Speciale Bici elettrica

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Bici elettrica: l’era della pedalata assistita

Le bici elettriche sono un'evoluzione del concetto tradizionale di bicicletta poiché estendono le potenzialità del mezzo e ampliano le opportunità a disposizione della persona. La pedalata assistita è la leva che ha consentito all'innovazione di abbracciare i veicoli a due ruote creando una nuova categoria a metà tra la bici tradizionale e il motoveicolo. Prezzo e caratteristiche dipendono da batteria, motore e altre componenti, la cui scelta va commisurata al tipo di uso che se ne intende fare: l'e-bike coadiuva l'erogazione dello sforzo da parte del ciclista, senza mai sostituirne il movimento e la propulsione.

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C’è ancora un ambito ove la tecnologia non ha ancora pervaso il mercato: quello delle biciclette. Le resistenze sono molte: opportunità, retaggi culturali, resistenze psicologiche. Tuttavia la bici elettrica è ormai sdoganata, passando anche per canali imprevedibili solo pochi anni or sono, ed è diventata il nuovo oggetto del desiderio per molte persone che gravitavano lontano dall’orbita delle due ruote. Un ritorno alla filosofia “green” passando per un motore e molta tecnologia: può sembrare un paradosso, invece è il frutto più nobile dell’innovazione applicata alla tradizione.

La bici elettrica

Un nuovo concetto di bicicletta

Parlare di biciclette elettriche fino a pochi anni fa significava immaginare bici ingombranti, pesanti, pensate magari per consentire ad una persona anziana di spostarsi senza fatica. Era una immagine in ogni caso da respingere, poiché antitetica a tutto quel che la bicicletta voleva essere: attività fisica, salute, movimento. Oggi questa immagine è stata ribaltata ed il tutto è successo in virtù di una sostituzione semantica: la bici elettrica non è un elemento che sostituisce il movimento (inibendo tutti i valori legati a salute e attività fisica), ma è un elemento complementare che può anzi abilitare, potenziare ed estendere quel che la persona è in grado di fare. Quello che era un freno psicologico, oggi è adrenalina: il giusto motore elettrico, usato nel modo adeguato, può consentire a chiunque di vivere un’esperienza su due ruote moltiplicata. Meno fatica e più divertimento, insomma, mantenendo costante la scelta della bicicletta invece di altri strumenti alternativi.

Di qui, un nuovo modo di pensare alla bicicletta. Di qui, l’esplosione del mercato. Di qui la scissione definitiva tra i concetti di “bici elettrica” e di pigrizia, ribaltando il tavolo per sempre. Di qui, soprattutto, l’apertura di nuovi orizzonti che potrebbero presto aprire nuovi ed ulteriori ambiti di applicazione per quella che è di fatto una nuova categoria di veicolo per gli spostamenti (urbani e non). La magia sta tutto nel concetto di “pedalata assistita“, l’elemento che ha cambiato completamente la percezione delle biciclette elettriche agli occhi degli utenti. E la percezione diventa mercato: una ricerca commissionata da Shimano ha fotografato il grande favore con cui le bici elettriche sono viste dagli utenti, con quasi metà del campione che si dice interessato ad un futuro investimento su questo tipo di prodotto.

Nel mondo i più grandi fruitori di bici elettriche sono i cinesi, seguiti a distanza dall’area europea. L’Italia occupa circa l’8% del mercato continentale a livello di domanda, mentre a livello di offerta occupa quasi il 30% del fatturato in componentistica. Paradossale la situazione statunitense, invece: laddove la tassonomia della bicicletta elettrica non è ancora stata definita appieno, la vendita è legale mentre l’utilizzo è illegale in alcune zone (ad esempio New York). Tale distorsione nasce da una deregolamentazione che impedisce la corretta registrazione del veicolo, mettendone quindi al palo le possibilità di commercializzazione.

Bici elettrica e pedalata assistita

La pedalata assistita è un concetto che vede il motore elettrico affiancarsi all’utente, aggiungendo la propria propulsione a quella delle gambe invece che sostituendola. Più semplicemente: più si pedala, più il motore spinge; se non si pedala, il motore smette di produrre forza. Le biciclette a pedalata assistita sono note anche come EPAC (Electric pedal assisted cycle) o Pedelec.

La pedalata assistita è una innovazione completamente trasparente che sfugge alla percezione: non ingombra, è silenziosa e l’utente semplicemente sente di avere più potenza nelle proprie leve. A parità di sforzo, infatti, si trasmette più potenza sulle ruote e se ne ricava una velocità di spostamento maggiore. L’effetto sinergico è di enorme piacere. Ottenere maggior risultato con minor fatica, infatti, apre alle biciclette elettriche nuove frontiere, abbattendo i limiti che in troppi casi impediscono la scelta delle due ruote per i propri spostamenti:

  • in città ci si può recare sul posto di lavoro senza dover scontare gli effetti collaterali della fatica (meno sudore, meno stanchezza);
  • in campagna si possono affrontare distanze più lunghe potendo raggiungere velocità maggiori anche con una semplice pedalata da passeggio;
  • in montagna si possono affrontare salite ad alta difficoltà, arrivando in luoghi ove altrimenti non si sarebbe riusciti ad arrivare soltanto con la propria forza;
  • si possono affrontare pedalate su lunghe distanze anche in assenza di allenamento continuo, stimolando l’approccio alla bicicletta anche per chi non ha la possibilità di allenarsi con continuità;
  • si può offrire la bicicletta elettrica a turisti del weekend, con la quale visitare un territorio rimanendovi a stretto contatto e senza dover affrontare indesiderate fatiche: il cicloturismo è uno dei settori di maggior crescita e si è presto fatto traino anche per il mondo della bici elettrica.

La pedalata assistita porta dunque la bicicletta laddove la bicicletta in precedenza non arrivava: ne estende le potenzialità e ne amplia le opportunità d’uso, moltiplicandone il perimetro di mercato anche laddove (come in Italia) non era finora sfruttata quanto in altri paesi. Le salite non spaventano più, la durata delle batterie è sufficiente per medi tragitti, la potenza erogata consente un effettivo salto di qualità nell’esperienza d’uso e la bicicletta elettrica diventa di fatto una nuova opzione disponibile.

Con la pedalata assistita è nato quindi un nuovo mercato. La bici elettrica non è una semplice bicicletta, ma non è nemmeno un motorino: è una soluzione ibrida, che si fa spazio tra queste due categorie e che offre caratteristiche peculiari che specifici mercati stanno apprezzando con crescente soddisfazione.

Pedalata assistita: quanto aiuta?

Per capire quanto possa essere il contributo di un motore a pedalata assistita, occorre partire dal capire in che termini tale aiuto possa essere misurato. Trattandosi di potenza, anzitutto, tale contributo sarà valutato il Watt. Ed i Watt di potenza erogati dal motore sono esplicati dalla normativa: 0,25KW continuativi massimi, ossia 250 Watt.

Si ponga per comodità di calcolo un ciclista del peso di 80Kg a cavallo di una bicicletta da 20Kg: per procedere ad una velocità media di 20Km/h in pianura, lo sforzo da compiere è pari a 90 Watt. La stessa persona, nel momento in cui affronta una salita con pendenza del 5% (dunque una pendenza relativamente semplice da affrontare), non dovrà compiere alcuno sforzo supplementare per mantenere costante la propria velocità poiché il motore sarà in grado di supplire alla differenza nello sforzo necessario. Al crescere della pendenza (o della velocità obiettivo), dovrà aumentare considerevolmente lo sforzo effettuato poiché, al netto di eventuali potenze di picco che il motore è autorizzato a gestire, l’assistenza della potenza elettrica viene a pesare meno sul bilancio della potenza erogabile.

La limitazione imposta ai motori, insomma, obbliga la pedalata assistita e non oltrepassare un certo limite, impedendo di sostituire la potenza dell’uomo con quella del motore: l’assistenza rimane sempre e comunque tale. Un piccolo aiuto, insomma, ma non certo una risorsa in grado di consentire da sola il raggiungimento di gran premi della montagna. Ma anche su questo c’è già stato molto da discutere, visto che la pedalata assistita sarebbe già stata abusivamente utilizzata anche all’interno di gare professionistiche violentando i concetti di sport e di lealtà.

Bici elettriche: il meccanismo

Le biciclette elettriche prevedono un certo numero di tecnologie di bordo necessarie al buon funzionamento del processo di pedalata assistita. Tra le componenti principali si annoverano:

Il motore

Di potenza e caratteristiche variabili, poiché declinabile alle varie situazioni in cui se ne farà uso. Il consiglio è quello di rivolgersi ad un esperto per poter scegliere la miglior soluzione prima dell’acquisto. Importante è invece la posizione del motore stesso sulla bicicletta. Tre le soluzioni possibili:

  • front hub motor: sul mozzo centrale della ruota anteriore, ideale per semplici passeggiate e soluzione praticabile anche quando il motore non è “embed” e viene aggiunto in un secondo momento ad una normale bicicletta non elettrica acquistata in precedenza; essendo la ruota anteriore meno aderente al selciato (poiché vi grava sopra un peso minore), tale soluzione non è ottimale per la corretta trasmissione a terra della propulsione ed inoltre aggiunge motivi di preoccupazione in caso di terreno scivoloso;
  • rear hub motor: sul mozzo centrale della ruota posteriore, ove potrebbe dare difficoltà in virtù della compresenza del cambio, ma si tratta comunque di una soluzione ideale per strade sconnesse o potenzialmente scivolose poiché posizionato sulla ruota che meglio mantiene l’aderenza al selciato;
  • central motor: sul perno centrale ove v’è l’aggancio dei pedali, poiché migliora la distribuzione dei pesi, perché strettamente agganciato al telaio ed in quanto distaccato da parti removibili quali le ruote.

La potenza può essere erogata con varie modalità, lasciando spesso all’utente la possibilità di decidere: così facendo è possibile stabilire quale debba essere il grado di “aiuto” ricevuto dal motore, calibrando secondo volontà propria il tipo di esperienza da vivere (nonché la durata della batteria e il tratto di strada su cui concentrare gli aiuti dal motore).

La batteria

Si tratta di uno degli elementi di maggior importanza poiché determina le potenzialità della bicicletta elettrica. La capacità della batteria è infatti ciò che limita la potenza erogabile nel tempo e la durata dell’assistenza nella pedalata, limitando pertanto le percorrenze e le pendenze affrontabili. La logica consiglia l’acquisto di batterie ben proporzionate alle proprie abitudini d’uso, evitando di portarsi appresso accumulatori troppo voluminosi e pesanti senza averne necessità alcuna. La carica supplementare, del resto, è nelle gambe del ciclista: meglio arrivare a destinazione con la batteria scarica che non sprecare energia per portarsi appresso una carica non utilizzata.

Le batterie sono tipicamente da 24-36V e l’amperaggio è l’unità di misura della loro capacità (e si aggira solitamente attorno alle 10 unità). Come ogni accumulatore, occorre prestare attenzione al numero di ricariche effettuate, ai danni da sovraccarico ed all’inesorabile deteriorarsi della capacità negli anni. La batteria risulta essere pertanto la componente destinata al minor tempo di ammortamento rispetto al resto della componentistica, arrivando a dimezzare la propria capacità nel giro di 4-5 anni di normale utilizzo.

L’autonomia delle odierne batterie al litio (le più utilizzate ad oggi) può arrivare a 150km a basso sforzo, mentre la ricarica completa avviene in circa 4-8 ore a seconda dei modelli: la tecnologia degli accumulatori è in continua evoluzione e questa componente è destinata ad essere quella su cui più si combatterà la battaglia di mercato negli anni a venire.

Va da sé che l’acquisto di una batteria sovradimensionata rispetto alle proprie necessità aggiunge peso e riduce l’autonomia, ma al contempo allunga il ciclo di vita dell’unità. Alla luce della forte evoluzione della ricerca sugli accumulatori, il consiglio rimane tuttavia quello di scegliere una batteria ben commisurata, poiché ogni eccedenza sarebbe pagata più di quanto logiche di ammortamento non possano consigliare.

Il sensore di sforzo

Misura la potenza erogata dalla persona ed in virtù di tale misurazione determina la potenza che il motore deve erogare. Si tratta pertanto di una soluzione alternativa al sensore di pedalata ed è tipicamente utilizzato sulle biciclette elettriche aventi motore posizionato centralmente. Poter misurare lo sforzo impresso dal ciclista significa interpretarne i movimenti, lo stile, la fatica e le necessità: il sensore è pertanto un traduttore fondamentale che deve (in modo automatico e silente) sincronizzare e calibrare la cooperazione tra gambe e motore al fine di offrire esattamente la velocità, l’accelerazione e le sensazioni desiderate da chi sta pedalando.

Il sensore di pedalata (o “di rotazione”)

Monitora le azioni del ciclista, autorizzando o meno l’erogazione di potenza da parte del motore. Viene solitamente utilizzato quando il motore è sul mozzo delle ruote e non consente pertanto di misurare direttamente l’attività di spinta della persona. Il vantaggio di questo tipo di sensore è la “libertà” concessa al ciclista di ruotare i pedali senza tuttavia imprimere forza alcuna: così facendo il motore viene “ingannato” costringendolo ad erogare potenza anche in assenza di una vera spinta e trasformando così la pedalata assistita in una pedalata sostituita: come se si fosse su di un piccolo motorino, insomma, per alleggerire una pedalata da passeggio a bassa velocità e di breve percorrenza.

La leggerezza delle componenti, va da sé, è parametro fondamentale ai fini del risultato e dell’evoluzione delle bici elettriche poiché impatta fortemente sui consumi e sull’autonomia: ogni kg tolto alla componentistica ed alla bicicletta rappresenta minuti di autonomia supplementari, miglior impatto estetico del mezzo e maggior semplicità di guida.

Prezzi e caratteristiche

Parlare di prezzi potrebbe essere fortemente fuorviante poiché troppi sono i modelli e troppo variegati. Le bici elettriche sono infatti declinati in una molteplicità di formati, tanto che la spesa può facilmente essere di qualche centinaia di euro oppure arrivare a superare i 10 mila euro. Molto dipende dalle necessità: una bicicletta elettrica che deve consentire brevi spostamenti in pianura potrà limitare le dotazioni tanto nel motore, quanto nella batteria, quanto ancora nei sensori. Una bici elettrica che deve accompagnare il ciclista in luoghi impervi dovrà invece consentire alti picchi di potenza, una sufficiente autonomia, un’alta leggerezza e piena affidabilità.

In linea di massima gli ordini di grandezza sono quello delle centinaia di euro per una semplice bicicletta da passeggio; quello del 1000-2000 euro per biciclette di buona qualità, adatte e più che sufficienti a gran parte degli utenti; la fascia 3000-10000 euro per cicloamatori che intendono avere una bicicletta di qualità e un’esperienza coadiuvata dal motore elettrico.

Data la forte evoluzione e la scarsa consapevolezza che si ha generalmente circa questo tipo di prodotto, il consiglio di affidarsi ad un esperto durante la scelta è pertanto meno scontato del solito: commisurare il budget alle proprie necessità non è sempre semplice e la forte evoluzione dei modelli mette a disposizione un ventaglio sempre più ampio di opzioni disponibili.

Kit di conversione

L’avvento delle bici elettriche ha aperto anche una nuova opportunità di mercato per chi produce componentistica: la creazione di kit in grado di trasformare una bicicletta tradizionale in una bici elettrica. La conversione (vedi l’esempio add-e) avviene inserendo sulla bicicletta le componenti fondamentali del sistema: i sensori, il motore e la batteria.

Sono molti i sistemi che consentono questa trasformazione, con prezzi estremamente variegati in base alle caratteristiche prescelte. Ma la domanda da porsi in sede di investimento è la seguente: conviene acquistare un kit di commutazione da bicicletta tradizionale a bicicletta elettrica, oppure conviene acquistare direttamente una bicicletta elettrica?

La risposta è ovvia nel caso in cui non si possegga una bicicletta: l’acquisto di una bici elettrica consente di avere in mano la miglior configurazione possibile sotto ogni punto di vista e l’estrema varietà delle soluzioni disponibili sul mercato consente una scelta sufficientemente libera. Se invece si possiede una bicicletta relativamente nuova, e non si intende sprecare il budget già impegnato, allora il kit può diventare una soluzione plausibile. Va però considerato il fatto che trattasi sempre e comunque di una soluzione posticcia, con tutte le conseguenze che la cosa può determinare: il meccanismo che trasmette la potenza dal motore alle ruote non è sempre ottimale, forme e ingombri non sono pensati ad hoc per ogni modello e l’ingombro della batteria va dislocato in qualche modo non sempre con risultati estetici apprezzabili.

Il basso costo di alcuni kit rappresenta comunque una possibile soluzione per quanti approcciano con curiosità alle bici elettriche senza voler investire troppo denaro in questa scelta: un assaggio dopo il quale non si potrà probabilmente più fare a meno della comodità del motore coadiuvante durante i propri trasferimenti o le proprie passeggiate.

Bici elettriche: cosa dice la legge

Per dare una definizione univoca di “bici elettrica” occorre fare appello alla Direttiva Europea 2002/24/CE (pdf). Nel primo articolo sono infatti determinate le varie categorie a cui fa riferimento la direttiva e il punto H ha gli elementi specifici in grado di definire il perimetro di competenza delle biciclette elettriche:

biciclette a pedalata assistita, dotate di un motore ausiliario elettrico avente potenza nominale continua massima di 0,25 kW la cui alimentazione è progressivamente ridotta e infine interrotta quando il veicolo raggiunge i 25 km/h o prima se il ciclista smette di pedalare

Questi, quindi, i paletti che le normative europee contemplano:

  • Il veicolo deve avere una potenza nominale continua massima si 0,25KW;
  • l’alimentazione si riduce, e infine si interrompe, qualora la persona smetta di pedalare.

La normativa è stata recepita in Italia con il decreto del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti datato 31 gennaio 2003 che definisce le bici elettriche a titolo ufficiale e garantisce per queste ultime la possibilità di essere immesse sul mercato, e quindi liberamente utilizzate in strada, senza il bisogno di alcuna immatricolazione. Il mancato rispetto di uno dei requisiti indicati dalla normativa impone invece l’immatricolazione, equiparando pertanto tale veicolo ad un qualsiasi ciclomotore.

E-bike: una nuova filosofia

Cosa racchiude il termine e-bike? Soltanto un meccanismo di propulsione elettrico in grado di coadiuvare l’erogazione della potenza durante una pedalata? Oppure c’è qualcosa di più ampio e profondo?

Nel momento in cui il motore elettrico è salito a bordo delle auto, tutto è cambiato: è successo perché l’elettricità apre a nuovi scenari ed è in grado di plasmare il modo in cui un veicolo è percepito. Ed un nuovo aspetto ha fatto fare il balzo semantico nella percezione: la connettività. Portare connettività a bordo della bicicletta, o consentirle di interfacciarsi ad uno smartphone, significa dotarla di posizionamento GPS, significa integrarne la posizione all’interno di app di varia natura, significa poter monitorare i consumi, significa calibrare la potenza erogata con i parametri biometrici dell’utente, significa poter condividere immagini e parametri di viaggio.

Una bici elettrica è una bici alimentata; una bici alimentata, se connessa, è una piattaforma in viaggio con la quale poter fare una varietà di cose che esulano dalla semplice pedalata. Che questo sia un bene o un male, sta al giudizio del singolo utilizzatore: gli strumenti ci sono e la bicicletta diventa qualcosa di molto più ricco di potenzialità nel momento stesso in cui un piccolo motorino sale a bordo e inizia a pedalare assieme al ciclista.

Biciclette per una mobilità sostenibile

La bicicletta elettrica può diventare l’ultimo tassello utile per il sogno di una modalità integrata e sostenibile? L’ipotesi è concreta, seppur ancora remota. La mobilità integrata sta per entrare nella cultura delle pubbliche amministrazioni e giorno dopo giorno sorgono nuovi sistemi in grado di rendere più intelligenti gli spostamenti. I mezzi pubblici non bastano più: a questi si è affiancato il car sharing, che in Italia sta già raccogliendo importanti risultati, quindi lo scooter sharing, che nel nostro paese sta iniziando ad attecchire. Il bike sharing è realtà viva in molte città in ottica smart city, anche in virtù del basso investimento necessario, ma soffre tutti i limiti propri della bicicletta: non si adatta ai bisogni di un lavoratore pendolare, non consente tragitti di media lunghezza e costringe l’utilizzatore a sforzi non consoni con le necessità quotidiane.

La bici elettrica potrebbe cambiare questa situazione, ma impone investimenti maggiori. Il vantaggio del veicolo a pedali è la sua capillarità di esercizio: può arrivare ovunque, è silenziosa, non inquina, non ingombra. Al tempo stesso, però, l’utente che la prende in gestione tende a portarla in luoghi ove non sarà comoda per altri utilizzatori e per questo motivo viene meglio sposato più un concetto di proprietà che non una logica di servizio. Può esistere una e-bike-as-a-service? Ci sono margini sufficienti per farne una realtà di mercato consolidata?

Il ruolo della bicicletta in modelli di mobilità sostenibile è imprescindibile, ma il ruolo del motore elettrico potrebbe essere inizialmente confinato ad aree specifiche e casi isolati. Nulla di immediato, insomma, ma l’evoluzione è destinata ad abbattere costi e limitazioni al punto da trasformare entro qualche anno la bicicletta elettrica in una nuova possibile opportunità per il pubblico servizio. Questione di tempo e di economie di scala.