Os aros das rodas estão ficando mais gordos, o que parece contra-intuitivo torná-los mais rápidos, então o que está acontecendo?
A lógica sugere que, se você quiser que algo corte o ar rapidamente, faça-o fino e afiado – como o Concorde. Tinha a forma de um dardo, enquanto outros aviões de passageiros eram bulbosos e, como resultado, poderia cruzar o Atlântico em menos de três horas. Praticamente o mesmo pensamento foi usado nas primeiras gerações de rodas aerodinâmicas de seção profunda: seções em V finas e profundas afuniladas em uma borda afiada, o que dava a impressão de cortar o ar com máxima eficiência. Fazia sentido intuitivo, mas os tempos mudaram.
A vanguarda do design de rodas agora é, bem, menos cortante e mais contundente. As bordas foram suavizadas e os aros alargados na medida em que agora nos dizem que os perfis de aro arredondados e gordos são a melhor forma de trapaça do vento para desempenho geral. Então o que aconteceu?
Ventos fechados
O proponente original do formato de aro mais largo foi a Hed Wheels, com seu fundador, o falecido Steve Hed, conduzindo grande parte do pensamento na década de 1980. Quando a Hed lançou seu rechonchudo e largo conjunto de rodas Ardennes em liga de alumínio em meados dos anos 2000, recomendando que fosse combinado com pneus de 25 mm em vez dos onipresentes 23 mm, muitos expressaram descrença de que essa poderia ser uma configuração mais rápida. Na época, os detalhes técnicos eram incompletos. Parecia que Hed estava buscando melhor estabilidade dos pneus para maior controle nas curvas, além de diminuir a chance de furos em terrenos acidentados, mas a pesquisa inicial nos anos 80 também mostrou que aros mais largos poderiam ser mais rápidos aerodinamicamente. Então, quando a patente do Hed foi lançada em 2009, a porta foi aberta para uma onda de inovação.
Michael Hall, diretor de desenvolvimento avançado do fabricante de rodas Zipp, diz: 'Durante anos, a indústria perseguiu a eficiência geral de arrasto [os resultados mais rápidos em testes de túnel de vento] com pouca consideração pelo desempenho desses componentes em dias ideais do mundo real. No mundo real, os pilotos têm que lidar com tudo o que o ambiente lhes impõe. Para nossas rodas Firecrest, lançadas em 2010, mudamos nosso foco e os produtos resultantes buscaram ser mais estáveis e previsíveis em qualquer direção do vento do que as nossas gerações anteriores.'
Kevin Quan, diretor de engenharia da Knight Composites, entra em mais detalhes: "A maneira como projetamos é a partir da borda de fuga, ou seja, a metade traseira da roda". borda do aro que atinge o vento primeiro, mas Quan diz: 'Nossa pesquisa mostra que quando o vento atinge um pneu em um ângulo de guinada [qualquer ângulo que não seja reto] ele vai se soltar [perder seu fluxo suave sobre o aro], então a forma aerodinâmica na frente do aro não está fazendo muito – está quase sempre parada.” Em outras palavras, não faz sentido priorizar uma forma aerodinâmica na frente.
Benefícios Aero
Para entender como um aro mais largo pode melhorar a aerodinâmica em vez de aumentar o arrasto, precisamos considerar o fato de que o ar em que estamos pilotando não se comporta de maneira consistente. Mesmo em um dia calmo, o ar é uma bagunça complexa e rodopiante. O que a ciência aerodinâmica percebeu é que a dinâmica de fluidos ideal – a maneira como o ar interage com as formas e texturas da superfície com as quais entra em contato – se resume à redução do atrito.
Quando se trata de fluxo de ar, existem três grandes categorias. A primeira categoria é o fluxo de ar “laminar”. Este é o estado mais desejável para baixas perdas por atrito e refere-se ao movimento do ar em linhas suaves, retas ou curvas. Quando encontra um objeto em movimento, o fluxo de ar laminar se separa, desliza ao redor do objeto e retoma seu fluxo do outro lado com o mínimo de barulho.
O segundo estado é 'turbulento'. Como o nome sugere, refere-se ao ar confuso que está longe de fluir suavemente, embora possa ter elementos de ar 'laminar' e 'parado' dentro dele. As razões para a turbulência podem ser muitas: talvez seja um dia de vento, ou você esteja seguindo outro piloto de perto, ou há carros e caminhões passando. Essas condições abaixo do ideal às vezes são chamadas de ar "sujo", e é o estado mais comum em que viajamos.
A terceira condição é 'stoll'. É quando o ar não está mais fluindo, mas está girando em diferentes direções ao mesmo tempo. Esse estado causa a maior quantidade de atrito e, como tal, tem o maior efeito na desaceleração do ciclista.
O que tudo isso significa é que, embora seja ótimo ter uma combinação de roda e pneu que funcione bem em fluxo laminar, à medida que você entra de frente em um túnel de vento, o que é mais benéfico em cenários do mundo real são rodas e pneus que funcionam bem em ar turbulento. Os projetos modernos mais bem-sucedidos, na verdade, visam levar o ar turbulento e reduzir seu arrasto – para limpar o ar sujo. Esta é uma das razões pelas quais os aros finos e afiados das rodas estão sendo substituídos por aros mais largos e arredondados – os novos designs são simplesmente mais rápidos em cortar o ar bagunçado que os ciclistas encontram na maioria dos passeios do mundo real. Mas há outra razão importante pela qual os aros estão ficando mais largos, que é a resistência ao rolamento.
Contato esporte
A mudança para aros mais largos é em parte o resultado de uma mudança simultânea para pneus mais largos. Onde os pneus de 23 mm costumavam ser a norma, mais pilotos e fabricantes estão optando por 25 mm e, ocasionalmente, até mais largos.
'A pesquisa da Continental mostra que um pneu 25c tem 10-15% menos resistência ao rolamento do que um pneu 23c', diz Quan. 'A Continental mostrou que se você tem um pneu maior, a área de contato, em vez de ficar mais longa, fica mais curta, mas mais larga, então a área de superfície real na estrada permanece a mesma com as mesmas pressões.'
Isso é apoiado pelas descobertas do fabricante de pneus Schwalbe. O gerente de produto Marcus Hachmeyer diz: ‘Se você comparar pneus com larguras diferentes, mas especificações idênticas – mesmo composto, perfil e pressão de inflação – em termos de resistência ao rolamento, maior é mais rápido. Se você imaginar sua bicicleta e seu ciclista estacionados em uma folha de vidro e que você estava olhando de baixo para onde o pneu encontra o vidro, você verá duas formas distintamente diferentes. Em um pneu estreito, a forma seria longa e fina, um oval. Em um pneu mais largo, essa área de contato seria mais curta e mais grossa, mais circular, e dessa forma menos fios que compõem a parede lateral e ajudam a criar resistência ao rolamento são usados a qualquer momento, e o atrito é menor.'
Tudo bem, mas por que não simplesmente encaixar pneus mais largos em aros estreitos? Quando o aro é estreito, o pneu forma uma “lâmpada” quando visto de perfil – comprimido onde se encaixa no aro e bulboso longe do aro. Com um aro interno mais largo, o pneu tem um formato mais em "U" invertido, o que ajuda a criar uma área de contato mais arredondada com a estrada e, consequentemente, menor resistência ao rolamento.
A largura interna dos aros das rodas de estrada – a distância entre os dois flanges em forma de gancho que assentam o talão do pneu – até recentemente era de cerca de 14 mm. Na primeira safra de aros mais largos, esse espaço cresceu para mais de 16 mm, e agora os fabricantes os estão ampliando novamente. A mais recente linha Aeolus TLR D3 da Bontrager, lançada no início deste ano, expandiu essa largura de sua D3 anterior em 17.5 mm para 19,5 mm maciços, um aumento substancial em termos percentuais. Uma palavra de advertência vem de Michel Lethenet do fabricante de rodas Mavic, no entanto. “Ambos os elementos [pneu e aro] precisam idealmente ser projetados para combinar perfeitamente para aprimorar o sistema. Caso contrário, não faz sentido com a inércia crescente, o peso rotativo e o arrasto aerodinâmico usar apenas um pneu mais largo. Além disso, há o aspecto de segurança a ser considerado se você considerar o cenário oposto – um pneu estreito usado em um aro excessivamente largo. Isso pode ter um alto risco de o pneu não assentar corretamente e potencialmente explodir.'
A segurança com algo tão vital quanto os pneus é primordial, e Quan acrescenta: 'Atualmente, 17-18 mm [largura interna do aro-cama], parece bom, mas mais largo, digamos, até 20 mm, e estamos entrando em território desconhecido. No momento, não vimos nenhum efeito adverso, mas ainda não foi realmente visto no mainstream.'
O Messias de Handle
Apenas para provar que as rodas são talvez o problema mais complexo para os engenheiros resolverem, há outra consideração vital no resumo do projeto: manuseio.
‘É um fator extremamente importante’, diz Simon Smart, diretor técnico da Smart Aero Technology e designer do sistema de rodas aerodinâmicas da Enve Composites (Enve SES). “Se voltarmos sete anos, os atletas chegariam ao túnel de vento e identificaríamos o rodado mais rápido para eles. Mas descobrimos que muitas vezes no mundo real as rodas eram mais lentas. Isso não foi porque o túnel de vento estava errado, foi simplesmente porque os pilotos não conseguiam manter uma linha reta durante a corrida porque as rodas não tinham estabilidade.'
Parte de ir rápido é ser capaz de manter o controle, então se uma roda não tem estabilidade em ventos cruzados ou ar turbulento, o resultado é a perda de confiança para ir rápido e o desempenho inevitavelmente sofre. “Para mim, a estabilidade de pilotagem era a grande coisa que f altava no desempenho das rodas, e eu sabia que se pudéssemos desenvolver uma roda dianteira mais estável, mesmo que ela se mostrasse um pouco mais lenta no túnel de vento, eu sabia que seria mais rápido no mundo real. ', diz Inteligente.'É por isso que embarquei no programa de desenvolvimento com a Enve, com o manuseio como a prioridade número um.'
Tudo isso aponta para o fato de que a roda e o pneu devem trabalhar juntos como um pacote completo para uma solução ideal, não apenas em aerodinâmica, mas também em estabilidade em velocidade, manuseio previsível e menor resistência ao rolamento. À luz disso, veremos os fabricantes de rodas trabalhando mais de perto com os fabricantes de pneus no futuro?
No caso do Bontrager, eles já são a mesma coisa. Ray Hanstein, gerente de produtos de rodas da Bontrager, diz: “Nossos engenheiros de rodas e pneus são considerados iguais. Rodas e pneus estão tão entrelaçados que você não pode desenvolver um em seu potencial sem ter uma compreensão íntima do outro. Esses caras trabalham na mesma sala, andam juntos, almoçam juntos.' É uma história semelhante na Mavic e na Zipp, que fabricam seus próprios pneus e rodas, para que possam criar produtos emparelhados com precisão. A grande questão a ser respondida é: chegamos ao auge? Smart diz: “Projetar aros é um grande desafio, mas emocionante. Nos últimos cinco anos, os designs dos quadros mudaram bastante, e são coisas como permitir pneus mais largos que nos deram a liberdade de explorar aros ainda mais largos. Como acontece com a maioria das coisas, há um ponto de retornos decrescentes, mas acho que ainda não atingimos o pico.'
Em última análise, pneus mais largos e perfis de roda correspondentemente largos são o caminho que a indústria está tomando e a escolha certa para os pilotos se você deseja ganhos máximos no tipo de condições que todos experimentamos no dia a dia, com manuseio previsível para arrancar. A ciência apóia isso, então talvez seja hora de rejeitar a visão estreita e ampliar.
