Diseño de una rueda eléctrica frontal para bicicleta de 26 pulgadas, incorporando un sistema de control electrónico de asistencia al pedaleo y validando su funcionamiento mediante simulación, orientada a la movilidad urbana sostenible.

Abstract

La movilidad sostenible no es una opción exclusiva de países desarrollados; es considerada una necesidad para ciudades como Bucaramanga que en los últimos años han tenido un impacto grave en la salud de sus habitantes debido a la contaminación del aire. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el transporte es una de las principales fuentes de contaminación atmosférica en zonas urbanas, contribuyendo de manera considerable a la emisión de gases de efecto invernadero.

Aunque dejar de usar los automóviles y motocicletas no es una alternativa realista, sí es necesario abrir espacio a soluciones que permitan reducir la huella de carbono. Las bicicletas y los vehículos eléctricos son opciones viables, pero no tan accesibles o adaptables a las necesidades de las personas; con esto en mente, el proyecto se centró en diseñar y analizar una rueda eléctrica frontal, pensando en facilitar la adaptabilidad; esta es ajustable a cualquier bicicleta convencional de 26 pulgadas de diámetro.

La idea principal se trata de convertir una bicicleta tradicional en una con asistencia eléctrica, con un sistema que integra un motor, la fuente y su controlador; para lograrlo se utilizó un modelado CAD en SolidWorks. El diseño implementado es una estructura de tipo panal de abejas, que por sus formas pentagonales tiene una estructura más sólida, a la cual se le integraron componentes eléctricos, como el motor y la batería. A partir de la selección de los componentes, se establece una base técnica que permitió definir los parámetros necesarios para las simulaciones y el modelado. Se desarrollaron simulaciones del comportamiento mecánico, las cuales permitieron analizar el desempeño del modelo propuesto, evaluando su estabilidad y respuesta transitoria. Mediante las especificaciones del motor BLDC se obtuvo la respuesta dinámica representada mediante simulaciones en MATLAB, lo que permitió evaluar la viabilidad de implementar un controlador PID para la regulación de velocidad. Más allá del diseño técnico, este proyecto busca generar conciencia y aportar una solución práctica: demostrar que es posible transformar lo que ya tenemos en una alternativa más sostenible, sin necesidad de realizar grandes inversiones. Se trata de aplicar la ingeniería no solo para innovar, sino también para contribuir de manera real al medio ambiente y a la mejora de la movilidad urbana.