Quadro de Alumínio: é tudo igual?

As bicicletas de alumínio têm uma popularidade impressionante, principalmente devido ao seu custo relativamente baixo em comparação com modelos de carbono, aço e titânio. Mas você já se perguntou por que o material do quadro faz tanta diferença no desempenho da bicicleta?  

Descubra como nossos quadros são pensados na melhor experiência do ciclista, equilibrando leveza, rigidez e resistência para proporcionar uma pedalada excepcional.

PRIMEIRAS BICICLETAS DE ALUMÍNIO 

Ao longo do século XX, o aço reinou como a única escolha para a construção de quadros de bicicleta. No entanto, na década de 1970, o cenário mudou drasticamente com o surgimento de novas e impressionantes bicicletas no mercado. Mais leves que seus equivalentes de aço e ostentando um visual futurista, esses quadros recém-chegados de alumínio causaram um verdadeiro alvoroço no mundo do ciclismo. 

Os primeiros protótipos de alumínio foram construídos seguindo linhas semelhantes aos quadros de aço da época, usando um método rudimentar de união de seções de tubos retos por meio de colagem e parafusos. No entanto, essa abordagem não era ideal para o alumínio, resultando em quadros que ofereciam conforto de condução, mas com uma tendência alarmante a flexionar sob tensão durante sprints ou subidas íngremes. 

A PRÓXIMA GERAÇÃO 

À medida que os pioneiros do design de quadros de alumínio aprenderam com suas lições, uma nova evolução começou a moldar o cenário do design de quadros. Esta nova geração continuava a empregar tubos leves de alumínio de bitola reta, porém, avanços na fabricação de tubos de alumínio e técnicas de construção permitiram a produção de tubos com diâmetros substancialmente maiores. O resultado foi uma sensação de condução totalmente diferente daquela dos primeiros exemplos. 

A flexibilidade alarmante que caracterizava os primeiros quadros desapareceu, substituída por uma nova geração de estruturas leves de alumínio notavelmente rígidas. Embora essa rigidez pudesse parecer vantajosa, especialmente considerando o estado muitas vezes precário das estradas, ela introduziu uma condução mais áspera. Esses primeiros quadros de alumínio foram responsáveis por criar a reputação dos quadros de liga leve de oferecer uma qualidade de condução mais agressiva, uma característica que ainda é associada a eles até hoje. Mesmo com os refinamentos na fabricação e construção dos tubos da estrutura, que acrescentaram conformidade para melhorar significativamente a qualidade de condução, essa reputação permaneceu. 

SOLDAGEM TIG 

Durante as décadas de 1980 e 1990, os principais fabricantes de bicicletas deram seus primeiros passos no domínio da soldagem TIG (Tungsten Inert Gas). Esse processo de soldagem envolve o uso de três componentes principais: 

• Um eletrodo de tungstênio não consumível é usado para produzir a solda; 
• O gás de proteção inerte evita a contaminação; 
• Um material de enchimento é usado para preencher a solda. 

Devido às tensões extras aplicadas às soldas, a maioria dos quadros de alumínio de alta qualidade passa a ter soldas lisas (também conhecidas como soldas sem costura) para evitar a concentração de tensões. 

MODELAGEM DO TUBO 

Devido à sua baixa densidade, o alumínio é um material relativamente simples de trabalhar. Ele pode ser facilmente moldado para se adequar a diferentes disciplinas de pilotagem. Um exemplo comum é uma bicicleta de TT que apresenta perfis de tubo aerodinâmicos superdimensionados para melhorar a eficiência aerodinâmica. Os formatos desses tubos geralmente são obtidos por meio de hidroformação, um processo em que um tubo "em branco" é colocado em um molde e submetido a alta pressão, fazendo com que o material chegue à forma desejada. 

Além de moldar o tubo, é possível também variar a espessura das paredes para melhorar a resistência. Esse processo é chamado de "butting", e existem três tipos: 

Single butted- Uma extremidade do tubo é mais espessa para aumentar a resistência na junção com outro tubo. Um exemplo seria o tubo do selim, onde a maior parte da força é necessária na junção do movimento central. 

Double-butted- Os tubos são mais grossos em cada extremidade para fornecer resistência adicional nas junções, mas mais finos no meio para reduzir o peso. Um exemplo comum é o tubo inferior dos quadros.  

Triple butted- Os tubos têm três espessuras de parede diferentes. 

Este gráfico destaca as diferenças entre os diferentes tipos de butting. 

OS QUADROS DE ALUMÍNIO ATUAIS 

Comparando-se ao aço, as ligas de alumínio apresentam menor densidade e resistência. Poderia-se supor, portanto, que o aço teria uma vantagem significativa, correto? Bem, a questão não é tão simples. Na verdade, as ligas de alumínio têm uma relação resistência/peso superior, o que permite uma maior flexibilidade na experimentação com a espessura das paredes do tubo. Aumentar a espessura de cada parede do tubo pode aumentar sua resistência sem afetar drasticamente o peso total do quadro. Esse não é o caso com o aço, onde o aumento da espessura da parede resulta em um aumento considerável no peso total da estrutura. O resultado é um quadro de bicicleta mais forte e rígido, mantendo-se mais leve do que seus equivalentes contemporâneos em aço. 

Uma estrutura moderna de liga geralmente terá uma espessura de parede do tubo duas vezes maior que a de uma estrutura de aço comparável. Isso significa o dobro de material em sua construção e diâmetros de tubo 20-30% maiores para proporcionar o nível de rigidez necessário. As ligas de alumínio mais comuns na indústria do ciclismo são 6061, 7046 e 7005.  

A linha de bicicletas de alumínio da Sense, por exemplo, apresenta exclusivamente tubos de liga 6061. A liga 6061, que contém magnésio e silício, é uma excelente opção quando é necessária soldagem, como é o caso dos quadros. Além disso, fornece leveza, rigidez, resistência estrutural e tenacidade, boa resistência à corrosão e boas características de usinagem. 

O alumínio 6061, aliado ao processo T6, deixa o material ainda mais resistente. A designação T6 refere-se ao processo de tratamento térmico, que contém magnésio e silício como principais elementos de liga. Esta liga de alumínio endurecida por precipitação tem uma resistência à tração muito alta, resultando em uma estrutura robusta e, ao mesmo tempo, leve. 

As bicicletas em alumínio de hoje são excepcionalmente rígidas, e foram os grandes avanços nos materiais, no design do quadro e nas técnicas de construção que permitiram oferecer, também, uma qualidade de condução igualmente excepcional. 

LEVEZA, RIGIDEZ E RESISTÊNCIA

O motivo pelo qual o material do quadro é tão importante para o desempenho da bicicleta está profundamente enraizado nas propriedades físicas dos materiais. O alumínio é conhecido por sua leveza em comparação com o aço, tornando-o uma escolha popular para ciclistas que valorizam o peso reduzido de sua bicicleta. Além disso, o alumínio pode ser moldado em formas complexas, permitindo que os fabricantes criem quadros aerodinâmicos e com designs inovadores.