garagem do odois

Não não não!

Chega a doer os ouvidos frases como “com mais marchas anda mais rápido”, “pedivela maior corre mais”, “cassete pequeno faz correr no plano”.

Em um trajeto plano, a grosso modo, existem apenas dois fatores que definem a velocidade do conjunto bicicleta e ciclista: Potência e aerodinâmica.

Como aerodinâmica é um assunto pra outra conversa, vamos nos focar apenas no conceito de potência. Potência é o trabalho realizado por unidade de tempo, e é numericamente igual a:

Força x Velocidade. Para efeito de simplificações, a única força envolvida para um trajeto plano é a resistência aerodinâmica. Portanto pedalar mais rápido exige mais potência.

Energia/tempo. Energia pode ser kCAL, kWh, Joules. Etc. Para nós ciclistas esta energia vem dos alimentos. Se você se alimenta de um hambúrguer e consome a energia contida nele em 5 horas, estará envolvendo mais potência do que se consumir está energia em 10 horas.

Potência é usualmente (usualmente significa em unidades do SI e não em unidades burras inglesas que insistem em utilizar pés, dedos, onças e outros conceitos primitivos para medir coisas) medida em Watts (W) e seus prefixos, Quilo, mili, Mega, etc. A ordem de potência de uma pessoa pedalando é de 130W, ou 0,2 cavalos aproximadamente. Pode ser maior para atletas ou menor para não ciclistas.

Isto é tudo que define a velocidade no plano com coeficiente de arrasto do ar constante simplificado. Não interessa se têm 1, 2, 30 marchas.

Entretanto a potência pode ser utilizada de forma mais eficiente.

A eficiência ideal pra se pedalar se da quando giramos a pedivela entre 70 e 110 RPM (rotações por minuto).

Portando não adianta utilizar uma pedivela enorme achando que isso vai tornar a bicicleta mais rápida. Fazer isto só fará que se pedale num RPM menor, e com eficiência menor, ou seja, cansando mais e andando mais devagar.

Ou seja, não existe pedivela rápida, lenta, cassete mágico, e outros mitos. Existe relação correta de transmissão para cada velocidade. E se tratando de bicicleta, só com pernas mais rápidas para andar mais rápido. Quem sabe ai não está a graça deste esporte e meio de transporte? O equipamento faz pouca diferença desde que esteja funcionando, pouco ajuda desde que não atrapalhe!

Qualquer atividade física é sinônimo de necessidade de um preparo.

Com bicicletas não é diferente e em muitas situações pode haver uma disparidade entre a limitação humana do ciclista e o objetivo a ser pedalado. Situações estas que podem ser por exemplo acompanhar um ciclista de alto nível em um trajeto longo ou montanhoso, pedalar com o namorado sem que a diferença física entre sexos torne o passeio chato, ou simplesmente chegar no trabalho/aula sem suar a camiseta, entre inúmeros outros exemplos onde existe uma aparente desvantagem em se utilizar uma propulsão exclusivamente muscular.

Sem descaracterizar as bicicletas e todas as suas virtudes, estão surgindo kits e ate mesmo bicicletas inteiras utilizando o que é conhecido com assistência elétrica ou até mesmo como bicicletas elétricas, hibridas e outras palavras que estão na moda. São constituídos basicamente por um pequeno motor, um controlador e baterias.

Falaremos com mais detalhes sobre cada um destes itens:

Motor

Transforma a energia eletrica em força motriz. Sua potência é da ordem de 200 a 500W em media, sendo assim não caracterizam um motocicleta, e são valores coerentes com a potencia muscular de um ciclista padrão ( de 100w a 1000w para um ciclista profissional em um pico de energia de curta duração). São todos essencialmente de corrente continua, podendo ser para os mais modernos sem escovas, o que garante uma alta eficiência. Sua parte mecânica pode ser do tipo:

Dentro do cubo: O motor se parece com um cubo grande, e o motor fica dentro do cubo, dianteiro e traseiro. Divide-se em dois tipos.

Acoplamento direto: Sem reduções, elimina a perda por engrenagens.Em geral tem baixo torque na roda.
Redução planetária: Ligado por uma redução( aumento de torque e diminuição de giro) permite transpor subidas íngremes e por permitir que o motor gire numa rotação mais adequada tem melhor performance quanto a temperatura e eficiência. É compacto por ser uma transmissão concêntrica.

Externo: O motor é ligado a roda por correntes e correias ou engrenagens ou ate mesmo ao pneu. Existem modelos que são conectados a pedivela, entretanto nestes modelos não se pode, em geral, parar de pedalar quando o motor esta em uso.

Podem ainda conter um dispositivo de roda livre. Este dispositivo elimina o arrasto do motor, entretanto impede a utilização de freio regenerativo, no qual a energia de frenagem é revertida em carga para a bateria.

Controlador

É o que conecta a bateria ao motor. Poderia se utilizar um sistema sem ele, apenas com um interruptor e um motor de corrente continua. Porém é desejavel que a aceleração seja linear e gradual e tambem possuir um controle sobre a velocidade. Hoje é freqüente o uso de controladores PWM sendo que os mais refinados acionam automaticamente uma função de freio regenerativo no motor ao se acionar o manete de freio. Também protegem o motor e as baterias contra sobreaquecimento nas partidas com carga, uma vez que nesta situação pode se passar muita corrente.

Baterias

É onde se investe em tecnologia. Iniciaram com as pesadas baterias de chumbo ácido. Hoje é raro um modelo de kit fabricado com elas pela baixa densidade de energia (energia/massa), que embora tenham muitas vantagens em muitas aplicações, como custo e boa estabilidade térmica, tornam a bicicleta difícil de ser guiada pela carga extra.

Possivelmente atualmente so estejam disponíveis no mercado de assistência elétrica para bicicletas as baterias de NiMH e Li-Ion

NiMH: Conhecidas também por metal hidreto .Não são tão recentes (e por isso) nem tão caras. Tem capacidades de ciclos e densidade de energia intermediarias. Sua principal desvantagem é o efeito memória para a utilização com carregadores normais.

Li-Ion:(ios de lítio) Leves, suportam vários ciclos de cargas e não possuem efeito memória. São as mesmas de computadores portáteis e celulares. Suas desvantagens, alem do custo inicial é a fragilidade com temperatura.Descargas completas também são prejudiciais.Tem características melhoradas na versão lítio-polímero

Para usos freqüentes, as baterias de íons de lítio acabam sendo mais econômicas por durarem mais antes de estragarem.Mas muitas novidades ainda estão por vir.

O custo total do kit em geral é superior ao da própria bicicleta ( o que é fácil de acontecer , pois bicicletas são essencialmente baratas) , mas garante uma versatilidade a mais na bicicleta como meio de transporte, e a torna muito eficaz no meio urbano.

Links: Grubber, Bionx, Nano, Crystalyte.

Quando pensamos em bicicleta, facilmente associamos tal veiculo à liberdade, bucolismo, ar puro entre outras atribuições, principalmente quando nos referimos aquelas de todo terreno.

Tais lugares paradisíacos geralmente contém areia (praias, estradas litorâneas) e terra (desde pó seco até lama espessa em estradas e trilhas) em seus caminhos isso quando não inventamos traçados inéditos.

Quem já experimentou pedalar em lugares assim sabe que câmbio de descarrilhador, corrente e trocas por cabos de aço imediatamente se sujam e passam a produzir um ruído que não possui nada de agradável, além dos efeitos destrutivos que esta mistura produz para o equipamento.

Fabricantes de componentes mecânicos (não necessariamente de bicicletas) tentam criar soluções para tais problemas. Nesta postagem não será comentada a transmissão internas (dentro do cubo), sendo este assunto para um tema exclusivo.

Uma destas soluções é a caixa fechada. Destas caixas podemos ter duas opções. Uma delas utiliza uma transmissão convencional (cassete, descarrilhador) fechada. Esta caixa fica fixa ao quadro e protege seu conteúdo de sujeiras e mantêm o conjunto lubrificado. Elas são ligadas a pedivela e têm como saída uma engrenagem, pela qual se liga uma corrente a engrenagem do cubo traseiro.

Funcionaria como uma transmissão primaria fechada com marchas e uma redução secundaria exposta de relação fixa.

Pode-se pensar “não resolve o problema pois se mantém uma transmissão por corrente exposta ao tempo” mas temos que ressaltar que o que apresenta problema em geral não é a transmissão por corrente, mas sim o sistema de marchas.  Motos de cross andam na lama, areia e possuem a mesma transmissão secundária por corrente e não apresentam problemas.

O outro tipo de transmissão baseada em caixa fechada utiliza engrenagens comuns na transmissão primaria.  A vantagem deste sistema é poder trocar de marcha sem pedalar e poder ter peças dimensionadas para uma vida de uso muito longa. Tendem a ser mais pesadas.

O custo destes sistemas é alto, o peso agregado igualmente é grande, mas para usos severos é de se admitir a vantagem de um sistema de marchas protegido e fortemente lubrificado (podendo ser inclusive em banho de óleo), garantindo um sistema preciso e confortável em qualquer condição.

Um outro sistema que apesar de alguns projetos ainda merece muita pesquisa é o sistema de transmissão hidrostática. O conceito se baseia em substituir uma pedivela por uma bomba hidráulica de deslocamento positivo e variável, o cassete por um motor hidráulico  e a corrente pelo fluido de trabalho. A mudança de marcha ocorreria pela variação de deslocamento na bomba (variando o curso dos pistões em bomba alternativa ou a excentricidade em bomba de palheta). A bomba mandaria fluido para o motor hidráulico ligado no cubo com pressão e vazão e este usaria isto para girar a roda.

Poucos sistemas são tão confiáveis como um sistema hidráulico, com manutenção ínfima. Este sistema apesar de parecer ineficiente, nos protótipos apresentou rendimento de 96% (transmissão por corrente alinhada, nova e bem lubrificada e limpa fica em 98%) em função do RPM de um ciclista, ao redor de 90RPM que garante uma baixa perda de carga, com um peso compatível com os sistemas comuns.

Utilizando isto ainda poderíamos substituir o freio por uma simples válvula que fecharia a passagem de fluido no motor, freiando sem nunca ter que substituir pastilha de freio, utilizar um sistema de tração 2×2, já que bastaria ligar mais um motor no cubo dianteiro dando agilidade e aderência em trilhas e quem sabe até um sistema de acumulação de energia, Armazenando a energia cinética nas freadas em acumuladores para serem usados em subidas ou situações similares.

Os custos e a dificuldade de implantar um produto completamente diferente ainda vão garantir que esta idéia fique na geladeira por alguns anos.                            .

Recentemente meu amigo adquiriu um conjunto de peças para sua bicicleta de asfalto e me perguntou qual o cassete mais adequado, se seria um 12-23 ou um 12-25.

A resposta desta pergunta depende, além do relevo, tipo de pedalada, carga na bicicleta entre outros fatores mais humanos, de um fator estritamente mecânico: A pedivela. Ambos (pedivela e cassete) formam juntos a relação de marcha da bicicleta, devendo estar de acordo com o propósito da bicicleta.

Nesta postagem, teremos uma orientação mais generalizada, deixando de lado marcas e suas mais variadas formas de apertos, materiais e daremos mais atenção ao número de engrenagens e de dente, que são os fatores relevantes de fato na transmissão. Estaremos desconsiderando as marchas cruzadas e relações repetidas, pois estes serão assuntos de outras postagens.

Pedivela é o componente mecânico que corresponde a engrenagens movidas de uma transmissão por correntes. Ela é o elemento que transforma o movimento das pernas em tração linear na corrente. O braço delas possui valores entre 170 e 180 mm na sua grande maioria e podem possuir engrenagens com número de dentes entre 20 e 56 dentes.

Na prática, considerando uma engrenagem fixa no cassete, quanto maior o número de dentes na pedivela, mais força teremos que fazer no pedal, porém poderá atingir velocidades maiores. Por conseqüência, engrenagens com poucos dentes permitem um giro mais leve das pernas, porém restringe apenas para baixas velocidades.

Por causa disso, no mercado de peças encontramos basicamente estas composições de pedivelas: Elas podem ser duplas (com duas engrenagens) ou triplas. Sua especificação descreve o número de dentes de todas as engrenagens.

48-38-28: Peças de bicicletas todo terreno nível iniciante, bicicleta de cicloturismo, bicicletas urbanas. É recomendada para pessoas que pedalam em baixo RPM, e em terrenos planos. Combinadas com cassete de 11 dentes, possuem uma relação para altas velocidades, próximas a de uma bicicleta de asfalto. É uma das únicas opções para catracas que possuem menor engrenagem de 14 dentes (14-28) e não se saem bem em subidas íngremes por ter a menor com 28 dentes, muito menos caso esteja com bagagens ou sem um bom preparo.
42-32-22 (podendo ter alguma das engrenagens com terminação 4). Já foram conhecidas como pedivelas reduzidas. Ótimas senão essenciais para terrenos acidentados e trilhas fechadas e situações onde se é difícil pedalar em pé, como subidas escorregadias e com alforjes pesados. Combinadas com engrenagens de 32 ou 34 dentes no cassete permitem “escalar paredes”, mas embora atinjam velocidades razoáveis com a combinação 42×11, não são recomendadas para bicicletas de estrada.
52-40 (variações como 53-39). Provavelmente a primeira das pedivelas múltiplas. Inclusive a média delas corresponde ao número tradicional de dentes de pedivelas simples. Sua utilização é restrita para bicicletas de estrada. Acerta-se o cassete de acordo com o tipo de relevo e velocidade que se pretende atingir. Trechos planos, de contra relógio e de altas velocidades permitem utilizar combinações como 54-42, 56-42, etc. Subidas muito íngremes são fortemente prejudicadas pela falta de engrenagens com menos dentes, porém competidores costumam ter um ótimo preparo físico que compensa isso.
52-42-30. Muito fácil de encontrar atualmente. Desenvolvidas para dois públicos alvos. Cicloturistas de asfalto (que utilizam as bicicletas hibridas) e para ciclistas de finais de semana de trechos montanhosos que sabiamente sabem que não possuem um preparo de profissional e optam pelo conforto de uma combinação mais leve. Se achar desnecessário apenas não a utiliza.
50-34. As famosas compactas. Popularizaram-se nas provas tipo Tour, em trechos muito íngremes e hoje podem ser encontradas até mesmo em componentes de base. Possuem grandes vantagens como marchas para subidas e ao mesmo tempo não se sacrifica marchas para altas velocidades, sem o inconveniente de marchas cruzadas das pedivelas triplas. Isto se da por utilizar a maior diferença de dentes entre as engrenagens seqüentes (16 dentes). A mais versátil, atendendo bem ciclistas de estrada de todos os níveis e para diversos relevos.

A escolha de uma pedivela necessita de certa experiência e conhecimento do próprio ciclista, pois nenhum fabricante ou vendedor sabe exatamente onde, como, quanto e com o que você vai pedalar. Por exemplo, uma bicicleta com pedivela reduzida (42-32-22) com cassete 11-32 se utilizada no asfalto plano terá muitas combinações que não serão utilizadas por serem “leves demais” e a situação inversa também pode ocorrer. O ideal é que se utilizem todas as engrenagens (tanto da pedivela como do cassete) de maneira igual (é natural que, pela distribuição Gaussiana, se tenha um desgaste mais acentuado nas engrenagens intermediarias) e não falte marcha nem para velocidades altas nem para subidas. Caso isso não esteja ocorrendo, juntando teias de aranhas em algumas marchas e fazendo um esforço fora do comum em outras, provavelmente está utilizando uma relação incorreta para a sua aplicação.

Este post vem mais como uma crítica do que como um simples informativo.

A questão é sobre pneus.

Qualquer ciclista ou qualquer outro tipo de usuário de bicicletas todo terreno já deve ter notado dois fatos:

1. O pneu tem uma fragilidade quanto a furos, desgaste e cortes laterais que chega a ser vergonhoso.
2. O pneu dianteiro parece sempre novo, quase nunca fura (estimo, nas minhas experiências que fure um pneu dianteiro para cada 9 ou 10 furos traseiros), e não se encaixa nos defeitos citados acima.

Uma análise simples de carga e centro de gravidade mostra que a diferença entre o carregamento pode ser estimado ou aproximado como uns 35% da carga total sobre o pneu dianteiro e o restante, 65% no pneu traseiro.

Óbvio que isso muda de acordo com a montagem da bicicleta. Sendo bicicletas de cicloturismo ainda mais concentradas na parte posterior e nas bicicletas de todo terreno mais agressivas tendem a ter uma distribuição levemente mais igual.

Qual a conclusão clara disso?

Que se utilizássemos um pneu com uma composição duas vezes mais rígida (a exemplo de um pneu de um carro, que entorta os temidos pedaços de arames ao invés de permití-los transpor o pneu e furar a câmara como ocorre nas bicicletas, ou mais espessa, suas características seriam muito melhores, a ponto de ser uma preocupação a menos na bicicleta. Confiabilidade, segurança praticidade entre outras características seriam associadas ao pneumático das bicicletas.

Muitos podem argumentar duas coisas: Peso e que se trata de uma estratégia dos fabricantes.

Peso

Eu acredito que é muito mais cansativo trocar um pneu do que utilizar um pneu 300 gramas mais pesado. Considerando que um pneu confiável dispensaria câmaras reservas e kit de reparos, ou pelo menos um destes itens, o acréscimo de peso seria nulo. De qualquer forma não adianta ser leve, ele deve ser corretamente dimensionado da mesma forma que os cubos (cubo traseiro possui esferas e pistas maiores que as do cubo dianteiro e por isso tem uma durabilidade equilibrada).

Estratégia dos fabricantes

Eu acredito que se perdem muito mais usuários de bicicletas (e consumidores de peças) pela frustração de acordar cedo, tomar café se arrumar e furar um pneu há 15 km de casa, do que eles deixariam de arrecadar com o fim do uso de pneus quase descartáveis de hoje.

Já ouvi falar que pneus mais caros duram mais e furam menos. Bom, pneu de motos tipo as CG duram muito, furam pouco e custam menos que qualquer um destes pneus “melhores”.