Como a Supercaliber 2ª Geração é a nossa bicicleta mais pronta para corridas de todos os tempos
Conheça os engenheiros de pesquisa de desempenho da Trek enquanto eles exploram os ganhos em desempenho da Supercaliber em um conjunto de testes sem precedentes e pioneiros no setor que comprovam a melhoria que a bike consegue atingir. Com extensivos testes de laboratório e na trilha, eles fornecem a ciência para respaldar grandes afirmações, mostrando que em sua segunda geração, a Supercaliber não é apenas mais confortável e eficiente que sua antecessora, mas ainda mais eficiente que uma Hardtail.
Para a Supercaliber 2ª Geração, os engenheiros de MTB da Trek levaram o design exclusivo do IsoStrut ao próximo nível, proporcionando melhorias significativas em eficiência, controle e conforto aos ciclistas.
À primeira vista, é fácil perceber que o aumento de 33% no curso da Supercaliber permite um maior movimento do eixo. Isso inclui compressão e extensão a partir da posição de afundamento, permitindo mais espaço para comprimir para cima em impactos e mais espaço para se estender para baixo nas erosões e nas irregularidades do terreno. Além disso, a Supercaliber 2ª Geração também oferece um índice de alavancagem 18% maior, tornando o amortecedor mais responsivo à medida que supera o atrito da vedação com maior facilidade. Por fim, os engenheiros da Trek e da RockShox trabalharam em estreita colaboração para ajustar o amortecimento de compressão para um equilíbrio pronto para corridas entre a eficiência de pedalada e a resposta ao terreno, enquanto o aumento do curso proporciona um ajuste de retorno mais rápido para manter a roda colada na trilha.
Para o ciclista, tudo isso resulta em menos esforço para pedalar rápido (mais eficiência), melhor tração (mais controle) e uma condução mais suave (mais conforto). Para ilustrar esses benefícios de desempenho, os engenheiros da Trek Performance Research realizaram um conjunto de testes sem precedentes, tanto no laboratório quanto nas trilhas.
Todo ciclista de cross-country sabe que a eficiência da pedalada sobre raízes e pedras é fundamental. A suspensão desempenha um papel fundamental na preservação do impulso à frente, mantendo o pneu tracionado ao solo e reduzindo o movimento desconfortável e perturbador do quadro. Resumindo, uma excelente suspensão melhorará simultaneamente a eficiência, o controle e o conforto.
O laboratório se encontra com a trilha
A eficiência da Supercaliber ao pedalar por terrenos acidentados foi testada na esteira do Trek Performance Research Lab, onde pudemos evitar a escolha da linha e a variabilidade das manobras enquanto controlamos com precisão a temperatura, a velocidade e o perfil do terreno. Para criar o perfil do terreno, primeiro percorremos as trilhas da Trek com um sensor de amortecedor para medir a atividade da suspensão em uma seção enraizada da trilha. Usando esses dados, ajustamos o perfil da esteira para corresponder à atividade da suspensão da trilha.
Eficiência
Medida por máscara VO2
Depois de correlacionar a superfície da nossa esteira com a trilha, usamos uma máscara VO2 Master para medir a eficiência geral do ciclista e do sistema da bicicleta para as Supercaliber 2ª Geração, Supercaliber 1ª Geração e Hardtail. Esta máscara mede o consumo de oxigênio do ciclista, que é uma métrica da energia total que o ciclista exerce.
Por que não confiar apenas em um medidor de potência para comparações de eficiência? Os medidores de potência contabilizam apenas a energia utilizada para impulsionar a bicicleta, negligenciando o esforço do ciclista para absorver os impactos repetidos e controlar a bicicleta em terrenos acidentados. Medir o consumo de oxigênio é, portanto, a forma definitiva de determinar qual a bicicleta a mais rápida.
Para alcançar uma métrica de consumo de oxigênio consistente e válida, realizamos testes de 5 minutos, 16 km/h (10 mph) a 60% da energia limite funcional do ciclista – o que equivale a um esforço significativo, mas sustentável. Ao examinar os dados com um pente fino, garantimos a estabilidade de nossa métrica primária (consumo de oxigênio) e variáveis secundárias (como frequência cardíaca e potência do pedivela), permitindo-nos verificar se a fadiga não estava se instalando. Para maior consistência, os amortecedores foram configurados para o mesmo afundamento de 29% e ajustados para as configurações recomendadas de fábrica na Calculadora de Suspensão Trek.
Chega de protocolos – mostre o resultado
Em nossos testes sob essas condições, a Supercaliber 2ª Geração foi 6% mais eficiente que a Supercaliber 1ª Geração e 23% mais eficiente que uma Hardtail para a mesma tarefa de pedalada.
Conforto
Medido com captura de movimento 3D
A Supercaliber 2ª Geração é considerada a bicicleta mais eficiente, em grande parte porque sua atualizada suspensão IsoStrut, proporciona uma condução mais suave. Em terrenos acidentados, isso significa absorver a carga vertical (compressão do amortecedor) e dissipar essa energia (descompressão do amortecedor), de modo que o mínimo de movimentos seja transferido para os pontos de contato da bicicleta (guidão, pedais e selim). Esta absorção da carga vertical reduz a tendência do ciclista de usar a energia dos músculos para absorver os impactos e manter o controle. É claro que a bicicleta mais suave é também a mais confortável de pedalar.
Para explorar esses efeitos, um conjunto de doze câmeras 3D rastreou com precisão o movimento de marcadores posicionados em toda a bicicleta e no corpo, capturando dados a uma taxa de 360 vezes por segundo. Cada bicicleta foi gravada durante 60 passagens na esteira, e as inconsistências entre as passagens foram minimizadas pela média dos dados em uma única passagem média.
Primeiro nos concentramos na área do movimento central, onde as pernas têm a primeira chance de absorver o movimento vertical e preservar uma pedalada eficiente. Como podemos ver no gráfico superior, a Supercaliber 2ª Geração reduziu significativamente o movimento vertical do quadro no movimento central em 15%, o que significa que o ciclista leva menos golpes nos pés e pode colocar mais energia na pedalada em vez de estabilizar o corpo.
Em segundo lugar, observamos o movimento relativo entre o selim e a pélvis do ciclista (sacro). Idealmente, essa métrica deve ser zero, além do efeito cíclico da pedalada. Uma maior variabilidade nesta distância entre o selim e a pélvis sugere que a bicicleta está impulsionando o ciclista para cima do selim ou que o ciclista está usando as pernas para elevar-se e deixar o selim se movimentar. Qualquer uma dessas condições leva a uma pedalada menos eficiente. Como podemos ver no gráfico inferior, a Supercaliber 2ª Geração teve 22% menos movimento relativo do selim à pélvis do que sua antecessora.
Controle
Medido com uma câmera de alta velocidade
Você só consegue pedalar tão rápido quanto puder controlar a bicicleta. A função principal da suspensão é manter o pneu colado ao solo ondulado, melhorando assim a tração e o controle. Além disso, uma maior tração também significa uma transferência de potência mais eficiente para impulsionar a bicicleta à frente.
Neste vídeo, vemos uma comparação entre o movimento do eixo da Supercaliber 2ª Geração (azul) e da Supercaliber 1ª Geração (laranja). Quando os marcadores dos eixos são sobrepostos, vemos que a 2ª Geração manteve um controle mais rápido e comportado sobre a roda traseira e recuperou a tração mais rapidamente após os impactos.
Atividade da suspensão
Medida com um sensor de amortecedor
Para entender como a Supercaliber 2ª Geração alcançou melhor eficiência, controle e conforto, equipamos o IsoStrut com um potenciômetro linear para medir o deslocamento do amortecedor a uma taxa de 5.000 amostras/segundo. Depois de alguns cálculos, chegamos a este gráfico do “uso da suspensão” no eixo traseiro, que nos dá uma imagem completa de como a compressão e a descompressão do amortecedor funcionaram para permitir o movimento das rodas durante essas idênticas condições de uso. Nesta sobreposição, vemos que o novo design do IsoStrut da Supercaliber 2ª Geração resultou numa suspensão significativamente mais ativa neste cenário de condução, permitindo que a roda traseira se movimente numa faixa 68% maior e 71% mais rápida. Isso inclui mais compressão e extensão em relação à posição de afundamento, o que é fundamental tanto para absorver impactos quanto para acompanhar o terreno (tração).
Até agora, os nossos testes investigaram o desempenho ao pedalar em terrenos acidentados – certamente um fator chave nas corridas de cross-country. Mas as modernas trilhas de cross-country recompensam cada vez mais as bicicletas que também têm a capacidade de avançar com confiabilidade em trilhas técnicas e descidas rochosas. Para investigar o desempenho da Supercaliber 2ª Geração nesse tipo de terreno, nos livramos dos jalecos, pegamos nossos protetores de bolso portáteis e voltamos para a floresta.
Voltando às trilhas
Nas trilhas de mountain bike na sede da Trek, identificamos uma descida rochosa e começamos mapeando sua topologia com precisão, usando um scanner a laser 3D de alta resolução. Este trecho de rochas mediu cerca de 8 m (25 pés) de comprimento, em um declive de 15%, e incluía várias saliências e descidas de até 180 mm (7 pol.) de altura.
Conforto e eficiência
Medidos com captura de movimento 3D
Com a ajuda de enormes tripés, suportes personalizados nas árvores e centenas de metros de cabos, recriamos o conjunto de doze câmeras de captura de movimento 3D do nosso laboratório, na floresta. Esta técnica de teste inovadora permitiu reconstruir o movimento e a posição da bicicleta na trilha, com precisão.
Como a trilha é um ambiente menos controlado que o laboratório, fizemos todos os esforços para controlar os fatores variáveis, como a velocidade de entrada e a escolha da linha. Graças ao monitoramento 3D da bicicleta em várias corridas, fizemos comparações válidas medindo esses fatores e agrupando passagens semelhantes. Ao final, analisamos 5 passagens em cada bicicleta com velocidade média de entrada de 21 km/h/- 0,7 (padrão) (13mph /-0,5 (padrão)). Com a ajuda de marcadores na bicicleta e na própria trilha, calculamos que a posição de entrada lateral de cada bicicleta na trilha fosse consistente dentro de 0,10 m (3,9 pol.).
Ao monitorar as partes móveis da bicicleta individualmente, procuramos diferenças na Supercaliber 2ª Geração em todas as dimensões - resistência lateral, uso da suspensão, progressão à frente, suavidade de condução, monitoramento do solo - você escolhe. No vídeo a seguir, ilustramos como o eixo traseiro foi monitorado em relação à superfície da trilha escaneada a laser e, em seguida, mostramos os deslocamentos dos eixos de todas as passagens sobrepostas, para comparação.
O monitoramento do eixo traseiro e do quadro nos deu a posição precisa e a velocidade da bicicleta no espaço. A variabilidade sutil nas linhas de passagens e o menor número de repetições em comparação com a esteira dificultaram a repetição da mesma análise que usamos na esteira, mas outras abordagens aos dados apoiaram as mesmas tendências. Mais uma vez, ficou evidente como a Supercaliber 2ª Geração fez um excelente trabalho suavizando a bicicleta, deixando mais energia para o ciclista pisar nos pedais depois.
A Supercaliber 2ª Geração também manteve mais impulso sobre obstáculos, como foi facilmente observado em uma pedra isolada no final da passagem. Se olharmos para as bicicletas navegando sobre esta rocha, a suspensão superior da 2ª Geração ajudou a suavizar o impacto sem perder a velocidade. Observamos uma variação mínima na velocidade na mesma distância e uma menor perda de velocidade geral da entrada à saída quando comparado à Supercaliber 1ª Geração e à hardtail.
Controle
Medido com uma câmera de alta velocidade
Usando uma câmera de alta velocidade, pudemos monitorar com precisão, o movimento do eixo e medir a tração à medida que o pneu se desconecta e se reconecta à trilha. Um sistema de trilhos deslizantes, combinado com uma engenharia ágil e muitas tomadas, nos deu uma visão em movimento do IsoStrut em ação, enquanto um tripé estático próximo ao solo forneceu o monitoramento calibrado dos movimentos 2D.
Como vimos no vídeo, a roda da Supercaliber 2ª Geração acompanhou o terreno mais de perto e recuperou a tração mais rapidamente após grandes descidas e impactos. No caso das duas maiores quedas nas cenas do vídeo, a Supercaliber 2ª Geração recuperou a tração 14-50% mais cedo do que as outras bikes de teste. Uma melhor conexão à trilha significa mais controle na frenagem e nas manobras.
Atividade da suspensão
Medida com um sensor de amortecedor
A fonte destes ganhos de desempenho é a nova suspensão IsoStrut, que novamente instrumentamos com um sensor linear. Assim como no laboratório, medimos os movimentos do amortecedor como gráficos de uso da suspensão e vimos que a Supercaliber 2ª Geração era mais ativa ao descer pelas trilhas, deslocando-se 40% a mais e 31% mais rápido que a 1ª Geração. É importante ressaltar que houve uma maior amplitude de movimento acima e abaixo do ponto de afundamento dinâmico, indicando um aumento significativo na capacidade de resistência a impactos e na tração com aderência ao solo, respectivamente. Na verdade, a Supercaliber 2ª Geração comprimiu além do ponto máximo do curso (bottom-out) da 1ª Geração e ainda tinha espaço de sobra para impactos e aterrissagens ainda maiores.
Resumo
Sobre os autores
Paul Harder é engenheiro principal de pesquisa e desenvolvimento da Trek Bicycle. Desde que concluiu um mestrado em Engenharia Mecânica pela Universidade de Wisconsin - Madison em 2007, ele dedicou sua carreira a tornar as bicicletas melhores por meio da ciência e da inovação.
Wendy Ochs, PhD, é engenheira de pesquisa em biomecânica na Trek Bicycle. Ela concluiu o doutorado em Engenharia Biomédica pela Universidade de Wisconsin - Madison.
Kyle Russ, engenheiro biomecânico líder, estuda a interação ciclista-bicicleta na Trek Bicycle desde 2011. Sua paixão pela compreensão do movimento humano e da fisiologia dos ciclistas começou enquanto fazia mestrado na Ohio State University.