A Roda

A roda é o elemento mais crucial da bicicleta: ela permite ao ciclista "deslizar" sobre o chão com grande velocidade e eficiência. Os historiadores acreditam que a roda se originou na Mesopotâmia por volta de 3.500 AC. Os Sumérios não pedalavam através da antiga Mesopotâmia, mas carruagens e carroças com rodas, movidas a tração animal, ajudaram a transportar produtos e pessoas por milhares de anos. Durante a revolução industrial, no século dezenove, avanços nos materiais e na engenharia tornaram possível usar efetivamente a roda em máquinas acionadas pela força humana. A bicicleta moderna, com quadro de aço, transmissão com corrente, rodas e raios de aço e pneus, surgiria no final do século passado.

Na Estrada

Enquanto o uso da roda era muito difundido antigamente, ela tinha limitações. A resistência ao deslocamento de uma roda pode variar muito, dependendo da superfície sobre a qual ela se desloca. Em uma estrada irregular é muito mais difícil rodar do que em uma estrada lisa. Os romanos estavam cientes disso e desenvolveram uma grande rede de estradas pavimentadas. Esta foi a primeira vez na história que estradas foram melhoradas para facilitar a roda, mas certamente não foi a última. Nos Estados Unidos, na década de 1890, ciclistas fizeram lobby, com sucesso, por melhoramentos nas estradas de todo o país e, com o ciclismo sendo o esporte mais popular da nação naquela época, os políticos os atenderam.

A "Ordinária"

Quando a maioria das pessoas imaginam as bicicletas antigas, as "rodas-altas" do final do século passado vêm logo à mente. Esses modelos antigos tinham nome tais como "Ordinárias" (significando "comuns"). Na Inglaterra essas bicicletas também eram conhecidas como "penny-farthings", pois as rodas grande e pequena lembravam as moedas grande de um "penny" e a moeda menor "farthing".

Os pedais eram acoplados diretamente na roda dianteira das bicicletas de roda alta. Quanto maior a roda grande de uma "ordinária" mais longe o ciclista iria com uma volta dos pedais. Paul Doherty, Cientista Sênior do Exploratorium, explica, "Toda vez que o pedal dava uma volta, aquela roda dianteira gigante dava uma volta. Então, com uma pedalada o ciclista podia avançar 140 polegadas (3,556 metros), uma tremenda distância". Isso fazia com que pedalar ladeira acima fosse muito difícil, mais possibilitava grande velocidade no plano.

As bicicletas de roda alta eram muito eficientes, mas eram também perigosas: os ciclistas ficavam muito alto em relação ao chão e se empoleirava precariamente sobre a roda dianteira. Então, enquanto as "rodas-altas" bateram novos recordes de velocidade e de distância, elas rapidamente ganharam notoriedade pelos perigos que representavam ao ciclista. O menor obstáculo na estrada poderia resultar em uma horrível queda, de cabeça. Com um alto centro de gravidade e rodas estreitas, feitas de borracha sólida (que podiam ocasionalmente sair do aro), as bicicletas de roda alta foram projetadas para velocidade, não para segurança.

As Bicicletas Seguras

A "Bicicleta Segura" (Safety Bicycle) foi desenvolvida na década de 1880, parecendo muito com as bicicletas de hoje. O ciclista fica suspenso em um quadro de metal entre duas rodas de tamanhos iguais. Uma transmissão por corrente conecta os pedais à roda traseira. A estabilidade e o conforto do projeto era superior ao da "ordinária" e, portanto, ganhou o nome de "segura".

Os Raios

Mesmo as primeiras bicicletas usavam raios de um modo ou de outro. De fato, mesmo nos tempos antigos muitas carruagens e carroças usavam raios. Uma roda com raios pode ser tão resistente quanto uma roda sólida e tem apenas uma fração do peso. Enquanto as antigas rodas com raios eram feitas quase sempre com madeira, as rodas e os raios das bicicletas de hoje são feitas de aço ou alumínio ou, ocasionalmente, de materiais mais exóticos, tais como composto de carbono ou cerâmica.

Minimizar o peso da roda é extremamente importante no projeto de bicicleta. Porquê o peso interessa? Cada vez que você empurra o pedal você tem que acelerar o peso da roda, tanto para a frente como em volta do seu centro. Em outras palavras, a roda é submetida a movimento angular e retilíneo simultaneamente. Você pode observar isso enquanto pedala – a roda dianteira da sua bicicleta gira enquanto se move para a frente juntamente com você e com a bicicleta.

Raios Tangenciais e Radiais

Há muitas maneiras diferentes de "enraiar" uma roda de bicicleta. A maioria das bicicletas têm raios tangenciais, o que significa que os raios não vão do cubo ao aro numa linha reta, mas formando um ângulo. Existem muitos padrões diferentes de raios tangenciais. Ocasionalmente encontra-se bicicletas com raios completamente radiais. Esses raios vão direto do cubo ao aro, radialmente. As rodas têm, tipicamente, raios tangenciais. A forma como as rodas são enraiadas determinam como irão funcionar.

"Você pode enraiar a roda dianteira radialmente, mas a roda traseira é melhor que não seja enraiada radialmente. Não teria como transferir o torque do cubo para o aro de modo a movimentar você para a frente", explica Paul Doherty.

A roda traseira com raios radiais não apenas seria menos eficientes do que a com raios tangenciais – ela seria significativamente mais frágil. Uma roda de bicicleta precisa ser capaz de suportar uma gama de forças. Além de suportar o peso do ciclista, uma roda deve resistir às forças oriundas do pedal e da frenagem e às irregularidade da superfície da estrada. O benefício dos raios radiais têm a ver com a rigidez da roda.

Tração e Não Compressão

É fácil pensar nos raios como colunas apoiando a roda e ajudando-a a manter sua forma. Mas, o "apoio" que a roda recebe é criado puxando-se os raios em direção ao centro da roda (tração), ao invés de se empurrar afastando-se do centro (compressão). Se você já teve a chance de segurar um raio que foi removido de uma roda, deve ter provavelmente notado o quão frágil ele é. Você pode dobra-lo no meio sem muito esforço. No entanto, se você tentar parti-lo, esticando-o, não será capaz. O "esticamento" do raio em direção ao centro do cubo é o que dá à roda da bicicleta a sua resistência.

Então, o quão forte é a roda de bicicleta? "As rodas, pelo que me lembro, podem suportar, normalmente, 400 vezes o seu próprio peso e não entrarão em colapso até, aproximadamente, 700 vezes o seu próprio peso, o que faz delas uma das mais fortes estruturas construídas pelo homem", explicou o fabricante de bicicletas Paolo Salvagione.

Rodas com Pneu

O pneumático ("cheio de ar"), ou pneu, de borracha é uma coisa que achamos natural hoje em dia. Quase todos os tipos de rodas de bicicleta tem um pneu no seu aro. O desenvolvimento do pneumático foi um marco importante no desenvolvimento da bicicleta moderna. Antes da sua invenção em 1888, por John Boyd Dunlop, andar de bicicleta era uma experiência desconfortável. No lugar dos pneus usava-se couro (e mais tarde borracha sólida) em aros de madeira ou metal. As rodas cheias de ar permitiram uma pedalada macia, confortável e estável. Não foi surpresa que também ajudassem a tornar a bicicleta mais popular.

O Seu Pneu é Largo ou Fino?

Dependendo do tipo, sua bicicleta pode ter pneus largos ou fino. A maioria das bicicletas de estrada e de cicloturismo têm pneus mais finos, enquanto Mountain Bikes têm pneus largos (Fat Tires). Cada tipo de pneu foi adaptado para a superfície na qual ele roda. Os pneus de estrada são calibrados com pressão de 100 ou mesmo 120 psi (Nota: os modernos pneus de competição podem chegar a mais de 200 psi). Um firme pneu de estrada numa superfície asfaltada não deforma muito. Quanto menos um pneu deforma na parte inferior, menor será a superfície de contato com a estrada. Menos contato, nesse caso, significa menos atrito, e mais velocidade. É por isso que manter os pneus adequadamente calibrados é tão importante.

Os pneus largos de Mountain Bike deformam mais numa superfície dura de asfalto. Entretanto, numa trilha de terra um pneu de Moutain Bike "flutua" na superfície irregular. Um pneu mais fino de estrada penetraria mais profundamente na terra, forçando o ciclista a pedalar para sair de um "buraco".

É fácil imaginar um pneu deformando na parte inferior enquanto gira. Mas, surpreendentemente, as rodas de aço de trem em um trilho de aço sofre o mesmo efeito. A deformação temporária da roda, bem como o afundamento da superfície de contato, é o que provoca a "resistência ao rolamento". Este termo é usado para descrever o quanto de energia é "perdido para a estrada" enquanto uma roda se move para a frente. Pneus com baixa pressão movimentando-se em superfícies macia tendem a ter resistência ao rolamento mais alta. Esta é uma das principais razões por que o ciclismo de estrada é um esporte mais velozes do que o Mountain Biking.

A Superfície dos Pneus

A superfície dos pneus de Mountain Bike pode afetar a performance. Os pneus com mais ranhuras aderem melhor nas trilhas de terra, mas geram mais atrito em estradas lisas. Os pneus lisos aderem melhor nas estradas lisas, com menor resistência, mas escorregam nas trilhas. Os fabricantes de pneus de Mountain Bike produzem um variedade de diferentes padrões de ranhuras. Os ciclistas têm diferentes preferências, mas existe pouco suporte científico para o melhor desempenho de um tipo de ranhuras em relação a outro.