As rodas são os melhores componentes para atualizar se você deseja economizar peso na bicicleta? Separamos os fatos do giro
'Um quilo nas rodas vale dois no quadro', ou assim dizem. Essa sabedoria convencional governou a abordagem da seleção de rodas para muitos ciclistas – se alguma vez houve um lugar para gastar dinheiro para raspar alguns gramas, são as rodas.
Mas, como costuma acontecer com a sabedoria convencional, não estamos nada felizes em deixar por isso mesmo.
A ideia de que o peso de um rodado é mais importante do que qualquer outra parte da bicicleta se baseia no fato de que as rodas estão se movendo mais do que qualquer outra parte da bicicleta.
Andy Ruina, professor de engenharia mecânica da Universidade de Cornell, coloca de forma bem simples: “O topo da roda está indo duas vezes mais rápido que a bicicleta. E a direção oposta [a parte inferior da roda] não anula essa velocidade.
'Conseqüentemente, ele tem o dobro de energia cinética, então é preciso o dobro de força para fazê-lo andar e faz a moto desacelerar duas vezes mais.'
Peso v aceleração
O peso é tão importante no grande esquema do movimento da bicicleta por causa de sua relação com a aceleração. Quando algo está se movendo a uma velocidade constante, todas as forças que o empurram e desaceleram estão em equilíbrio.
Um aumento razoável no peso não fará diferença, exceto por qualquer pequeno aumento no atrito ou resistência ao rolamento que possa causar.
Ao ganhar ou perder velocidade, porém, a segunda lei de Newton entra em vigor: força=massa x aceleração. Então, quanto mais massa você tem, mais força você precisa para ganhar velocidade.
Então, por que faz um pingo de diferença se o peso está em uma roda em vez de um quadro?
Aqui é onde fica um pouco complicado, graças à inércia. A inércia é a resistência de um objeto a uma mudança em seu movimento – é a razão pela qual levaria esforço para acelerar uma bicicleta mesmo em um universo sem atrito.
Rodas, bicicleta e ciclista têm inércia, mas com rodas o efeito é ampliado porque eles estão girando.
Steve Williams, o principal engenheiro de dinâmica de veículos da Lotus, diz: 'No caso de uma roda, porque você tem muita massa distribuída ao redor do aro, a alguma distância do centro da roda, isso lhe dá inércia. '
Essa inércia significa essencialmente uma resistência à rotação da roda. Às vezes é chamado de inércia rotacional, mas, mais precisamente, é chamado de momento de inércia.
Williams acrescenta: ‘Como uma bicicleta está rolando em suas rodas, você não só precisa empurrar essa massa pelo ar mais rápido, mas também fazer a roda girar mais rápido. A inércia da roda resistirá ao aumento da taxa de rotação.'
Crucialmente, porém, essa inércia é determinada pela distância de uma massa do centro de rotação: 'Um momento de inércia é o resultado de uma massa a uma distância do eixo em torno do qual ela está sendo girada no caso de uma roda é a distância da massa do eixo do fuso.'
Vá direto ao ponto
Toda essa conversa científica nos leva ao cerne da questão. Não basta dizer que uma roda pesada é mais um obstáculo do que um quadro pesado, porque tudo depende de onde esse peso é distribuído na roda.
É muito simplista afirmar que ‘um quilo nas rodas vale dois no quadro’. O professor Jim Papadopoulis, autor de Cycling Science, diz: 'Dá certo que um pouco de massa na circunferência é contado duas vezes, um pouco de massa no centro do raio 1,5 vezes e um pouco de massa no cubo é contado contado uma vez.'
Com base nisso, devemos adaptar a frase para dizer 'uma libra nos aros vale dois nos cubos', mas Williams da Lotus está cético sobre os ganhos declarados a serem obtidos com aros mais leves.
‘Podemos ver que a redução da inércia da roda tem um efeito benéfico sobre a redução da massa não rotativa, mas é muito pequeno. Na realidade, a massa economizada dos aros das rodas provavelmente será menos de 10% mais benéfica do que a mesma massa economizada do resto da bicicleta.'
Alguns cálculos bastante complexos revelam que a vantagem em termos de aceleração ao cortar o peso dos aros das rodas seria de 0,9%, contra 0,8% ao cortar o peso do quadro.
Se os ganhos obtidos com a redução do peso da massa giratória em sua bicicleta estão abertos ao debate, a próxima área a ser considerada é a giroscópica.
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Pegando giroscópio com ele
Um giroscópio é uma roda ou disco que gira em torno de um eixo de tal forma que se estabiliza. Isso se deve aos efeitos do momento angular – quando o ponto superior de uma roda começa a puxá-la para a direita, por exemplo, uma vez que a roda deu meia volta, esse mesmo ponto da roda está de cabeça para baixo e, de repente, empurra o roda de volta para a esquerda.
O efeito giroscópico do giro é a razão pela qual um pião permanece na posição vertical, e a razão pela qual as rodas da bicicleta desempenham um papel em nos manter em pé.
Como um giroscópio funciona com base nesse princípio básico de forças angulares, o peso na parte mais externa da roda é o que mais influencia a força estabilizadora da roda. Então, se um aro é mais pesado, ele pode empurrar uma roda de volta para cima com uma força maior, certo?
Ruina na Universidade de Cornell pinta um quadro obscuro do consenso científico: “Não há uma resposta definitiva para saber se um aro mais pesado é mais estável. Mas a tendência parece ser que um giroscópio maior pareça mais estável.'
Isso indica que um aro mais pesado, em vez de uma roda mais pesada, poderia oferecer mais estabilidade.
Mas há outro ângulo a considerar. Williams diz: “Uma roda de maior inércia teria um efeito giroscópico mais poderoso, no entanto, há um segundo efeito giroscópico – quanto mais rápido o guidão é dirigido, maior a resistência giroscópica ao giro”. Tão alta inércia torna mais difícil girar o guidão e inclinar a moto.'
Um aro pesado o tornará mais estável enquanto você pedala, mas pode sacrificar o tipo de agilidade que uma direção mais livre e rápida pode permitir.
Ruina discorda um pouco, no entanto. “Se você diz que uma moto se sente muito rápida ao manusear, quase com certeza isso tem a ver com a geometria da moto e a distribuição de massa no conjunto da direção”, diz ele.
'E lembre-se, o peso mais influente envolvido em se inclinar para um canto é você.'
No final, se você é o tipo de ciclista que procura pequenas melhorias incrementais no desempenho do seu kit, você deve se concentrar em encontrar os aros mais leves em vez da roda mais leve.
Ou você pode simplesmente fazer o que o resto de nós faz, e escolher os que parecem mais legais.
