di assistenza del motore espresso dall'energia totale (in Wh) fornita dal motore.
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Questo più o meno lo facciamo già tutti
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Il livello di difficoltà dell'impresa sarà tanto maggiore quanto più grande sarà Ec.
Questo sarebbe un parametro oggettivo per confrontare la prestazione di ciclisti diversi su percorsi diversi.
Cosa ne pensate?
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Penso che non sono d'accordo. Visto il taglio del nostro forum, sarebbe poco utile che uno di noi dimostri di essere particolarmente allenato, lasciamolo ai siti specializzati del ciclismo sportivo questo.
Oltretutto non avremmo nessun risultato degno di nota, basta vedere l'esempio portato da gechino nel club dei 100 di cosa si possa fare con la bici da corsa se ben allenati.
Direi che le nostre imprese sono proprio quelle del ciclista della domenica senza particolari allenamenti. L'avvento dell'ausilio elettrico ha aperto proprio questi orizzonti.
Le nostre imprese dovrebbero semplicemente dimostrare che oggi è possibile fare lunghe percorrenze senza allenamenti specifici, senza abbigliamento da ciclista sportivo e dall'altro lato senza portarsi dietro un ingombrante e costosissimo tir di batterie. E che l'indomani della gita non dobbiamo essere da ricovero in rianimazione, ma poter sempre inforcare la nostra amata o per una seconda tappa cicloturistica o semplicemente per andare al lavoro.
Secondo me buoni parametri di riferimento sarebbero:
vel.media non superiore ai 25-28km/h (al di sopra di questa, l'evento è già troppo sportivo o troppo motorinistico e illegale)
Energia media spesa dal ciclista sui 100W/h
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tittopower
Utente Senior
Emilia Romagna
1594 Messaggi |
Inserito il - 17/07/2010 : 23:08:10
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| job ha scritto:
...Direi che le nostre imprese sono proprio quelle del ciclista della domenica senza particolari allenamenti. L'avvento dell'ausilio elettrico ha aperto proprio questi orizzonti.
Le nostre imprese dovrebbero semplicemente dimostrare che oggi è possibile fare lunghe percorrenze senza allenamenti specifici, senza abbigliamento da ciclista sportivo e dall'altro lato senza portarsi dietro un ingombrante e costosissimo tir di batterie. E che l'indomani della gita non dobbiamo essere da ricovero in rianimazione, ma poter sempre inforcare la nostra amata o per una seconda tappa cicloturistica o semplicemente per andare al lavoro.
Secondo me buoni parametri di riferimento sarebbero:
vel.media non superiore ai 25-28km/h (al di sopra di questa, l'evento è già troppo sportivo o troppo motorinistico e illegale)
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Ho 48 anni, si può dire che ho abbandonato la bici a 16-17 anni, l'ho ripresa in mano per portare a spasso prima i figli con il seggiolino poi nel seguirli nei loro piccoli giri, ma è stata sempre una grande fatica anche se erano piccole passeggiate, al massimo 10 km. Erano anni che non andavo più in bici ed ora con l'aiuto del motore elettrico ho potuto riprendere felicemente ad utilizzarla tanto che mi scoccia prendere l'auto (ultimo pieno fatto a maggio). Tornare a casa dopo 30-40-50 km senza soffrire di stanchezza e poterlo fare anche il giorno dopo mi ha fatto tornare bambino e la cosa mi piace molto. Per ora solo il rimpianto di non avere scoperto prima questo nuovo tipo di mobilità. |
Bottecchia TX50 + BPM rear 250W + 38120 x 14 central + CA + linear torque -- muletto: esperia + SWXU 250W front + LiPo 36V/5Ah -- Battery managed by Robbe E1 & Graupner UDP45 --- Rockrider 9.1 + BPM 250W + nanotech 10Ah + Linear torque |
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jumper
Utente Master
3304 Messaggi |
Inserito il - 17/07/2010 : 23:14:17
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standing ovation per Job!
e metterei anche la parola "impresa" tra virgolette, perche' mi sa che stiamo cominciando a prenderla/prenderci troppo sul serio |
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Quanto "pesa" la salita
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