Tecnologia

Eficiência em duas rodas

Graças à moderna indústria, a bicicleta é cada vez mais leve, resistente e veloz. Uma brilhante vitória para a máquina que melhor uso faz da energia humana.

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Atualizado em 31 out 2016, 18h51 - Publicado em 30 set 1990, 22h00

Luiz Guilherme Duarte

Depois de pedalar 90 horas, 43 minutos e 20 segundos, o americano Gregory LeMond venceu este ano, pela terceira vez, o Tour de France, uma das maiores provas ciclísticas do gênero. Realizada há 86 anos no mês de julho, a competição costuma reunir cerca de duas centenas de esportistas de todo o mundo para percorrer 3 420 quilômetros divididos em 23 etapas, das planícies aos íngremes Alpes franceses. Ganha quem tiver o menor tempo acumulado na soma de todas as fases. Para LeMond, foi uma questão realmente pessoal. No ano passado, sua vitória apenas 8 segundos à frente do favorito, o francês Laurent Fignon, estabeleceu um recorde às avessas: foi a menor diferença de tempo entre os dois primeiros classificados registrada nessa modalidade de corrida. Na verdade, a pequena vantagem deixou margem a que os especialistas do ciclismo atribuíssem o êxito do americano não a seu esforço individual, mas à utilização de um novo aparato, destinado a aumentar a aerodinâmica de sua bicicleta.

Trata-se de uma extensão em forma de U, presa ao guidão, a qual permite ao ciclista apoiar o cotovelo sem sair da posição que proporciona o melhor rendimento das pedaladas. A uma velocidade de 40 quilômetros por hora, LeMond foi ganhando de seu adversário francês até 2 segundos por quilômetro rodado — um desempenho tão notável que levou o derrotado Fignon a adotar o dispositivo em outras provas. Em pé de igualdade este ano, os ciclistas repetiram o duelo e o americano pôde comprovar sua superioridade sem nenhuma margem de dúvida: foram longos 2 minutos e 16 segundos de vantagem sobre o segundo colocado, desta vez o italiano Claudio Chiapucci. Com sua nova vitória na clássica prova, LeMond demonstrou como somar homem e tecnologia — uma combinação que por sinal deve caracterizar a maioria dos esportes no próximo século. Como bem mostra o ciclismo, a luta pelo tempo hoje em dia é travada não só pelos competidores, mas por toda a equipe, que tem de desenvolver equipamentos cada vez melhores e mais eficientes.

Tarefa difícil, pois a bicicleta, desde sua origem, tem sido a mais eficiente máquina já criada para converter energia humana em propulsão. Apenas irrisório 1% da energia transmitida das pernas à roda traseira se perde, o que torna possível ao ciclista manter facilmente a marcha entre 16 e 19 quilômetros por hora, isto é, quase quatro vezes a velocidade do caminhar. Não é por outra razão que o formato desses veículos pouco mudou desde a virada do século, quando uma série de aperfeiçoamentos levou ao ferro-velho nostálgicas engenhocas, elos perdidos na história da evolução das bicicletas. Há exatamente 200 anos, no mesmo cenário em que LeMond cruzava a linha de chegada, o conde de Sivrac apresentava o celerípedo, um biciclo de madeira sem direção, propelido pelo impulso dos pés contra o chão, considerado hoje o precursor da bicicleta.

Depois, foram incorporados a direção, invento do barão Karl de Drais em 1818; os pedais, que o francês Ernest Michaux acoplou em 1861 à roda dianteira; a transmissão por corrente, algo que embora criado séculos antes por Leonardo da Vinci (1452-1519) só foi aplicado às bicicletas em 1879; e, por último, em 1888, os pneumáticos do inglês John Boyd Dunlop (1840-1921). Em 1984 mais um nome se juntaria a essa distinta confraria. Decidido a quebrar o recorde de velocidade contra o relógio, o ciclista italiano Francesco Moser, em vez de lançar-se a cansativos treinamentos, foi antes buscar apoio nas últimas novidades tecnológicas. A partir do estudo de suas características físicas pessoais, ele desenvolveu no computador uma bicicleta totalmente diferenciada, com quadro inclinado, guidão especial e rodas carenadas. Sobre ela, tornou-se o primeiro homem a superar a barreira dos 50 quilômetros em uma hora de pedaladas.

Até hoje, seu recorde de exatos 51,151 quilômetros no velódromo da Cidade do México ainda não foi batido, mas suas inovações já se tornaram comuns ou até mesmo obsoletas nos modelos de corrida. As rodas carenadas ou lenticulares (com o centro do aro fechado), por exemplo, uma idéia que parece datar do século passado, não haviam sido aceitas antes por ciclistas ou engenheiros. Moser demonstrou que as rodas podem ter melhor impulsão se passarem a assumir o comportamento de uma estrutura maciça, deformando-se bem menos que os vários raios finos dos modelos convencionais e cortando o ar com mais facilidade.

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Seu único inconveniente para as provas fora dos velódromos—a resistência que oferecem às rajadas de ventos laterais, capazes de desequilibrar o ciclista—foi superado este ano. A empresa americana Specialized Bicycle Components criou uma nova roda com três aros grossos, feitos de material especial, mais leve e resistente, composto de uma mistura de fibras de carbono, resina epóxi, Kevlare alumínio. Desenvolvida num dos sessenta computadores CRAY existentes no mundo, sua aerodinâmica perfeita pode representar uma valiosa economia de 10 minutos numa corrida de 160 quilômetros.

Roupas colantes de menor atrito com o ar, óculos protetores envolventes e pêlos das pernas raspados: tudo é válido para conseguir melhor aerodinâmica e ganhar alguns segundos de vantagem. O polêmico guidão Scott, como é conhecido o aparato usado por LeMond, é um resumo desse esforço. O nome é uma homenagem ao ciclista americano Scott Allen, o primeiro a utilizá-lo em 1987 nas provas de triatlon, dura modalidade esportiva em que o atleta corre um trecho a pé, nada outro tanto e pedala um terceiro. Mas foi outro americano, o esquiador e ciclista Boone Lennon, quem descobriu, em recentes pesquisas no túnel de vento, que os esquiadores conseguiam um avanço maior quando diminuíam sua largura, e não altura, como se pensava até então. Assim, ao jogar os braços para a frente e apoiar os cotovelos, os ciclistas, imitando os esquiadores, diminuem sua largura sobre a bicicleta em importantes 8 centímetros. A altura, embora menos decisiva, também baixa 15 centímetros.

Além disso, o esportista adota uma posição mais relaxada, podendo respirar com maior liberdade. Antes, ele se apoiava em três pontos: a pélvis, as mãos e os pés. Mas, com esse guidão, se apóia também nos cotovelos, descansando os músculos do tronco e obtendo melhor oxigenação ao respirar. Reduzir o atrito com o ar, entretanto, não é o único caminho para melhorar o desempenho. Outro recurso é diminuir o peso da máquina, adotando novos materiais, sempre mais leves e resistentes. Dessa maneira, o peso total baixou de cerca de 12 quilos numa bicicleta comum de dez marchas para menos de 8 num modelo especial de competição.

O quadro, que compõe a estrutura básica, é a peça mais pesada e também a que mais quilos perdeu nos últimos tempos. No ano passado, o ciclista australiano Phil Anderson competiu com LeMond sobre um quadro feito de uma liga com 91% de magnésio fundido, que bate o alumínio, até então a última palavra no assunto, em leveza, resistência e custo. Na realidade, boa parte das ligas de alumínio demonstrou ser bastante frágil, apresentando algumas desvantagens. Os tubos não agüentam solda e precisam ser rosqueados e colados num processo delicado, desenvolvido pela indústria aeroespacial. Submetidos ao esforço do pedalar, os quadros tendem a se dobrar mais, quebrando-se também com maior facilidade. Já o quadro de magnésio, embora igualmente frágil, é mais resistente devido ao seu processo de construção. Com o magnésio extraído de 1 metro cúbico de água do mar, os engenheiros fazem tubos mais grossos, fundidos num molde único, o que dispensa as pesadas juntas, onde geralmente a estrutura se rompe. Os tradicionais tubos de aço, por sua vez, engrossados nos pontos onde se concentram os maiores esforços e unidos entre si por conexões soldadas, surgiram no começo do século e ainda são usados nas bicicletas comuns. Mas, desde a década de 30, misturaram-se a novos componentes metálicos, como o molibdênio, o manganês e o cromo.

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Aerodinâmica perfeita e peso reduzido se juntam ainda a um último recurso na busca por velocidade—aumentar a eficiência dos componentes. E um dos sistemas que mais têm evoluído é o mecanismo de transmissão de marchas. De fato, graças à popularidade crescente das bicicletas desenhadas para rodar em qualquer terreno, que exigem muito mais das marchas, todo o sistema evoluiu bastante nos últimos cinco anos. É a chamada linha de montanha, off road (fora de estrada, em inglês) ou allterrain byke (ATB), bicicleta para todo terreno, que já representa mais da metade de todas as novas bicicletas vendidas no mundo.

Andando por entre pântanos ou montanhas, os competidores dessa modalidade de ciclismo precisam contar com quadros mais robustos, pneus mais largos e principalmente um número maior de marchas, capazes de serem mudadas com suavidade e precisão. O moderno sistema de marchas descarrilhantes, criado pelo ciclista italiano Tulio Campagnolo em 1930, era já um aperfeiçoamento que reduzia a velha preocupação em não pular as marchas ou danificar o mecanismo. Consiste em um braço na roda traseira, que move a corrente sobre um conjunto de até sete rodas dentadas de tamanhos diferentes, variando assim a intensidade da força transmitida à roda. Outro braço perto do pedal move a corrente sobre duas ou três rodas dentadas mais largas, duplicando o número de marchas possíveis para catorze ou 21. A mudança de marchas, porém, ainda tinha de ser regulada de ouvido, de acordo com o som da corrente.

O avanço definitivo só veio há quatro anos, quando a fábrica japonesa Shimano criou para as ATBs o sistema indexado, que substitui o descarrilhamento contínuo por pequenos saltos precisos. O mecanismo funciona com dentes menores, que atuam como ponto de entrada para a passagem da corrente. Este ano, foi adaptado para as rodas dentadas do eixo do pedal. As rodas passaram a ser ovais e os dentes localizam-se nos pontos onde a pressão do pedalar é menor, garantindo melhor rendimento. Além disso, a precisão alcançada permite espremer até oito rodas dentadas no eixo traseiro, o que se traduz em um total de dezesseis marchas. As inovações da Shimano não terminam aí. A última novidade, disponível até agora só para grandes equipes de corrida, é uma manopla de freio que também controla a mudança de marchas, permitindo ao ciclista realizar as duas operações sem tirar o apoio do guidão. Para frear, basta apertar a manopla normalmente; para utilizar o câmbio, deve girá-la.

A nova manopla é conectada também a um novo sistema de freios. Em vez de um, dois braços de borracha reduzem o giro das rodas, com uma intensidade 30% maior. Cabos hidráulicos reduzem o espaço a ser percorrido entre seu acionamento e a parada da bicicleta, possibilitando aos atletas retardar as freadas nas descidas, quando chegam a mais de 100 quilômetros por hora. Os pedais, como o sistema de marchas, também mudaram radicalmente nos últimos cinco anos. Cada pedalada tem sua eficiência duplicada quando se prende os pés aos pedais, como já sabiam os atletas do começo do século, pois deste modo se aproveita também o movimento dos pés para cima. Mas essa pode ser uma medida perigosa, porque não se consegue soltar os pés com rapidez em caso de acidente e, durante o esforço, as presilhas podem prender demais, impedindo a circulação do sangue nos pés.

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Foi só em 1985 que o engenheiro francês Michel Beyl, da companhia Look, resolveu o problema. Ele criou um pedal que se encaixa numa plataforma fixada na sola de um sapato especial. Um movimento lateral do pé solta-o do pedal, mas como esse movimento não ocorre no pedalar normal, a plataforma serve de presilha. Recentemente, Beyl aperfeiçoou o invento de forma a permitir um leve giro dos pés, sem soltá-los dos pedais. A vantagem do chamado pedal Time é que esse giro reduz o risco de lesões nos tendões do joelho. O engenho, porém, foi superado em 1988 pelo pedal da empresa americana Aerolite, seguro e simples. Trata-se de um eixo cilíndrico que se conecta ao sapato por uma série de dentes, uma estrutura muito parecida com certas peças das asas de aviões.

Ao que parece, não há limites para os avanços tecnológicos das bicicletas de corrida. É provável que boa parte dessas inovações nunca se torne suficientemente barata para ser incorporada às bicicletas comuns, embora alguns desses aparatos já comecem a chegar ao mercado nacional de ATBs. De qualquer modo, toda novidade beneficia o consumidor. “Como acontece com os carros de Fórmula 1, o aperfeiçoamento das bicicletas de corrida ajuda os fabricantes a produzir melhores modelos para o público”, compara o uruguaio naturalizado brasileiro Juan José Timon.

Ex-ciclista profissional técnico da equipe de atletas da Caloi e da Confederação Brasileira de Ciclismo há quase duas décadas, ele lembra com orgulho os muitos vencedores que já treinou: do paulista Jair Braga, campeão pan-americano em 1985, ao paranaense Mauro Ribeiro, campeão mundial de ciclismo na Itália em 1982. Segundo Timon, embora existam poucos patrocinadores no país, o Brasil ostenta mais títulos conquistados que muitos países onde esse esporte tem maior tradição. Ele cita alguns números que ajudam a entender o aparente paradoxo: “A Caloi, que investe no esporte há mais de noventa anos, gasta cerca de 3 000 dólares por ano na manutenção de bicicletas de 1 800 dólares, conduzidas por atletas treinados ao longo de pelo menos cinco anos.”

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(SUPER número 9, ano 4)

A ciência manda pegar leve

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(SUPER número 7, ano 11)