Instrumentação dos pedais de uma bicicleta de estrada como proposta para análise da força aplicada

Abstract

Com o crescimento do ciclismo como opção para lazer, meio de transporte e, principalmente, esporte voltado à competição, estudos mais aprofundados fizeram-se necessários visando à maximização do desempenho de atletas de alto nível. De forma complementar, muitos são os desenvolvimentos na área de sistemas de instrumentação com o objetivo primordial de possibilitar a medição e a caracterização dos diversos parâmetros de interesse dos pesquisadores na área do ciclismo. Tendo em vista o surgimento de diversos sistemas comerciais que permitem realizar a medição de grandezas como força e potência mecânica gerada pelo ciclista, este trabalho propôs instrumentar e caracterizar as medições provenientes dos pedais e pedivelas de uma bicicleta de estrada com a finalidade de, posteriormente, compará-las com base em métodos estatísticos adequados. Em função das limitações mecânicas inerentes à bicicleta e presentes no movimento de rotação nos pedais e pedivelas, foram criados sistemas completamente independentes, com alimentações elétricas feitas por baterias, e a sincronização para o início das aquisições, através de módulos ZigBee. Os ensaios contaram com a participação de dez voluntários, os quais foram responsáveis por gerar vinte sprints de dados, cada, que serviram para avaliar estatisticamente e concluir, por meio de Análises de Variância, que as forças aplicadas pelos ciclistas se diferenciaram significativamente para pelo menos uma das células de carga.

Cycling has grown as a leisure activity, means of transport and mainly as a professional sport. Therefore, deeper studies and research aiming at maximizing the performance of high-level athletes have been made necessary. Additionally to such studies, the area of instrumentation schemes has developed seeking to make possible the measuring and characterization of several parameters for researchers interested in cycling. Regarding the vibrant surging of systems that allow the measuring of magnitudes such as the forces and mechanical power generated by the cyclist, the present research aims at implementing and characterizing the measuring deriving from pedals and crankset for a road bicycle so as to analyze the results with appropriate statistic methods. Considering the mechanical limitations inherent to the bicycle the movement of pedals and crankset independent electrical systems charged by batteries were created, as well as the synchronization for the beginning of data acquisitions through ZigBee modules. Ten volunteers participated on the practices. They generated twenty sprints of data each. Such data served to statistically evaluate and conclude, based on variance analysis, that the power applied by the cyclists are significantly different for one of the load cell.