La bicicletta, i freni ed il signor Joule

La vecchia mountain bike che usiamo nei campiQualche giorno fa, mentre viaggiavo in bici verso la stazione ferroviaria, mi è venuto da pensare ad una faccenda: ma quanta energia spreco quando tiro i freni? E’ buffo forse domandarselo, però non è privo di significato.

Devo seguire un tracciato di circa 2,7 km, funestato da ciclabili abbandonate o prive di accessi, gipponi e tombini scassati. Facendo un po’ di conti ed osservando la foto aerea, ho dedotto che in media mi toccano grossomodo 8 fermate complete e 7 rallentamenti parziali per giornata; l’effetto è un po’ diverso a seconda del verso di viaggio.

Il peso complessivo del sottoscritto e del mezzo ammonta ad 80 kg; la misura è diretta, mi è bastato salire su una bilancia basculante con la bici in spalla.

Usualmente, per verifica diretta tramite affiancamento al mezzo di mia sorella dotato di tachimetro, so di procedere al massimo a 20 – 25 km/h. Il mio viaggio dura 8 – 10 minuti, con medie che oscillano nel range 18 – 20 km/h; ovviamente includendo anche soste e rallentamenti casuali.

La perdita di energia per completa frenata, immaginando di tralasciare gli impedimenti dovuti ad aerodinamica ed attriti, ammonta a 1/2*m*V^2: è l’energia cinetica del sottoscritto. Supponendo v = 6,9 m/s, ottengo una dispersione di circa 1900 J, o 1,9 kJ. Per le frenate parziali, possiamo immaginare un dimezzamento della velocità; basta fare la differenza tra le due energie cinetiche corrispondenti. Nel caso, 1/2*m*(Vi^2 – Vf^2); ottengo una perdita di circa 1430 J, ovviamente i tre quarti della precedente.

Le varie fermate osservate comportano, nel percorso di andata e ritorno, una perdita di circa 25,3 kJ. E’ molto o è poco? Se pensiamo che questa quantità equivale a 6 kcal, e che usualmente un uomo adulto consuma 2600 kcal al giorno, è effettivamente poco. Un altro metro di paragone potrebbe essere il consumo medio stimato di un ciclista, tabulato qui. Immaginando di viaggiare intorno a 20 Km/h, dovrei sostenere tra andata e ritorno una spesa in teorica energia di circa 60 kJ; in realtà credo che il valore sia superiore, dato che non mantengo quasi mai una postura aerodinamica. I freni si fanno sentire.

A pelle, mi pare dunque che le frenate abbiano pure loro un certo peso sul bilancio energetico dei pedalatori urbani; ma vuoi mettere che risate a pensare che, con l’equivalente di un litro di benzina, ci potrei percorrere 3600 km? Quest’ultimo numero serve a ricordare la sostanziale irrilevanza del consumo energetico della bici rispetto al semplice consumo metabolico del corpo umano; pedalare o non pedalare, cambia poi poco per quel che ci mangeremo a tavola. Fatta eccezione per i campioni delle due ruote, ovviamente!

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