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# Noções básicas de aerodinâmica

Princípios fundamentais da aerodinâmica no ciclismo, incluindo componentes da força de arrasto e seu impacto na otimização do desempenho.

Em velocidades mais altas de pedalada, uma parcela significativa da potência de um ciclista é gasta na superação do arrasto aerodinâmico (Martin et al. 1998).

À medida que a velocidade aumenta, a resistência do ar cresce exponencialmente, o que significa que um pequeno aumento de velocidade exige proporcionalmente mais potência para ser mantido. Pesquisas mostram que, em altas velocidades, até 80-90% da potência de um ciclista é dedicada a superar a resistência do ar (Bassett et al., 1999; Faria, 2005). Isso se deve à relação entre velocidade e arrasto, em que a potência necessária para compensar o arrasto aumenta com o cubo da velocidade (Martin et al., 1998). Como resultado, reduzir o arrasto por meio da posição do corpo, do equipamento ou da roupa pode ter um impacto substancial no desempenho do ciclismo, especialmente em provas contrarrelógio ou corridas de estrada, nas quais manter altas velocidades é crucial (Faria et al., 2005).

A força de arrasto aerodinâmico é definida como a resistência experimentada por um objeto em movimento através de um fluido, como o ar. Ela é causada principalmente por diferenças de pressão entre as superfícies dianteira e traseira do objeto e pelo atrito do ar contra sua superfície. A fórmula da força de arrasto aerodinâmico é:

![Fórmula da força de arrasto aerodinâmico mostrando a relação entre força de arrasto e densidade do ar, velocidade ao quadrado, área frontal e coeficiente de arrasto](https://3174144422-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FjxwtZYYk0lvusnMTywNR%2Fuploads%2Fgit-blob-4a043ae78a257e98b588b54faf664fdadcc09bfe%2Faero-capabilities-drag-equation.png?alt=media)

... o que nos mostra que a força de arrasto aerodinâmico depende de 4 fatores:

* Densidade do ar (rho)
* A velocidade (na verdade, o quadrado da velocidade) do ar em relação ao ciclista
* A área frontal (A)
* O coeficiente de arrasto (Cd). Isso quantifica o arrasto ou a resistência de um objeto em um ambiente fluido, como ar ou água. Ele representa o quão aerodinâmico é um objeto, ou quão eficazmente ele corta o fluido. O valor de Cd depende do formato, da rugosidade da superfície e das condições do escoamento ao redor do objeto. Valores mais baixos indicam objetos mais aerodinâmicos, enquanto valores mais altos refletem maior resistência.

No ciclismo, estamos interessados em minimizar a força de arrasto aerodinâmico, para que mais da potência produzida pelo atleta vá para o aumento da velocidade. Quais desses fatores podemos controlar?

* Não podemos controlar a densidade do ar
* Seria contraproducente reduzir a velocidade apenas para diminuir a força de arrasto aerodinâmico, já que a velocidade é o que estamos tentando maximizar no geral
* Podemos controlar o coeficiente de arrasto, alterando o formato (posição) e a rugosidade da superfície do ciclista e da bicicleta
* Podemos controlar a área frontal, alterando a posição do ciclista.

Portanto, grande parte do esforço na otimização aerodinâmica vai para os fatores Cd e A.

## Referências

Fox, R.W., & McDonald, A.T. (1973). Introdução à mecânica dos fluidos (2ª ed.). Nova York: Wiley.

Martin JC, Milliken DL, Cobb JE, McFadden KL, & Coggan AR (1998). Validação de um modelo matemático para a potência no ciclismo de estrada. Journal of Applied Biomechanics, 14(3), 276-291.

Bassett, D. R. Jr., Kyle, C. R., Passfield, L., Broker, J. P., & Burke, E. R. (1999). Comparando os recordes mundiais da hora no ciclismo, 1967–1996: Modelando a interface humano-máquina. Medicine & Science in Sports & Exercise, 31(11), 1665-1676

Faria, E. W., Parker, D. L., & Faria, I. E. (2005). A ciência do ciclismo: fatores que afetam o desempenho – Parte 2. Sports Medicine, 35(4), 313-337.


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