Evaluación energética y ambiental de bicicletas eléctricas para movilidad urbana en el Área Metropolitana de Bucaramanga durante 2026

Abstract

Se evalúa el desempeño energético y el impacto ambiental de bicicletas eléctricas en el Área Metropolitana de Bucaramanga, mediante modelado matemático y análisis de datos secundarios. El objetivo consiste en cuantificar la relación entre pendiente, potencia requerida, consumo energético y autonomía, así como determinar la configuración de potencia que permite operación estable bajo condiciones topográficas urbanas y estimar la reducción de emisiones asociada a la sustitución de motocicletas. La metodología se fundamenta en la dinámica longitudinal del sistema bicicleta usuario, considerando las fuerzas de rodadura, aerodinámica y gravitacional. La potencia requerida se calcula como el producto de la fuerza total y la velocidad, y el consumo energético específico se obtiene a partir de la relación entre potencia y distancia recorrida. Se simulan escenarios de pendiente entre 1° y 45° y configuraciones de potencia entre 350 W y 1000 W, integrando un análisis multicriterio para la selección de la alternativa óptima. La estimación ambiental se realiza mediante factores de emisión representativos del contexto colombiano. Los resultados muestran incremento no lineal del consumo energético con la pendiente, con valores entre 18 Wh/km en condiciones planas y superiores a 100 Wh/km en pendientes elevadas. La autonomía presenta reducción significativa en escenarios de alta inclinación. La configuración de 850 W a 72 V mantiene capacidad de operación en pendientes urbanas con menor incremento de pérdidas térmicas. La reducción de emisiones alcanza aproximadamente 3.53 kgCO2 por usuario en recorridos diarios de 30 km. Se concluye que la pendiente constituye la variable dominante en la demanda energética del sistema, condicionando la selección de potencia y el desempeño global. El modelo desarrollado permite establecer relaciones cuantitativas entre variables de operación y constituye una herramienta para la evaluación técnica y ambiental de sistemas de movilidad eléctrica ligera en entornos urbanos.