garagem do odois

Quem pedala, mesmo que muito pouco já sabe que “quanto mais dentes atrás ( cassete)  mais leve fica para pedalar” e que “quanto mais dentes na frente ( pedivela) mas pesada fica para pedalar”

Sabemos também que a velocidade é inversamente proporcional ao torque produzido  na roda, ou seja, precisando de força numa subida usamos marchas curtas ( sinônimo de marchas leves, reduzidas, etc) e precisando de velocidade num plano usamos marchas longas.

Nesta postagem será dado um enfoque para a força na pedivela , na corrente, no cassete e na roda, tentando mostrar como eles se relacionam.

Vamos começar com um exemplo familiar (de familia mesmo). Imagine 2 pessoas brincando numa gangorra num parquinho. Se ambas pesarem 60 Kgf , basta que se sentem a mesma distância em relação ao eixo da balança para que as forças fiquem equilibradas por somatório de momentos.

Porém , caso uma das pessoas tenha uma massa menor, e consequentemente exerça menos força, não é possivel equilibrar a gangorra mantendo as mesmas distâncias do centro como pode ser visto na figura 1.

Como o momento sobre um ponto é dado por:  F . d = M

E também por ser necessário, para manter o equilíbrio, que a soma dos momentos em torno no eixo de apoio seja igual a zero, temos para o caso 1:

60 Kgf x 1m + 60 Kgf x (-1)m =0  sendo que o sinal negativo mostra quem esta a esquerda do eixo em relação a horizontal.

Para o caso 2 e 3:

40 x 1,5 +60 x (-1) = 0

e

30 x 2 + 60 x (-1) =0

Resumidamente, quanto mais afastada do centro menor é a força, desde que se esteja em equilíbrio.

Se considerarmos uma pedivela como um tipo de gangorra ( alavanca) onde o movimento central é ponto de apoio e as extremidades da alavanca são os pedais e o ponto onde o primeiro dente da pedivela toca a corrente, podemos fazer uma analogia,vejamos a figura 2.

Supomos 3 coroas de diferentes tamanhos ( 28, 38, 48 dentes) e uma pessoa aplicando força sobre um dos pedais quando o braço da pedivela esta paralelo ao chão. Neste exato instante temos a mesma situação da gangorra, mudando apenas os valores das forças e das distâncias entre a aplicação da força e o ponto de apoio. Note que a força realizada pela corrente é igual a tração que ela sofre e atinge valores razoavelmente altos.

Assim pode-se perceber por que quanto mais dentes na pedivela ( e consequentemente maior distância entre eixo e ponto de aplicação de força pela corrente), menor a tração na corrente. Resumindo, podemos dizer que para produzir a mesma tração na corrente que a coroa menor produz, temos que fazer muita força se usar a coroa maior.

O mesmo raciocinio pode ser aplicado na roda traseira. Neste caso temos como força, além da tração na corrente atuando no cassete, temos a força de atrito na roda, ou seja, a força que “empurra” a bicicleta de fato. O eixo de apoio é o próprio eixo do cubo traseiro .

No exemplo da figura 3, utilizamos como tração na corrente o mesmo valor obtido na figura 2 para o uso da coroa intermediária.

Vendo nesta forma fica mais claro perceber por que um número grande de dentes no cassete permite que a roda faça uma força maior .

Obs. As distâncias foram calculadas para cassetes de 32, 25 e 11 dentes e para uma pedivela arbitrária de 48, 38, 28 dentes. O raio da roda ( raio matemático, diâmetro dividido por 2, não a peça metálica) foi medido a partir de uma aro 26″ com pneu 1,25″.

Saímos de casa, vamos até um posto e enchemos o pneu com 60 psi e vamos pegar estrada. Com pequenas variações, esta é a rotina de muitos amantes da bicicleta nos finais de semanas.

Mas o que afinal significa este número e o que ele representa na prática?

A pressão, a nível de conceito significa força dividida pela área. A pressão é um caso particular de tensão onde a força é sempre perpendicular ao plano que compõe a área (em linguagem vetorial P.AI=F sendo IxF=0 , I o vetor unitário correspondente a normal do plano, P a pressão , A a área e F força vetorial).

Para facilitar esta explicação vamos utilizar unidades métrica ao invés de (confusas) unidades inglesas.

60 Psi=4,13Bar

4,13Bar= 4,13x100000N/m² ou (para familiares de calcularas científicas) 4,13E5N/m²

Como N e m² são um pouco inadequadas para a ordem de grandeza;

4,13E5N/m²=4,13Kgf/cm²

Supondo um homem adulto médio pesando 80 Kgf  (quilogramas força ou simplesmente quilos em liguagem de mercearia) sobre uma bicicleta todo terreno temos uma proporção aproximada de 65% do peso na roda traseira e 35% do peso na roda dianteira. Logo temos 52 Kgf aplicado na roda traseira.

Lembrando que pressão é força dividida pela área;

P=F/A

Rearranjando:

F/P=A   ( força dividida pela pressão é igual a área)

Esta área corresponde quase que exatamente a área de contado do pneu com o solo. Para o nosso exemplo hipotético;

52/4,13= 12,6 cm² (para visualizar o que isso representa, imagine uma foto 3×4, é aproximadamente isto).

Se pensarmos em uma bicicleta de estrada, com o dobro da pressão ( 4,13kfg/cm²x2=8,26kgf/cm²);

52/8,26=6,3cm² ( já imaginou o quanto perigoso é andar a 60km/h sobre uma área de contato do tamanho de uma etiqueta de preço de supermercados?)

Qual a conclusão que tiramos disso? Que a área de contato do pneu com o solo depende da pressão, não do tamanho do pneu. Ou seja, se pegarmos um pneu fino e calibrarmos com baixa pressão, ao subir na bicicleta ele irá se deformar aumentando a área de contato até que ela seja compatível com o peso do ciclista. E esta deformação é a responsável pela perda de eficiência na pedalada ( sensação de  que a bicicleta está freiando).

Por isso pneu para bicicletas de estrada , que funcionam com alta pressão (100-150psi), por ter uma pequena área de contato podem ser finos e pneus para bicicletas de todo terreno que funcionam com metade da pressão costumam ter o dobro da largura.

Mas de qualquer forma, mesmo com pneus diferentes e de especificações geométricas diferentes, ciclistas de pesos iguais com pressões iguais terão a mesma área de contado pneu/solo.

Obs: Certamente que existem muitos outros fatores que determinam a pressão a ser utilizada, como por exemplo rugosidade do chão, conforto desejado e a propria pressão de uso recomendada pelo fabricante.

Frequentemente encontramos a seguinte situação: O pneu fura após muitos meses sem problemas, pegamos a câmara reserva (fechada por meses na pochete de selim), tiramos o objeto que causou o furo, fazemos a troca e quando vamos encher…nada.

Tentamos encher rápido e nada, devagar e nada, lembramos que na ultima vez que usamos a bomba portátil do quadro ela funcionou perfeitamente embora já tenha acontecido há alguns meses.

O que aconteceu na bomba para ela estragar? Muitas vezes uma bomba de ótima qualidade e muito pouco usada apresenta este problema.

Claro que isto pode ser causado por ressecamento das vedações entre outros fatores, mas na maioria o causador desse problema é mesmo arqui-inimigo da corrente e do cassete: a Sujeira.

Sujeira esta que também é conhecida por lama, poeira, areia, água suja, terra entre outros pseudônimos carinhosos.

Em geral este problema na bomba é agravado por 2 problemas.

1. A fragilidade da vedação. Peças delicadas e espaçamentos pequenos são locais perfeitos para que grãos (de areia, por exemplo) causem danos.
2. Esquecimento. Por ser pouco usada, muitas vezes fica de fora da limpeza, fora das revisões, fora das vistorias pré-viagens, etc.

E então, como evitar isso?  Pelo princípio de funcionamento, a bomba já tem sua própria vedação, mas exceto as que possuem tampinha própria, as demais bombas possuem a região do bico vulnerável. É no bico que acumula areia, lama. A solução simples é:

fechar o bico!

Entre as alternativas criativas e simples, eu particularmente recomendo utilizar um pedaço de câmara.

Utiliza-se um pedaço de câmara velha, descartada. É necessário que seja de aro 26″ para ter dimensões compativeis.

Corta-se uma tira transversal ( um tubinho) com dimensões pouco maiores que o diâmetro externo do bico da bomba, cerca de 25mm é sulficiente.

Em seguida basta “vestir” o bico da bomba com a tira de câmara e remove-la quando for utilizar. Fica discreto, é simples e barato e almenta significativamente a vida útil da bomba.

Há alguns anos atrás freios a disco eram raridades entre as bicicletas e geralmente não passavam de adaptações de peças motociclísticas. Os freios do tipo Cantilever (do inglês Viga em balanço) eram novidade e reinavam no mundo das bicicletas fora de estrada, aposentando de vez os freios de acionamento lateral (vulgo ferradura). Esses últimos também eram adaptações das bicicletas de estrada. Isso aconteceu porque a soma dos câmbios e a roda livre tornaram impossível o uso de freios a tambor contra-pedal ou de acionamento manual (dificilmente conseguem uma dissipação térmica com um peso razoável).

Com a evolução de conceitos geométricos e mecânicos vieram freios visando uma frenagem mais macia e que precise menos força. Nesta geração encontramos os cantilever v-brake (conhecido apenas como v-brake), freios pino duplo para bicicletas de estrada e os excelentes freios hidráulicos a disco (e ainda, curiosos freios hidráulicos v-brake, que não vingaram no mercado).

Atualmente encontramos esses 3 modelos, porém ainda conservam as mesmas más características ou restrições de quando foram lançados:

• Disco hidráulico: Preço elevadíssimo e alavanca de freio específica

• V-brake: Comportamento não linear e desgaste elevado na presença de água e lama

• Duplo pino: Exclusivo para bicicletas de estrada ( e algumas híbridas) com desgaste elevado na presença de água

No meio termo entre o disco hidráulico e o V-Brake, foi criado, graças a boas tecnologias de fabricação, o freio a disco mecânico. Não possui a mesma maciez e precisão de um conjunto hidráulico, nem o baixo peso e simplicidade de um V-Brake, porém é uma alternativa viável para quem faz trilhas em locais úmidos.

Freio Disco Mecânico

Diferentemente dos outros sistemas de freio, onde temos os elementos frenantes (pastilhas ou sapatas de freios) atuando simetricamente (v-brake e hidráulico com números pares de servo-pistões) ou semi-simétricos como o duplo-pino, o freio a disco a cabo de aço possui a peculiaridade de trabalhar de forma assimétrica, com uma pastilha fixa e outra móvel ( acionada).

Para quem está acostumado com os demais sistemas de freios, encontra naturalmente uma dificuldade para a regulagem e posicionamento das pastilhas neste sistema. A tentativa quase instintiva de posicionar o disco exatamente no meio do espaçamento entre as duas pastilhas ocasiona o problema descrito pela animação abaixo:

Por apenas um dos lados ser acionado, acaba-se tendo uma torção do disco, que reduz o poder de frenagem, propicia um desgaste irregular e faz com que a força para freiar seja elevada.

A forma correta de se trabalhar com este sistema é utilizar a pastilha fixa como um apoio, deixando-a muito próxima do disco (se raspar em alguns trechos da volta não tem problema), enquanto a outra pastilha se ajusta de acordo com o gosto do usuário para o curso da alavanca, conforme a animação abaixo.

Esta diferença conceitual de regulagem deixou os freios a disco mecânicos com fama de serem “impossíveis de regular”, porém, a partir do momento que se tem claro o princípio de funcionamento deste freio, a regulagem e manutenção tornam-se tão faceis quanto os demais freios.

Em algumas situaçoes onde precisamos esvaziar os pneus, quando pressionamos a agulha da válvula ( tanto para bicos Schroder quanto bicos Presta) nota-se o estranhíssimo fato de sair água de dentro da câmara, na forma de pequeniníssimas gotas que se acumular na válvula.

De dentro da câmara? Será que a bomba de encher estava molhada? Será que foi pelo fato de eu ter pedalado muitas vezes na chuva? Como essa água foi parar ai dentro, será que foi brincadeira de algum amigo meu?

Não! Trata-se de um fenômeno natural relacionado com a umidade contida no ar.

Todo o ar contém água no estado superaquecido (vapor seco e invisível). Em algumas cidades essa quantidade pode ser muito baixa, como em Brasília ou relativamente alta, como em Curitiba.

Existem na prática e no dia-a-dia , duas formas simples de remover este vapor do ar na forma de água. Uma delas, mais frequentemente vista, é através da redução da temperatura. Ou seja, quando se reduz a temperatura, parte do vapor começa a se condensar (virar água). Tal fato pode ser visto em recipiente com líquidos frios, onde a água se condensa no lado externo do recipiente, como num copo com suco gelado ou mais ciclisticamente falando, quando pedalamos em dias muito frios, onde o ar com vapor superaquecido contido nos nossos pulmões, ao sair pela boca e entrar em contato com o ar frio externo tem sua umidade condensada e pode ser visto na forma de pequenas nuvens brancas (“fumaça” no vocabulário informal ).

A outra forma de se condensar este vapor é pelo aumento da pressão. Quando se eleva a pressão do ar e vapor superaquecido, a umidade relativa (não a absoluta!) vai subindo até chegar a 100%, a partir de onde começa a gradativamente se transformar em ar e água líquida.

Junto a este fato temos a porosidade para gases dos polímeros. Ou seja, é natural que um pneu esvazie lentamente com o passar dos meses, mesmo sem conter nenhum furo. Assim o ar sai , porém a água que se condensou pela compressão permanesse retida dentro da câmara. Quando se enche novamente para completar o ar que foi perdido, adiciona-se novamente pequenas quantidades de água.

Desta forma tem-se que pequenas gotas podem sair ao esvaziar o pneu, fruto deste processo de compressão.

Devemos lembrar que esta quantidade de água é muito baixa e pode não ser facilmente vista e que não tem significância nenhuma na performance. Outro fato é que compressores de posto, que utilizam acumuladores de pressão já possuem sistemas de separação do condensado, deixando sair apenas um ar seco.