Acabaste de desembalar o teu novo e reluzente par de rodas de carbono de alto desempenho. Montas os pneus, enches-os até à pressão adequada e sais da tua entrada de garagem. No momento em que te levantas nos pedais para o teu primeiro sprint intenso fora do selim, ouves-o. Um som agudo e metálico ping, seguido de uma série de ruídos inquietantes provenientes dos cubos. Quando chega a casa, a sua roda dianteira novinha em folha está visivelmente a balançar. Este fenómeno frustrante ocorre porque o fabricante ignorou a fase mais demorada e tediosa da montagem de precisão de rodas: o alívio de tensão dos raios de carbono. Neste guia técnico, irá aprender por que razão este passo é uma lei mecânica inegociável da montagem de rodas e como o eliminamos por completo.

O que acontece realmente quando uma roda faz um barulho estranho na tua primeira volta?

É uma questão de física simples. Quando um montador de rodas aperta um niple de raio para aumentar a tensão, o atrito da rosca entre o niple e o raio não é a única força em ação. Existe também atrito entre a cabeça do niple e a superfície de contacto do aro de carbono. À medida que a chave gira, o próprio raio começa a torcer-se. Esta ação de torção é designada por «torção do raio» ou «enrolamento do raio».

O raio funciona como uma mola de torção. Armazena energia potencial. Quando o montador de rodas deixa de rodar a chave, essa energia permanece retida no interior do raio. Se a roda não for submetida a um processo de alívio de tensão na fábrica, essa energia permanece retida até o ciclista a utilizar. O peso do seu corpo, combinado com as forças laterais nas curvas, alivia momentaneamente a tensão nos raios inferiores. Esta queda repentina na tensão permite que o raio torcido volte violentamente ao seu estado neutro. É esse o «ping». É o som da energia mecânica armazenada a libertar-se de uma só vez.

Mas o enrolamento dos raios é apenas metade do problema. A outra metade é a interface entre o niple e o aro. Durante a montagem, a cabeça do niple nem sempre assenta perfeitamente plana contra a superfície interna do aro de carbono. Fica presa em microimperfeições na camada de carbono ou nos furos angulares. Quando se passa por um solavanco, o impacto radial força o niple a deslizar para a sua posição final e definitiva. O niple desce, o raio fica frouxo e a roda fica desalinhada. Perde-se rigidez lateral. A transferência de potência diminui.

A realidade mecânica dos raios de carbono em comparação com os tradicionais de aço

O aço é um material altamente tolerante. Possui um módulo de elasticidade inferior ao da fibra de carbono de alta qualidade. Quando um raio de aço se torce ligeiramente, estica-se e deforma-se elasticamente. Consegue tolerar um certo grau de desalinhamento sem que ocorra uma falha estrutural imediata. Os raios de fibra de carbono são completamente diferentes. São incrivelmente rígidos, leves e apresentam um alongamento quase nulo sob cargas normais de condução.

Os raios de carbono oferecem relações resistência à tração/peso sem paralelo. Tornam as rodas incrivelmente responsivas. No entanto, o seu módulo de elasticidade extremo significa que não toleram, de forma alguma, uma montagem mal feita. Se um raio de carbono for montado com apenas uma fração de grau de torção, as tensões de cisalhamento internas são enormes. O raio tende a endireitar-se com muito mais violência do que o de aço. Se o niplo não estiver perfeitamente alinhado com o ângulo de saída do furo do aro, o raio de carbono sofrerá um momento fletor na interface com o niplo. Este é um ponto de falha catastrófico para os compósitos.

Para compreender como estas forças interagem em condições dinâmicas de condução, temos de analisar o mecânica estrutural das rodas de bicicleta. Uma roda é uma estrutura pré-tensionada. A sua resistência deve-se à tensão uniforme dos seus raios. Quando nos sentamos na bicicleta, os raios na parte inferior da roda perdem tensão. Se esses raios estiverem torcidos, a perda de tensão desencadeia instantaneamente o movimento de destorção. Como o carbono é tão rígido, essa destorção ocorre com um estalido que soa como se o quadro estivesse a rachar. Não é apenas irritante; é um sinal de que a sua roda está a perder ativamente a sua integridade estrutural.

Por que razão o alívio de tensão manual tradicional não funciona nas rodas de carbono

Os montadores de rodas da velha guarda têm vários métodos para aliviar a tensão. Pegam em pares de raios paralelos e apertam-nos com as mãos. Ou colocam a roda na horizontal sobre uma bancada de madeira e pressionam o aro com o peso do corpo. Alguns chegam mesmo a utilizar um punção de latão e um martelo para encaixar as cabeças dos raios nas abas do cubo. Estes métodos funcionavam bem para rodas de aço com 32 raios em jantes pesadas de alumínio. São, no entanto, completamente inadequados para as rodas modernas de carbono.

As mãos humanas não conseguem gerar as forças necessárias para apertar um raio de carbono de alta tensão. Um aperto manual pode aplicar entre 20 e 30 quilogramas de força. Isso é uma gota no oceano. Não é suficiente para superar o atrito estático entre uma base de niple reforçada com carbono e um niple de liga metálica sob uma tensão radial de 120 kgf. Empurrar um aro com o peso do corpo é inconsistente. Não é possível controlar o ângulo da carga. Não é possível garantir que cada raio receba exatamente o mesmo alívio. Trata-se de adivinhação disfarçada de trabalho artesanal. Nós não adivinhamos.

Por dentro do Laboratório ICANIAN: O Protocolo de Esforço Pneumático de 130,0 kg

Resolvemos este problema através da automatização e da engenharia de alta precisão. Já não dependemos de mecânicos cansados a apertar laboriosamente os raios. Cada conjunto de rodas da nossa série de raios em fibra de carbono ICANPI é submetido a testes de resistência pneumáticos automatizados. Trata-se de uma prensa horizontal de alta resistência, capaz de simular milhares de quilómetros de condução intensa numa questão de segundos.

Eis exatamente como o protocolo funciona na nossa fábrica:

Em primeiro lugar, o disco é montado, tensionado e alinhado com uma tolerância de 0,2 mm. Em seguida, colocamos o disco acabado na prensa pneumática, na posição horizontal. A máquina fixa o eixo do cubo, deixando o aro livre para se desviar lateralmente. Um pistão pneumático maciço e calibrado desce sobre a borda do aro.

A máquina aplica um peso de ensaio lateral considerável de exatamente 130,0 KG. Não se trata de um leve empurrão. É uma compressão violenta, mas controlada. A máquina exerce pressão para baixo e mantém esta carga de 130,0 KG durante exatamente 1,0 segundos. Esta deflexão lateral obriga os raios do lado submetido à carga a perderem completamente a tensão, enquanto os raios do lado oposto sofrem um pico enorme de carga. Esta força supera todo o atrito estático na interface entre o niple e o aro. Os niples são forçados a encaixar-se permanentemente na camada de carbono.

Após a pressão de 1,0 segundo, o pistão sobe e liberta a carga durante exatamente 2,0 segundos. Isto permite que a roda recupere imediatamente a sua forma. Qualquer torção acumulada nos raios de carbono é libertada instantaneamente. O raio destorce-se no interior da máquina, e não durante o seu primeiro passeio. A máquina repete esta compressão violenta durante exatamente 3 ciclos por roda. Três ciclos de carga lateral de 130,0 kg. Se houver alguma fraqueza na estrutura de carbono, nas roscas dos raios ou nos flanges do cubo, esta máquina irá detetá-la e partirá a peça antes mesmo de esta sair das nossas instalações.

Dados de engenharia: Análise da queda de tensão entre rodas não submetidas a tensão e rodas ICANPI

Não esperamos que acredite apenas na nossa palavra. Realizamos testes, compilamos dados e analisamos os princípios físicos. Abaixo, apresentamos uma comparação do que acontece à tensão dos raios após a montagem de uma roda. Comparámos uma roda de carbono padrão, com tensão dos raios ajustada manualmente, com uma roda ICANPI submetida ao nosso protocolo pneumático de 130,0 KG.

Métrica analisada	Roda padrão submetida a esforço manual	Roda sob tensão pneumática da ICANPI
Tensão inicial dos raios	125 kgf	125 kgf
Tensão após um percurso de 100 km	95 kgf (queda de 24%)	124 kgf (queda de 0,81 TP3T)
Desvio lateral (real) após a viagem	1,2 mm (desvio de alinhamento)	0,05 mm (Perfeitamente verdade)
Ruídos de «ping» e «pop» na primeira viagem	Grave (ocorrências múltiplas)	Nenhum (Silêncio absoluto)

Os dados são claros. A roda que não foi submetida a esforço perdeu quase um quarto da sua tensão logo na primeira volta. Isso significa uma perda de 24% na rigidez lateral. Significa que os travões podem roçar, que a condução ficará mais pesada e que as suas caras rodas de carbono já estão comprometidas. O Conjunto de rodas ICANPI, graças à prensa pneumática, perdeu menos de 1% da sua tensão. Manteve-se direita. Manteve-se rápida.

Rosqueamento dos raios de carbono e facilidade de manutenção mecânica

Muitos ciclistas têm receio dos raios de carbono porque associam-nos a sistemas exclusivos e colados. Marcas como a Mavic ou a Lightweight fabricam rodas em que os raios de carbono são colados diretamente ao cubo e ao aro. Se um raio se partir nessas rodas, a roda tem de ser deitada ao lixo. Isso é má engenharia. É uma prática contrária aos interesses do consumidor.

A série ICANPI utiliza raios mecânicos de carbono roscados. Estes apresentam uma extremidade metálica roscada que é unida mecanicamente ao eixo de carbono. Isto permite-nos utilizar niples internos padrão. Obtém-se a redução de peso e a rigidez da fibra de carbono, combinadas com a facilidade de manutenção de uma roda tradicional. Se sofrer uma queda e o pedal de um adversário perfurar a sua roda, não precisa de comprar um novo conjunto de rodas. Um mecânico experiente pode substituir o raio de carbono partido, enroscar um novo e alinhá-lo de acordo com as especificações. É um sistema concebido para as corridas do mundo real.

Alívio de tensão nos raios de carbono: Perguntas frequentes

P1: O que é que está, exatamente, a causar aquele ruído de estalo num conjunto de rodas novo?

Torsão dos raios e niples mal encaixados. Quando a roda é montada, o atrito faz com que o raio se torça como uma mola de torção. Além disso, o niplo não fica totalmente encostado na superfície do aro de carbono. Na primeira vez que se anda com a roda e se passa por um solavanco, o raio perde momentaneamente a tensão. Esta perda de tensão permite que o raio se destorça violentamente. O estalido alto é o som do raio a voltar ao seu estado neutro, sem torção, e do niple a bater com força contra a base do aro.

P2: Se as minhas rodas atuais fizeram um barulho estranho na primeira volta, estão estragadas?

Não estão estragados, mas estão comprometidos. Quando aqueles raios se destorceram e os niples assentaram, perderam tensão. É quase certo que a tua roda esteja agora desalinhada. A diminuição da tensão significa que a roda perdeu rigidez lateral e vai parecer pesada quando subires ou fizeres um sprint. Tem de levar a roda a um mecânico qualificado para que esta seja retensionada e alinhada novamente. Caso contrário, os raios soltos continuarão a sofrer fadiga e acabarão por partir-se.

P3: De que forma é que a prensa pneumática da ICAN evita a queda de tensão?

Ao simular impactos rodoviários extremos num ambiente controlado de fábrica. Ao comprimir a roda lateralmente com exatamente 130,0 KG de força, forçamos os raios a destorcerem-se e os niples a encaixarem-se permanentemente na base do aro de carbono antes de a roda ser embalada. Nós fazemos o alívio de tensões para que não tenhas de o fazer na estrada. Quando utilizas rodas ICANPI, estas já resistiram a cargas muito superiores às que alguma vez poderias gerar.

P4: Existe alguma diferença de preço entre as profundidades dos aros da ICANPI?

Sim, existe uma ligeira diferença de preço consoante a complexidade da estrutura de carbono para diferentes profundidades. Tanto o UL-40C, destinado exclusivamente à escalada, como o UL-50C, altamente versátil, têm o preço de $869,68. O modelo UL-55C, mais profundo e altamente aerodinâmico, custa $889,65. Todos estes modelos utilizam exatamente os mesmos raios de carbono de alta tensão e são submetidos ao mesmo protocolo de tensão pneumática de 130,0 KG.

P5: A prensa de 130 kg irá danificar o aro de carbono?

De modo algum. Os aros da ICANPI são concebidos utilizando camadas de fibra de carbono Toray de alta qualidade, projetadas para suportar cargas radiais e laterais enormes. A pressão lateral constitui uma verificação de segurança e controlo de qualidade. Se um aro não resistir à nossa prensa de alívio de tensão de 130,0 kg, significa que apresenta um defeito de fabrico. Não deve, de forma alguma, ser utilizado numa descida de montanha a 80 km/h. A máquina garante que apenas os aros perfeitos saem da nossa fábrica.

P6: Os mecânicos locais conseguem alinhar os raios de carbono da ICANPI se eu tiver um acidente?

Sim. Ao contrário das rodas de carbono coladas de marca, que têm de ser devolvidas ao fabricante, a série ICANPI utiliza raios mecânicos de carbono roscados. Estes encaixam em niples internos padrão. Qualquer mecânico profissional, com uma chave de raios padrão e um suporte de alinhamento, pode alinhar, ajustar a tensão ou substituir estes raios tal como faria com os raios tradicionais de fio de aço.

P7: Por que é que outras marcas não utilizam o processo automatizado de alívio de tensões?

A tensão manual adequada de uma roda leva tempo. Construir uma prensa pneumática automatizada e integrá-la na linha de montagem acarreta custos de fabrico significativos. Os fabricantes de rodas de baixo custo ignoram este passo para poupar dinheiro. Deixam que seja o ciclista a fazer o alívio de tensão na sua primeira volta. Recusamo-nos a funcionar dessa forma. Acreditamos que uma roda de alta qualidade deve estar perfeita desde o momento em que a retira da caixa.

Deixe de perder potência devido a raios soltos, rodas frouxas e quedas de tensão interna. Não se contente com rodas que se torcem, fazem ruídos e se deformam logo na sua primeira volta mais exigente. Pedale com a série ICANPI com total confiança, logo ao tirar da caixa. Escolha a profundidade, fixe a tensão e experimente a verdadeira transferência de potência com a ICANPI.