garagem do odois

blog do thiago do odois

Flower

Archive for the ‘Equipamentos’ Category

Traçar um plano é melhor

Quem pedala sabe.

Não há descida que compense totalmente uma subida, pelo menos energéticamente.

Ou seja, um trecho com subidas e descidas é sempre mais cansativo que um trecho plano.

Mas a energia potencial gravitacional é conservativa, ou seja, toda energia que gastamos para subir é devolvida para descer, sendo que o somatório de energia potencial gravitacional é zero, da mesmo forma que acontece quando pedalamos no plano. Podemos de fato desconsiderar, pois seu valor deste somatório é realmente zero desde que se chegue na mesma altitude que partiu.

Desconsiderando a perda por atrito mecânico ( rolamentos, correntes, pneus) que são baixos, na ordem de poucos centésimos da energia total, a única parcela de potência que sobra é devida a resistência aerodinâmica.

Ou seja, a energia que você produz é transformada em calor por causa da viscosidade do ar(turbulências, descolamentos do fluxo de ar, entre outros fenômenos que simplificamos como consequências da viscosidade). Calor este que é muito baixo para ciclistas a ponto de ser despercebido, mas atingim até centenas de graus em aviões e milhares de graus em ônibus espaciais na reentrada da atmosfera.

Como pode-se notar, este valor de potência tem relação com a velocidade.

Uma das formas simplificadas de se tratar a resistência aerodinâmica é tratar por:

F=k*v²

Onde F é força ( en Newtons por exemplo) , k é uma constante relacionada com geometria do objeto, meio flúido ( no nosso caso ar) e mais algumas considerações e v é a velocidade ( em km/h) por exemplo.

Para um mesmo ciclista, k é praticamente sempre o mesmo.

GARAGEM1Na situação descrita acima , onde o ciclista percorre AB temos como energia entregue pelo conjunto bicicleta+ciclista para o ar:

E=F x D

F=k x V²

E=k x V² x D

E=k x 20² x 20 = k x8000

Na situação onde o mesmo ciclista percorre AC temos duas parcelas (subida+descida):

E= F1 x D1 + F2 x D2

F1= k x V1²     F2=k x V2²

E=k x V1² x D1 + k x V2² x D2

E=K x ( V1² x D1 + V2² x D2)

E=k x ( 15² x 10 + 30² x 10)

E=k x 11250

Essa energia pode ser em Joules, kWh ou mais popularmente conhecida, calorias.

Podemos ver matemáticamente e numéricamente um fato que conhecemos desde nossa primeira pedalada. Um trajeto com subidas e descidas consome muito mais energia ( nossa!) que um trajeto plano, mesmo quando se tem a mesma velocidade média total.

Bomba só serve para encher

Toda vez que vejo alguem enchendo um pneu com uma bomba manual com muita velocidade, como se estivesse em algum jogo de velocidade, eu me lembro que as sofridas aulas de mecânica dos fluídos e termodinâmica me serviram para alguma coisa, nem que seja só para não cansar tanto meu braço para calibrar os pneus.

O que acontece com com as bombas manuais ao se encher com muita velocidade é uma perda de carga. A válvula, independente do tipo, e as próprias válvulas da bomba, que impedem o ar de reentrar no cilindro, apresentam pequenas dimensões.

Ou seja, ao tentar passar uma quantidade de ar muito grande por estas válvulas, elas funcionam como uma restrição a passagem do ar. Desta forma, a energia de pressão e a energia cinética ( componente muito baixa no caso do fluído ar) ao passar muito forcadamente por estes orifícios perdem sua energia por causa da estricção. Esta perda é chamada de perda de carga. Ou seja,  ao se tentar encher desesperadamente, uma grande parte da força é perdida por se tentar passar muito ar rapidamente por uma passagem estreita, e apenas uma pequena parcela corresponde a força para vencer a pressão interna do pneu e enche-lo, que é o que realmente interessa.

Outra análise que pode ser feita vem da termodinâmica. Um conceito chamado Entropia. A principio podemos afirmar que não existe compressor sem perdas de energia ( perdas entrópicas). Ou seja, toda vez que tentar elevar a pressão de um gás teremos uma energia que seja perdida. Porém o quanto é perdido é fortemente relacionado com a velocidade que isto é feito. Quanto mais lentamente este processo é feito , mais nos aproximamos da condição ideial ( sem perdas, condição isoentrópica). Ao se elevar a velocidade, a proporção da energia que é perdida ( transformada em calor) ao invés comprimir o ar torna-se cada vez mais elevada. Portanto pode-se perceber que quando se tentar encher com muita velocidade, pouco se enche, porém muito calor é gerado (temperatura elevada pode ser sentida no cilindro da bomba, próximo á válvula).

Este fato nos deixa desnecessáriamente cansados ao trocar um pneu, e o calor pode destruir as frágeis vedações da bomba.

Um análogo pode ser feito com circuito elétrico. Imagine uma situação onde se precisa carregar um capacitor. Ligado a este capacitor temos uma fonte de corrente constante e uma resistência fixa. Ao ajustarmos uma corrente alta, dissiparemos para fora do sistema uma grande energia por calor na resistência ( que representa as válvulas), ao passo que com uma corrente baixa, pouca energia é perdida por calor e o capacitor é carregado da mesma forma, porém com um tempo maior. 

A conclusão óbvia é que a forma mais eficiente de se encher um pneu é faze-lo de forma lenta.

Entretanto, quando enchemos de forma lenta podemos explorar todo o curso do pistão. Assim colocaremos em cada ciclo, uma quantidade maior de ar dentro do pneu. Consequentemente precisaremos de menos “bombadas”. Somando a maior eficiência por ciclo e a maior quantidade de ar por ciclo no modo lento, pode-se verificar que o tempo total gasto para encher o pneu com ar, movimentando o pistão lenta ou rapidamente é muito próxima.

Claro que estas afirmações dependem de muitos fatores, como pressão ideal do pneu, geometria da bomba e detalhes de construção da válvula, mas ainda assim é uma ótima generalização.

Experimente você também encher lentamente o pneu da sua bicicleta, movimentando o pistão por todo o seu curso e extraindo a maior eficiência para calibrar. Provavelmente nunca mais irá querer enche-lo de outra forma.

Pedale com Segurança

Pedalar em locais empoeirados, como estradas de terra em dias de sol, em locais molhados ou com chuva propriamente dita, ou em altas velocidades em estradas que tenham insetos voadores e principlamente em clarrísimos dias ensolarados podem representar um risco imenso a segurança e saúde.

A princípio , partículas suspensas ( ou voando mesmo) ao colidirem com seu olho provocam irritação ou até mesmo ferimentos.  O reflexo natural para tal situação é fechar o olho. Da para imaginar o risco primário de um machucado no olho e o risco secundario que representa estar em cima de uma bicicleta acima de 40km/h em uma estrada com curvas.

O risco trazido pelo sol, mais especificamente os raios UV, não são imediatos. Embora possa trazer em casos extremos chegueira temporária, seus danos são a longo prazo ameaçando a acuidade visual.

Não temos muito jeito. Ou pedalamos em um velódromo fechado ou teremos que usar óculos.

Como qualquer ciclista, deve ter se deparado com a situação: Comprar um óculos em camelô por X reais , ficar se perguntando se eles possuem mesmo proteção para UV e ficar tranquilo se cair no chão e quebrar , afinal não custou muito. Ou comprar um óculos em ótica por 100*X reais, ficar com medo de usar caso roubem, caia no chão e quebre mas ficar tranquilo pois é eficiente contra raios UV.

Esta situação sempre me fez perder tempo , dinheiro e a paciência. Eis que um dia, em um ensaio em um laborátorio com ar comprimido me passam um óculos de segurança ( EPI mesmo). Leve, confortavel, prendendo super bem no rosto e principalmente um visual de óculos de sol normal, diferentes dos horriveis tradicionais óculos de segurança que eu conhecia.

Novidades boas vieram ainda na sequência.

1: Na embalagem um aviso: Lente em Policarbonato , 100% filtro de UV. 

Ótimo. Existe uma NBR ( norma brasileira de regulamentação) que garante a qualidade e a funcionalidade destes equipamentos de proteção e o policarbonato é por natureza opaco ao UV, mesmo nas lentes transparentes, já que o UV esta fora do espectro de luz visível.

2 Preço. Infímo, comparado aos demais óculos. Em geral menos de 10 reais. Da para usar sem medo de quebrar e melhor ainda, usar o preço baixo e aproveitar para comprar com lentes diferentes ( escura para o sol, clara para de noite, e transparente para dias chuvosos e nublados). Eu encontrei meus óculos em uma loja especializada em EPI, mas podem ser encontrados em outros locais similares ( destinados a venda de ferramentas , lixas, etc).

Para mim, este óculos se encaixou perfeitamente na minha necessidade para pedalar. Uma solução um tanto quanto adequada. 

Aos poucos podemos encontrar soluções baratas e confiáveis para diversas carências relacionadas a bicicletas

oculos