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20/03/2018 | domtotal.com

Evolução da bicicleta: materiais, design e mobilidade

Uma das maiores ferramentas construída pelo ser humano completa 200 anos de existência, a bicicleta.

São anos de evolução tecnológica e de materiais.
São anos de evolução tecnológica e de materiais. (Divulgação / Pixabay)

Por Luiz Carlos Santos*

Segundo Steve Jobs, o que nos diferencia dos primatas é a nossa capacidade de construir ferramentas. Nós não só construímos como também as utilizamos para facilitar o nosso dia a dia. Uma das maiores ferramentas construída pelo ser humano completa 200 anos de existência, a bicicleta. São anos de evolução tecnológica e de materiais. Durante todo esse tempo tem sido utilizada como transporte, lazer e esporte.

Existe muita controvérsia sobre o verdadeiro precursor da bicicleta. O historiador e professor de Pequim (China) Xu Quan, construiu uma engenhoca - pesada, complexa  e lenta - sobre três rodas, com base em desenhos, com mais de 2500 anos, do inventor e arquiteto Chines Lu Ban. Outros historiadores atribuem a invenção ao Leonardo di Sir Piero da Vinci. Em seu projeto de 1940, já constava uma bicicleta com duas rodas do mesmo tamanho, pedais e corrente e sistema de engrenagem (que só foram inventados muitos séculos depois), selim e guidom. Da Vinci era um visionário e, com ocorreu com os desenhos de Júlio Verne, autor de 20.000 Léguas Submarinas, provavelmente as invenções foram seguindo os seus desenhos.  De certa forma, tudo segue o que escreveu o pensador Oscar WildeA vida imita a arte muito mais do que a arte imita a vida”. O último atributo é ao Alemão Barão Karl Von Drais que desenvolveu um modelo de bicicleta em 1817.

Invenção de Lu Ban, construída por Xu Quan.

O desenvolvimento da bicicleta teve início nos anos de 1690 quando o Dr. Erick Richard construiu um carro que era movido por alavancas manuais. Três anos mais tarde, o matemático Jacques Ouzanon desenvolveu um veiculo semelhante sendo que as alavancas foram substituídas por pedais. No mesmo ano surgiu a estrutura do velocípede que se transformou em bicicleta. Nos meados dos anos de 1790 a bicicleta ainda apresentava uma estrutura bastante rudimentar e sua idealização e construção foi atribuída ao Conde francês Mede de Civrac. Era constituída basicamente de uma ponte de madeira tendo em cada uma das extremidades uma roda de, aproximadamente, 70 cm e, sobre a ponte, existia um assento para o condutor. O movimento era alcançado mediante impulsos, alternados, dos pés no solo. Bem semelhante aos carros dos Flintstones, desenho animado em série da Hanna-Barbera e Cartoon Network Studios. À frente da estrutura existia uma cabeça de animal para o condutor apoiar as mãos e utilizar como guidão.

Em abril de 1815 uma catástrofe mundial mudou o rumo da evolução da bicicleta. A erupção do monte Tambora expeliu uma nuvem gigante de partículas finas que se alastrou pelo mundo bloqueando a luz do sol promovendo, nos três anos seguintes, um resfriamento global. Estima-se que mais de 60 mil pessoas morreram no mundo e, na ilha do vulcão, por volta de 11 mil pessoas. Com o resfriamento da temperatura, plantações foram perdidas muitos animais morreram, cavalos foram mortos e, com isso, houve uma grande diminuição nos meios de transporte que era basicamente o cavalo. Novos meios de transporte tornaram-se necessários, houve uma aceleração no desenvolvimento da bicicleta.

Neste mesmo ano, o Barão Karl Friedrich Christian Ludwig Drais Von Sauerbronn, de Karlsruhe na Alemanha, continuou a desenvolver o modelo de bicicleta idealizado pelo Conde Civrac colocando no “celerífero” um mecanismo de direção e guia mediante a montagem da roda dianteira em um eixo móvel. O novo modelo ficou conhecido com “Draisiana”. No dia 12 de janeiro de 1818 o fazendeiro e inventor inglês, Dennis Johnson fez o registro da patente de uma versão melhorada surgindo a primeira bicicleta da Grã-Bretanha. A bicicleta apresentava uma estrutura de madeira finamente curvada, permitindo o uso de rodas de madeira maiores. Várias peças eram feitas de metal, permitindo que o veículo fosse mais leve do que a versão original. Vários nomes foram dados para a bicicleta como "trajeto pedestre", "velocipede", "Cavalo Hobby", "Dandy-horse", "Pedestrian's accelerator", "Swift Walker" e etc.. Johnson fez pelo menos 320 velocipetas no início de 1819. Em maio do mesmo ano, ele introduziu uma versão com curvaturas para as senhoras acomodarem suas saias compridas. A bicicleta estava tentando buscar o fascínio das mulheres. Por algum tempo a bicicleta ficou em alta e com muitos usuários. Objetivando aumentar ainda mais a utilização da bicicleta, com exibição e divulgação, o filho de Johnson fez o primeiro passeio de bicicleta pela Inglaterra na primavera de 1819. Entretanto, no verão do mesmo ano, um alerta de saúde contra o uso contínuo da bicicleta foi emitido por médicos de Londres. Possivelmente devido ao gasto de energia dispendido com a utilização contínua, provocando uma perda de massa ou gordura. O estereótipo ideal da época era de pessoas mais encorpadas.

Em 1820 o ferreiro escocês Kirkpatrik Mcmillan adaptou ao eixo da roda traseira duas bielas ligadas por uma barra de ferro, provocando uma evolução no desenvolvimento das rodas e inserindo outro tipo de material na fabricação das bicicletas, além da madeira. Outra invenção foi a adaptação de uma Hobbyhorse ou cavalo de pau com a ideia de uma máquina automotriz. Em 1839 surgiu o primeiro modelo de uma bicicleta de pedal. Para Macmillan, a bicicleta era apenas uma máquina que o ajudava a percorrer grandes distâncias em pequeno espaço de tempo.

Em 1855, Ernest Michaux, filho de Pierre Michaux, sugere fixar uma vara para por os pés. Assim, foi inventado o “pédivelle” que se tornou os atuais pedais de bicicleta. Pierre Michaux, utilizou a ideia do filho e foi instalado num veículo de duas rodas traseiras e uma dianteira, os pedais eram ligados na roda dianteira e o invento ficou conhecido como “velocípede”. Michaux pai, montou uma fábrica de velocípedes, substituindo a maioria da madeira utilizada na fabricação pelo ferro. Assim surgiu a Bicicleta Michaux.

A partir desse ponto, já não tinha mais volta, a bicicleta conquistou seu espaço como veículo. Em 1862, em Paris, foram criados caminhos especiais para os velocípedes, surgiam as primeiras ciclovias do mundo.

No ano de 1868, André Guilmet construiu a primeira roda feita com arames (raios de ferro) regulados sob tensão unindo o aro ao cubo, surgiu a roda com raios. Nesse mesmo ano, Meunier desenvolveu o sistema de roda-livre com base nos equipamentos rolante de uso industrial. A roda-livre permite a conversão de um movimento linear em movimento rotativo. sendo um mecanismo usado no cubo da roda traseira da bicicleta. O cubo continha uma rosca padrão na qual era colocada uma roda-livre. Essa, por sua vez, consistia em um conjunto de carretos com um mecanismo anti-retorno integrado, desligando a roda de seu eixo motriz e desengatando-a, automaticamente, quando o eixo movido girasse mais rápido que o eixo motriz. Assim, foi criada a primeira catraca de bicicleta.  

Em 1869, foram realizadas, na França, as primeiras corridas. Uma com trajeto Toulon-Caraman-Toulon, com distância de 34 Km, a qual foi ganha pelo ciclista Letourd, com uma bicicleta que pesava, aproximadamente, 50 Kg fazendo um tempo de 3h09 min; e uma outra que foi considerada a primeira corrida rodoviária mundial entre cidades (primeira volta da França), teve a participação de 212 ciclistas, o patrocinador foi o jornal francês desportista “Le Vélocipède Illustré”. Ocorreu entre as cidades de Rouen e Paris, foi ganha pelo inglês James Moore, que percorreu os 123 Km em 10h ganhando o prêmio de 1000 francos. Assim teve início o ciclismo desportivo. Ainda nesse mesmo ano Surinay inventou os rolamentos de esferas de aço.

O ano de 1870 foi muito promissor com vária invenções e adaptações sendo a maioria delas relacionada ao desenvolvimento das rodas. Belvalette inventou os travões de mola colocados nos aros para reduzir a velocidade ou parar completamente. Quando o ciclista pressionasse uma alavanca que puxa um cabo juntamente com os travões, em forma de ferradura, fazendo com que dois calços de um material de borracha sejam pressionados contra o aro da roda, reduzindo assim a velocidade através da fricção.  Eugene Meyer exibiu, em uma Exposição em Paris, um biciclo com rodas protegidas com bandas de borracha maciça, e Vaucausson criou um mecanismo para multiplicar as voltas da roda motora. Em 1875, Truffault inventou o aro de roda metálico de perfil côncavo para adaptação e fixação de bandagens.

Em 1880, o inglês James K. Starley recriou os princípios dos modelos de raios de sustentação e produziu uma bicicleta nova com as rodas de tamanhos iguais, roda traseira com sistema de transmissão de corrente horizontal, foi chamada de Ariel. Starley montou fábricas de bicicletas em Coventry, Manchester e Birmingham sendo considerado o pai da bicicleta moderna. Nos EUA, Albert Augustus Pope montou uma fábrica em Bostom voltada para registro de patentes e transferência de tecnologia da Europa. Em 1884, Humbert inventou o quadro triangular. Nesta altura do desenvolvimento, a bicicleta já era fabricada com diferentes tipos de materiais e uma tecnologia em constante evolução propiciando aos ciclistas percorrem 100 km em 4h40min.

Em 1888, o médico veterinário escocês, John Boyd Dunlop registrou patente para o primeiro  pneu desenvolvido para bicicletas e, em 1891, os irmãos franceses Édouard e André Michelin inventaram o pneu desmontável vencendo assim uma das fronteiras para a popularização da bicicleta. Em 1898 a bicicleta chega no Brasil. A evolução prosseguiu até o ano de 1900 quando Palmer inventa os pneumáticos tubulares chamados de “Boyaux”. Nesse mesmo ano foi fundada em paris a International Cycling Union (ICU) com a ratificação das federações da Bélgica, França, Itália, Suíça e Estados Unidos. No ano de 1903 a bicicleta de estrada surge na primeira edição do Tour de France. O Tour de France, o Giro d'Italia (Giro) e a Vuelta a España (Vuelta) são parte integrantes das provas de três semanas de duração Grand Tour do ciclismo, sendo a primeira a mais antiga e a de maior prestigio.

Os anos seguintes o desenvolvimento, criação e adaptações estavam voltados para o sistema de transmissão. Em 1927 foi adotado o sistema de mudança de velocidade desenvolvido pela firma Italiana Vitória dos irmãos Neddu. Em 1946 foi desenvolvido o sistema de rodas com pedaleira. Em 1950 foi criado o sistema de roda-livre ou pinhão com 5 cremalheiras, o espigão de selim e a utilização de ligas leves à base de aço molibdênio para aumentar a resistência e diminuir o peso da bicicleta. 1960 foi adotado o pinhão com seis rodas dentadas.

De 1980 a 1990 houve desenvolvimento no tipo de material empregado na fabricação das bicicletas. O Sistema CAD (Computer Aided Design) começa a ser utilizado para o design de quadros construídos por estampagem. Materiais de última geração são utilizados como as ligas de níquel-titânio para fabricação de quadros sem soldas, fibras de carbono, Kevlar e grafite para fabricação de quadros de alta resistência e baixo peso dando origem a bicicletas aerodinâmicas, apelidadas de cabras. Os guidões são feitos com novo design, com apoio para os braços ou punho de arranque, conhecidos como triatleta.



No final da década de 1950, na Europa, surgiu uma bicicleta utilizada para pistas de corrida de terra e muito utilizada para manobras especiais, trata-se da Bicicross ou BMX, ficou muito popularizada na Califórnia na década de 1960. É uma bicicleta especial feita para terreno arenoso e resistente a impactos.

Em 1978 surgiu um novo sistema de engrenagens chamado cassete, que surgiu para substituir as catracas. Nesse sistema, existe uma roda-livre presa ao cubo chamada cubo livre ou Freehub, assim existia a possibilidade de troca do conjunto de engrenagens (cassete) composto de 7 a 11 unidades, sem perder a roda-livre. É de fácil manutenção desde que se tenha as ferramentas adequadas.

Nos anos de 1970, o americano Gary Fischer lança a bicicleta de todo o terreno ou Mountain Bike (MTB ). Esta modalidade do ciclismo obteve grande expansão tornando-se olímpica nos Jogos de Atlanta 1996. Neste modelo de bicicleta está incluso suspensão hidráulica integral ou parcial, travões de disco com sistema ABS.

No 68º campeonato mundial de ciclismo, ocorrido em Lisboa (Portugal), entre os dias 9 a 14 de outubro de 2001 foi colocado em teste uma bicicleta com computador de bordo, atuando como controlador do Variador Automático, bloqueava a suspensão Integral quando não tinha peso e desbloqueava quando o ciclista montava.

Campeonato Brasileiro de BMX - https://www.youtube.com/watch?v=Qr-oeO7W6Xg

CAMPEONATO BRASILEIRO XCO 2017 - https://www.youtube.com/watch?v=wYu0R4yuziM

Atualmente as bicicletas foram adaptadas à realidade das grandes cidades, sendo popularizadas as versões dobráveis. Os preços das bicicletas variam entre, aproximadamente, R$ 1.000,00 e R$ 80.000,00, dependendo do material, modelo, acessórios e marca. Segundo a Associação Brasileira dos Fabricantes de motocicletas, Ciclomotores, Motonetas, Bicicletas e Similares (ABRACICLO), com dados de 2016, mostram uma frota de 70 milhões de unidades, com uma produção anual de 2,5 milhões, colocando o Brasil na 4ª posição como produtor mundial. Mundialmente estima-se que são fabricadas mais de 100 milhões de unidades, não entrando na estatística as bicicletas infantis por serem consideradas brinquedos. A Alemanha é o país que mais vende bicicletas no mundo e Amsterdam (Holanda) é considerada a capital mundial da bicicleta. Praticamente não se ver carros lá.

Como um veículo de propulsão humana, a bicicleta transforma 90% da força feita nos pedais em energia cinética que gira as rodas. Uma pessoa gasta, aproximadamente, 51,6 Kcal/h para caminhar 5 km/h, em uma bicicleta, com a mesma energia uma pessoa pode chegar a 15 km/h. Um corredor profissional, em uma bicicleta speed, consegue atingir 50 km/h gastando apenas 21,5 Kcal/h. Dados científicos mostraram que uma bicicleta reclinada simplificada conseguiu atingir a velocidade de 134 km/h.

Uma pesquisa realizada com mais de 250 mil pessoas no Reino Unido, mostraram que usar bicicleta para ir ao trabalho reduz em 46% a capacidade de desenvolver doenças cardíacas e 45% no risco de contrair câncer. Comparativamente, para quem anda à pé, as reduções nos mesmos riscos são de 27% e 36%, respectivamente. Podem ser citados como benefícios da utilização de bicicletas:

Queima de calorias por ser um esporte aeróbico;

  • Aumenta a disposição e a resistência por ser um esporte prazeroso;
  • Ajuda na prevenção de doenças cardíacas, colesterol alto, obesidade e diabetes;
  • Ajuda o organismo a defender-se de vírus e bactérias por estimular o sistema imunológico;
  • Aumenta a produção de hormônios que dão a sensação de bem estar controlando a ansiedade;
  • Só requer um investimento inicial, a manutenção é barata por não requer combustível, auxiliando na economia;
  • Não emite poluente, sendo benéfico ao meio ambiente, tornado-a o simbolo mundial do transporte sustentável;
  • Não é só um esporte é um estilo de vida.

No Brasil, segundo ranking da MOBILIZE (Mobilidade Urbana Sustentável – Brasil) publicado em 9 de fevereiro de 2017 após consultas a prefeituras de 19 capitais, São Paulo é a capital com maior extensão de ciclovias e ciclofaixas, somando um total de 468 km. Em segundo lugar está o Rio de Janeiro e Brasília, com 450 km e 420 km, respectivamente. Belo Horizonte encontra-se em terceiro lugar com 87,4 km. Segundo o levantamento, nos últimos dois anos houve um acréscimo de 21% em extensão da rede cicloviária na soma total das 19 capitais pesquisadas alcançando um total de 2.526,61 km. Atualmente o Programa Pedala BH é o responsável pela viabilização de recursos para implementação contínua de ciclovias. O Grupo de Trabalho Pedala BH – criado em 2012 e composto por ciclistas, representantes da prefeitura e interessados na promoção da bicicleta em BH – acompanha a implementação, reúne-se mensalmente e discute a rede de ciclovias, projetos e ações relativas à bicicleta.

De acordo com a pesquisa Contagem de Ciclistas 2016, feita pela BH em Ciclo e o Instituto de Políticas de Transporte e Desenvolvimento (IPTD), feita em 6 pontos distintos da capital num período de 12h, das 07h às 19h , por meio de contagem visual contabilizou-se 1.962 ciclistas. É um dado usado com comparação de variação anual. Sendo 135 (6,88%) mulheres e 1.827 (93,12%) homens. Em relação à faixa etária, 2,34% crianças (menores de 12 anos), 12,54% jovens entre 12 e 18 anos, entre 18 e 40 anos (55,25%) e 28,8% pessoas acima de 40 anos.

Atualmente, na grande BH, além dos ciclistas anônimos, existem como grupos e classes: a Federação Mineira de Ciclismo; 51 Associações de Ciclistas e 23 grupos que promovem vários passeios diurnos e noturnos.

* Prof. Dr Luiz Carlos Santos, Professor Adjunto da Escola Superior de Engenharia de Minas Gerais – EMGE.

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