Todos nós lutamos para subir declives de 20%, 25%, até 30%. Mas quão íngreme uma estrada teria que ser antes de ser inescalável de bicicleta?
É uma coisa estranha – nossa busca por inclinação. É comum ouvir os pilotos se gabando de conquistar colos alpinos que dirigem implacavelmente em direção ao céu em gradientes de 20% ao longo de vários quilômetros, ou picos de até 40% no centro do hairpin.
Mas lembrando que uma inclinação de 100% só resulta em uma inclinação de 45° – um metro vertical para um metro horizontal – certamente uma inclinação próxima de 100% não seria impossível de pedalar. Seria?
Decidimos procurar os especialistas para descobrir.
Primeiro as primeiras coisas. Quando dizemos o "gradiente mais acentuado", não estamos falando daqueles picos bizarros na inclinação da estrada ou na plataforma vertical de um half-pipe.
Só podemos considerar uma inclinação persistente que um ciclista de estrada pode tentar pedalar por um período de tempo razoável.
Estranhamente, a potência não é um fator limitante para enfrentar as subidas mais íngremes, diz Rhett Allain, professor de física da Southeastern Louisiana University e blogueiro de longa data da revista Wired.
'Se você não se importa com a velocidade, pode subir qualquer inclinação com pouca força, desde que haja atrito suficiente', diz ele.
'Por exemplo, você pode obter pequenos motores para levantar uma carga muito pesada se você usar polias suficientes.'
Se você conseguir criar a relação de marchas certa em sua bicicleta, mesmo com uma potência minúscula, você poderá escalar qualquer inclinação – em teoria.
A realidade é diferente. Uma relação de transmissão que permitisse escalar inclinações insanamente íngremes exigiria que você girasse as pernas como um louco enquanto apenas avançava. Você logo tombaria.
Allain coloca a velocidade mínima com a qual você gostaria de enfrentar uma subida como velocidade de caminhada, ou cerca de dois metros por segundo. Por seus cálculos (que são um pouco complicados demais para serem discutidos aqui), ele coloca a inclinação máxima para uma potência de 422 watts a uma velocidade de 2 m/s (4,5 mph) como sendo 40%.
Então, 40% pode ser onde o poder humano encontra sua correspondência em uma inclinação - além disso, você também pode caminhar. Mas para aqueles de nós menos interessados em aspectos práticos e mais interessados em provar que não podemos ser derrotados pelo gradiente, deve ser possível subir uma inclinação superior a 40% se estivermos preparados para ir devagar o suficiente.
O que queremos saber é em que ângulo as leis da física nos impedirão de escalar, independentemente da nossa potência ou relação de transmissão.
Equilibrar prioridades
Se tivéssemos que subir uma colina cada vez mais íngreme, deve chegar um ponto em que simplesmente tombaríamos para trás.
'Se você pegar uma bicicleta como três pontos, o centro de massa e os dois pontos de contato [as rodas], então se o eixo vertical do centro de massa ultrapassar qualquer um desses dois pontos de contato, a bicicleta tombará, ' diz Allain.
Keith Bontrager, um pioneiro no papel do centro de gravidade [CG] no bike fit, explica: "Não é simples encontrar o CG do ciclista por meios mecânicos."
Mas ele coloca o CG de um alpinista em uma linha '2-3cm atrás do eixo do pedal na posição do pedal das nove horas'.
Por nossos próprios cálculos (bastante não científicos), calculamos que o ciclista médio, sentado normalmente, teria um CG aproximadamente 58 cm à frente e 120 cm acima do ponto em que a roda traseira toca a estrada.
Agora, para descobrir o ponto em que o cavaleiro cairia para trás, temos que fazer um pouco de trigonometria. (Se você estiver interessado: ângulo de inclinação=90 – (Tan-1 (altura do CG ÷ roda traseira para CG horizontal).
A partir disso, obtemos a resposta de um ponto de inflexão de 25,8°, ou 48%. Então, aí está, o gradiente mais acentuado absoluto é de míseros 48%. Ou é?
Quando o ângulo fica acentuado, é improvável que você se sente 'normalmente'. Bontrager argumenta: “Um ciclista evita tombar inclinando-se para a frente em subidas muito íngremes. Isso é comum para ciclistas de MTB.'
Então, recalculamos com base em um ciclista sendo estendido sobre as barras o máximo possível, e encontramos uma nova inclinação máxima de 41°, ou 86,9%.
Claro, inclinar-se tanto para a frente em uma inclinação removerá alguma tração do pneu traseiro, possivelmente fazendo com que a moto deslize de forma alarmante pela encosta. O que nos leva à principal restrição em nossa busca pela inclinação: tração.
Escorregando para longe
Para se mover em uma bicicleta, você precisa de atrito para se opor ao movimento do pneu. À medida que a inclinação aumenta, o atrito diminui à medida que as duas superfícies são empurradas menos intensamente pela gravidade. C
hristian Wurmbäck, gerente de produto da Continental, diz: "Eu diria que a aderência do pneu será a primeira coisa a falhar em um declive muito acentuado."
Mas encontrar o ponto de inflexão exato é complicado. Para começar, temos que saber o coeficiente de atrito de um pneu – essencialmente o quão pegajoso ele é.
Isso não é fácil de determinar, como explica Wurmbäck: ‘Você não pode realmente dizer. Depende da superfície, se está molhada ou seca. A ideia de que existe um número que dá uma noção teórica para todas as condições – ele realmente não existe.’
Assim, embora a realidade possa ser mais complexa, as estimativas de coeficiente de atrito para borracha pura no asf alto variam de 0,3 em concreto úmido até 0,9.
O cálculo do professor Allain, baseado em um coeficiente de atrito estimado de 0,8 (que ele descreve como "otimista"), coloca o ângulo máximo que a tração do pneu toleraria em 38,7°, ou cerca de 80%.
Perder o controle
A 80% isso já torna a tração dos pneus o primeiro ponto de falha, mas isso ainda pode ser uma superestimação da possível inclinação. O coeficiente de 0,8 baseia-se na ideia de um pneu todo em borracha, o que é raro.
Wurmbäck diz: ‘Queremos que o pneu seja mais rígido e duradouro do que a borracha pura seria. Se você tem um pneu super rígido, ele também não gruda na estrada.'
Além disso, inclinações de mais de 30% geralmente exigem pavimentação de concreto em vez de asf alto, para o qual as estimativas de coeficiente de atrito com borracha são mais próximas de 0,6 quando em movimento.
Colocando esse número de volta na equação de Allain, a tração pode falhar em 60%. Isso sem entrar nas complexidades da distribuição de peso entre as rodas, dada a posição radical de subida que um ciclista deve adotar.
Wurmbäck diz: ‘Existem maneiras de aumentar drasticamente o atrito – como colocar cola na superfície. Mas em termos mais práticos, você quer um pneu quente e uma superfície quente, em um dia quente, com menos pressão de pneu com um pneu largo.'
Além do coeficiente, há também a área de superfície, criada pelo perfil do pneu, a ser considerada. Mas provavelmente precisaríamos de mais algumas páginas para arranhar a superfície dessa.
Então, vários fatores flutuantes desempenham um papel na limitação da inclinação da subida do ciclo mais vertiginoso. Mas se sua marcha, potência e posição de subida radical permitirem que você vá para o norte de uma inclinação de 60%, você provavelmente pode esperar que sua tração o decepcione a qualquer segundo.
A menos que você tenha um pote de cola à mão.
