Um dedo é o que você precisa para acionar um freio a disco hidráulico e parar uma bike em poucos segundos. E ainda assim tem de tomar cuidado com a força aplicada e com sua posição na bike, ou os freios podem lhe jogar no chão!
Comparado com outros tipos de freio, como os freios cantilever, v-brake ou contra pedal, o freio a disco hidráulico é bem macio, exige pouco esforço e oferece excelente controle de frenagem. Eles podem gerar muito mais força com muito pouco esforço, e em alguns modelos, a frenagem chega a ser ‘violenta’ (em alguns modelos, os quais não citaremos nomes, o freio trava sozinho! Mas isso, obviamente, é um defeito). Como esse sistema faz tanta força?
O princípio de Pascal Não gostava de física e química quando estava na escola? As contas podem ser uma dor de cabeça, mas essas ciências são sem dúvida fantásticas, e se você ama bicicletas e gosta de saber como elas funcionam, vai acabar gostando delas. A física e a química foram e continuam sendo essenciais para a evolução das bicicletas. Em 1663 foi publicado um tratado do jovem físico francês Blaise Pascal, que havia morrido um ano antes. O tratado falava sobre várias coisas dentro do campo da física. A parte que nos interessa ficou conhecida como Princípio de Pascal, que diz que “uma variação de pressão provocada num ponto de um fluido em equilíbrio transmite-se a todos os pontos do fluido e às paredes que o contêm.” O que isso significa? Basicamente, que quando se faz pressão em um fluido – o que inclui líquidos e gases – a pressão se propaga igualmente por todas as partes do fluido.
Para entender melhor, vamos usar o próprio freio hidráulico como exemplo: o freio possui um manete, que possui uma alavanca que aplica pressão sobre o óleo do conjunto. Se a área que recebe pressão tem 1 cm² e recebe 2 kg de pressão, cada centímetro quadrado de toda a área dentro do sistema hidráulico do freio vai receber 2 kg, igualmente.
Os freios hidráulicos possuem peças chamadas pinças, que recebem óleo da mangueira e possuem dentro de si 2 ou 4 pistões, que são empurrados pelo óleo para pressionarem o disco de freio e diminuir a velocidade por meio de pastilhas. Se a área de cada pistão que é empurrada pelo óleo tem 2 cm² e temos 2 pistões, teremos uma área total de 4 cm² recebendo 2 kg de pressão em cada centímetro quadrado. Multiplicando, teremos 8 kg de pressão sendo aplicados no disco de freio.
Notou o motivo de tanta força? A força é multiplicada. De 2 kg de pressão, foram feitos 8 kg para frear (lembrando que estamos teorizando). Imagine então a força de um freio com 4 pistões!
Uma nota importante: a eficácia desse processo depende da compressibilidade do fl uido: quanto menos compressível o fluido for, mais efi ciência será obtida. A transferência de força não será total, visto que todos os fluidos possuem um nível de compressão, mas pode ser muito aproximada, já que são utilizados para isso fluidos muito pouco compressíveis. Por isso estamos apenas teorizando: na prática os valores terão alguma diferença.
Empurrãozinho Existe mais um motivo para a força do freio: a alavanca. Lembra daqueles desenhos, como o papa-léguas, em que o personagem tentava empurrar uma pedra grande usando uma vara comprida apoiada sobre uma pedrinha? Isso funciona! O matemático Arquimedes declarou: “Dê-me um ponto de apoio, e moverei o mundo.”
A alavanca multiplica força, e também multiplica movimento. Digamos que você possui uma régua de 30 cm, apoiada exatamente na linha dos 10 cm (da esquerda para a direita), fazendo com que fiquem 10 cm para a esquerda e 20 cm para a direita. Se movimentar a ponta da esquerda 0,5 cm para baixo, a ponta da direita se movimentará 1 cm para cima, ou seja, o dobro. Isso acontece por que o comprimento da parte da direita tem o dobro do comprimento da parte da esquerda.
A força também é proporcional ao comprimento da alavanca. Vamos utilizar o mesmo esquema da régua: se colocarmos um objeto na ponta direita e erguermos ele empurrando a ponta esquerda, teremos de fazer o dobro de força, por que o lado direito é duas vezes maior. O contrário também é verdade. Se colocarmos o objeto na ponta esquerda e movimentarmos a ponta direita, teremos de fazer apenas metade da força. Esse instrumento simples, mais muito efi ciente para aplicar força, complementa o sistema hidráulico do freio, deixando mais fácil de usar e mais potente.
Vamos juntar tudo: se a alavanca do freio tem 10 cm, mais 1 cm depois do ponto de apoio, para aplicar 20kg teremos de fazer apenas 2kg de pressão. Se usarmos o mesmo esquema do freio hidráulico de antes, multiplicamos por 4, e teremos assim 80 kg de força (continuamos na teoria). De 2 kg, obtemos 80 kg de força de frenagem!
Temos assim, um equipamento projetado para aplicar força de frenagem nas rodas muito eficiente. É por isso que os freios a disco conquistam tantos ciclistas ao redor do mundo!
