Você está parado na porta de casa, encarando um trajeto de cinco quilômetros até o trabalho. Mas você não tem carro e não há linha de ônibus. Você pode caminhar por uma hora ou pegar sua bicicleta e chegar em 15 minutos, quase sem suar. Você escolhe a segunda opção.
Muitas pessoas fariam a mesma escolha. Estima-se que existam mais de um bilhão de bicicletas no mundo. Andar de bicicleta representa uma das formas de transporte mais eficientes em termos de energia já inventadas, permitindo que os humanos viajem mais rápido e mais longe, usando menos energia do que caminhando ou correndo.
Mas por que exatamente pedalar parece muito mais fácil do que correr no asfalto? A resposta está na elegante biomecânica de como nossos corpos interagem com essa máquina de duas rodas.
Uma máquina maravilhosamente simples
Em sua essência, uma bicicleta é maravilhosamente simples: duas rodas (daí o nome “bicicleta”), pedais que transferem a força através de uma corrente para a roda traseira e marchas que nos permitem ajustar o esforço. Mas essa simplicidade esconde uma engenharia que complementa perfeitamente a fisiologia humana.
Ao caminhar ou correr, essencialmente caímos para a frente de forma controlada, amortecendo o impacto a cada passo. Nossas pernas precisam descrever grandes arcos, erguendo nossos membros pesados contra a gravidade a cada passada. Só esse movimento de balanço consome muita energia. Imagine: quão cansativo seria balançar os braços continuamente por uma hora?
Na bicicleta, suas pernas se movem em um movimento circular muito menor. Em vez de balançar todo o peso das pernas a cada passo, você simplesmente gira as coxas e as panturrilhas em um ciclo de pedalada compacto. A economia de energia é imediatamente perceptível.
Mas os ganhos reais de eficiência vêm da forma como as bicicletas transferem a energia humana para o movimento para a frente. Quando você caminha ou corre, cada passo envolve uma minicolisão com o solo. Você pode ouvi-la como o impacto do seu sapato contra o asfalto e senti-la como vibrações percorrendo o seu corpo. Essa energia está sendo perdida, literalmente dissipada como som e calor depois de ser transmitida pelos seus músculos e articulações.
Caminhar e correr também envolvem outra fonte de ineficiência: a cada passo, você se freia ligeiramente antes de se impulsionar para a frente. Quando seu pé toca o chão à frente do seu corpo, ele cria uma força para trás que momentaneamente o desacelera. Seus músculos então precisam trabalhar mais para superar essa frenagem autoimposta e impulsioná-lo para a frente novamente.
Beijando a estrada
As bicicletas utilizam uma das maiores invenções do mundo para resolver esses problemas: as rodas.
Em vez de uma colisão, você obtém um contato rolante – cada parte do pneu “toca” suavemente a superfície da estrada antes de se desprender. Nenhuma energia é perdida com o impacto. E como a roda gira suavemente, a força atua perfeitamente na vertical sobre o solo, não havendo frenagem intermitente. A força da sua pedalada se traduz diretamente em movimento para a frente.
Mas as bicicletas também ajudam nossos músculos a trabalharem da melhor forma. Os músculos humanos têm uma limitação fundamental: quanto mais rápido se contraem, mais fracos ficam e mais energia consomem.
Essa é a famosa relação força-velocidade dos músculos. E é por isso que correr em velocidade máxima parece muito mais difícil do que trotar ou caminhar — seus músculos estão trabalhando perto do seu limite de velocidade, tornando-se menos eficientes a cada passada.
As marchas da bicicleta resolvem esse problema para nós. Conforme você aumenta a velocidade, pode mudar para uma marcha mais alta, de modo que seus músculos não precisem trabalhar mais enquanto a bicicleta acelera. Seus músculos podem permanecer na sua faixa ideal de produção de força e gasto de energia. É como ter um assistente pessoal que ajusta continuamente sua carga de trabalho para mantê-lo na zona de desempenho máximo.
Caminhar às vezes é a melhor opção
Mas as bicicletas nem sempre são superiores.
Em subidas muito íngremes, com inclinação superior a 15% (ou seja, uma subida de 1,5 metros a cada 10 metros), as pernas têm dificuldade em gerar força suficiente através do movimento circular da pedalada para impulsionar o corpo e a bicicleta morro acima. Podemos produzir mais força estendendo as pernas para a frente, tornando a caminhada (ou a subida) mais eficaz.
Mesmo que construíssem estradas, não conseguiríamos subir o Monte Everest pedalando.
Isso não acontece nas descidas. Enquanto andar de bicicleta em descidas se torna progressivamente mais fácil (eventualmente não exigindo nenhum esforço), caminhar em declives íngremes na verdade se torna mais difícil.
Quando a inclinação ultrapassa cerca de 10% (diminui um metro a cada dez metros de distância), cada passo em declive gera impactos bruscos que desperdiçam energia e sobrecarregam as articulações. Caminhar e correr em declives nem sempre é tão fácil quanto imaginamos.
Não é apenas um meio de transporte
Os números falam por si. Andar de bicicleta pode ser pelo menos quatro vezes mais eficiente em termos de energia do que caminhar e oito vezes mais eficiente do que correr. Essa eficiência resulta da minimização de três grandes fatores que consomem energia: o movimento dos membros, o impacto com o solo e as limitações de velocidade muscular.
Então, da próxima vez que você ultrapassar pedestres sem esforço em seu trajeto matinal de bicicleta para o trabalho, reserve um momento para apreciar a obra de arte biomecânica sob seus pés. Sua bicicleta não é apenas um meio de transporte, mas uma máquina perfeitamente evoluída que trabalha em parceria com sua fisiologia, transformando sua força muscular bruta em movimento eficiente.
* Anthony Blazevich é professor de Biomecânica na Universidade Edith Cowan.
Fonte: O Globo
