sábado, 10 de outubro de 2015

Qual a distância percorrida em uma hora de bike indoor?






Olá,

Este é mais um daqueles posts sobre bike, potência e este universo da física que eu tanto gosto.
Mesmo para quem não gosta de nada disso, mas pedala indoor, talvez este post tenha alguma utilidade.

Tive a ideia de escrevê-lo depois de uma pergunta de um amigo, o Cesar Miguel Momesso, o Cesinha. A pergunta foi bem simples: "Cara, vc que gosta dessas coisas, dada uma determinada potência média feita em uma bike indoor e o tempo de exercício, é possível se calcular a distância percorrida?".

Bem, a resposta é "sim", mas como existe uma infinidade de variáveis, não era assim uma coisa tão simples. Temos que considerar arrasto aerodinâmico, arrasto de rolagem da bike com o solo, eficiência da corrente, cassete e demais componentes mecânicos, condições do clima como temperatura, pressão atmosférica, velocidade e direção do vento. Apenas para começar, no arrasto aerodinâmico vai depender muito do peso e altura do atleta, posição e tipo de bike, enfim.

É claro que podemos, no entanto, atribuir alguns valores para tudo isso, apenas como exercício mental, e chegarmos a alguns resultados.

Este post não responde apenas ao Cesinha, mas também mais dois grupos de pessoas:
- aquelas que entendem que "tamanho do atleta" só faz diferença quando tem "morro", mas no plano "não faz diferença".
- aquelas que continuam insistindo em colocar um cateye com aquele ímã na roda da bike indoor no rolo para mostrar quantos quilômetros percorreu, como se aquilo tivesse algum grau de acuracidade e confiabilidade.

Bom, quais foram as variáveis nas quais atribui valores?
- Temperatura do dia: 25o
- Umidade relativa do ar: 60%
- Altitude: nível do mar
- Velocidade do vento: 10km/h
- Ângulo que o vento está suprando: 20o
- Tipo de circuito: perfeitamente plano, ida e volta, com vento contra de um lado e a favor de outro
- Eficiência do conjunto mecânico da bike (drive chain): 95%
- Coeficiente de rolagem do pneu: 0,0045
- Peso da bike: 8kg
- Peso extra: 1,5kg

Bom, agora temos um cenário.

A pergunta do Cesinha foi bem genérica, supondo qualquer atleta, mas a resposta não é tão genérica assim. Um atleta grande fazendo 250w é imensamente diferente de um atleta pequeno. Porque? Devido primeiramente ao arrasto aerodinâmico e devido à própria força necessária para mover o peso do conjunto bike+atleta+extras. Mesmo em um circuito perfeitamente plano, estas duas grandezas exercem um papel absurdamente grande.

Apenas um parênteses: Quando, após o Ironman de Floripa desse ano, o Max fez os cálculos prováveis de tempo de término da perna de ciclismo para um atleta de peso e altura medianos, me lembro perfeitamente de alguns atletas maiores falando que aquela quantidade de potência em watts foi muito próxima do que eles fizeram, mas tiveram um tempo muito mais dilatado do que apontado pelo Max. Quando eu falava que era porque eles eram grandes, a resposta era unânime: "mas isso só conta em circuitos com muita altimetria! Em cicuitos mais planos podemos usar valores similares aos atletas menores!". Não, meus amigos, não podem rsrs. O que acontece é que em altimetria a coisa fede geral para vocês rsrs. A diferença passa a ser de "absurda" para "monstruosa" rsrs. Mas o "absurdo" ainda está lá rsrsrs, mesmo no plano. O tamanho de vocês exerce uma diferença muito grande nos cálculos aerodinâmicos!!! Um pouco menos no arrasto de rolagem, mas também exerce!

Bom, sendo assim, fica fácil de perceber que para responder a pergunta do Cesinha, sobre "qual a distância percorrida em um determinado tempo de bike indoor, dada uma potência", vou ter que responder com um "depende". Mesmo atribuindo valores a todas aquelas variáveis acima, ainda nos resta algo que é impossível de fugirmos: o peso e altura do atleta.

É claro que o Cesinha estava precisando de algo mais simples. Ele é treinador e precisava de uma referência, apenas. Algum tipo de "tabela" que ele olhasse e já tivesse alguma resposta.

Bem, seria quase impossível criar uma tabela com todos os pesos e alturas dos atletas. Então, adotei um padrão. Vamos pegar atletas pequenos, médios e grandes, e que tenham um IMC de 23, que é um valor bem justo. Assim, tenho:
- Atleta pequeno: 55kg e 1,55m
- Atleta médio: 70kg e 1,74m
- Atleta grande: 85kg e 1,92m

Também assumi o valor padrão de 1h de treino em cima da bike. Como o objetivo é saber a distância total do treino, sabendo quanto aproximadamente rodou em 1h, para saber de todo o treino é só fazer uma simples regra de três.

Por razões óbvias, não faz sentido tomar um valor absoluto de potência, já que difere tanto de atleta para atleta. Então, tomemos a relação watt/kg como parâmetro.

Outro parâmetro que tive que manter constante, quando na prática varia muito, foram os valores de coeficiente aerodinâmico, o Cd. Mantive 0,70 que representa uma bike TT com um atleta em posição TT com roupas e equipamentos de prova. Variei, portanto, apenas o "A", a área frontal, que depende totalmente das dimensões do atleta.

Temos a seguinte tabela:



Vamos tomar alguns exemplos para que a tabela seja compreendida:
- Um atleta de 70kg e 1,74m que pedalou a 210w por 1h, por exemplo, naquelas condições daquelas variáveis acima, teria pedalado aproximadamente 38km. Estamos falando de 3w/kg.
- Um atleta de 85kg e 1,92m que pedalou a 255w por 1h também nas mesmas condições, teria pedalado aproximadamente 38,5km. Estamos falando de  3w/kg da mesma forma.
- Um atleta de 55kg e 1,55m que pedalou a 165w por 1h também nas mesmas condições, teria pedalado aproximadamente 36,5km. Também os mesmos 3w/kg.

Aqui dá para notar onde se encontra a vantagem de atletas maiores em circuitos planos. Repare que apesar do mesmo valor de watts/kg, os atletas maiores percorrem uma distância maior! O quão é mais difícil para um atleta grande fazer 255w em relação a um pequeno com 165w, é uma questão de condição física de ambos. No entanto, reparem que se criarmos uma outra tabela deixando fixo o valor da distância percorrida, ainda assim, o atleta grande faria muito mais potência absoluta em relação ao pequeno, mas um pouco menos de relação watts/kg. Algo como 245w versus 165w entre um e outro. Isso acontece porque temos duas relações, na verdade. A potência x peso, que estou usando aqui, e a potência x aerodinâmica, ou watt/CdA. Esta segunda grandeza está dentro dos meus cálculos, mas não criei a tabela com ela porque se tornaria algo menos prático para a proposta do post. (Se quiserem ver mais informações sobre isso, esse POST que fiz há um tempo atrás).

Outra coisa interessante é que, como disse acima, esta é uma situação perfeita. Circuito totalmente plano, bike TT, posição aero do atleta, equipamentos otimizados. A única coisa que coloquei propositalmente foi um vento de 10km/h, contra de um lado e a favor de outro, para ficar um pouco mais próximo da realidade. Apenas para terem uma ideia como estas coisas influenciam absurdamente, se tomarmos o tal atleta médio de 70kg, 1,74m que pedalou no exemplo acima a 210w por 1h e percorreu 38km, e "apenas" trocar de bike, pegando uma bike road e ele ficar o tempo todo fora da posição aero com as mãos de forma convencional na guidão (hoods) com os mesmos 210w, ele teria percorrido 32km! Ou seja, 6km a menos!

Então, se o objetivo é tentar estimar uma distância percorrida usando essa minha tabela, a primeira coisa que precisamos saber é: mantenha-se clipado!
Bons treinos indoor!

Ulisses