Escrito por:
Kyle Russ, Lead Biomechanical Engineer
Wendy Ochs, Senior Biomechanical Engineer
Paul Harder, Principal R&D Engineer
Evolução do carbono na Domane: Do IsoSpeed à Gen 5
A icónica plataforma Trek Domane tem evoluído a cada geração, mas a linha condutora mantém-se inabalável: a Domane é uma confortável bicicleta de estrada para endurance, que te dá confiança e é eficiente, concebida para percursos longos, rápidos e divertidos.
A primeira geração da Domane foi concebida para pneus 700x25c e travões de aro que se adaptavam a perfis de aro estreitos. Para além da potência de travagem, aqueles pneus finos exigiam pressões comprovadamente elevadas, pelo que os engenheiros e designers da Trek dessa época criaram uma tecnologia revolucionária de flexibilidade para ajudar a suavizar a condução. Chamaram-lhe “IsoSpeed Decoupler”, ou simplesmente “IsoSpeed”. O IsoSpeed proporcionava uma ligação não rígida entre o tubo do selim e o tubo superior, o que permitia que o tubo do selim flectisse muito mais do que num quadro tradicional da época, tornando assim a condução mais suave e confortável.
A tecnologia funcionou tão bem que a Domane ajudou ciclistas como o Fabian Cancellara, a Lizzie Deignan e a Elisa Longo Borghini a subirem ao degrau mais alto do pódio na lendária prova de estradas acidentadas que é a Paris-Roubaix.
Colecionar resultados de corridas ao longo dos anos é uma honra para a Trek, mas muita coisa mudou na tecnologia das bicicletas desde 2012. Os travões de disco hidráulicos substituíram os travões de aro, libertando espaço para pneus maiores. Por isso, o volume dos pneus tem vindo a aumentar gradualmente, à medida que os ciclistas procuram voltas em estrada mais suaves e com melhor desempenho. Esta revolução nos pneus abriu caminho para a criação de uma bicicleta muito mais leve, com menos complexidade, flexibilidade semelhante e maior rigidez na pedalada. Apresentamos a Domane Gen 5.
Imagem 1: O Kyle Russ e o Paul Harder a transferir os instrumentos entre as bicicletas de teste no Trek Performance Research Lab.
Domane Gen 5, examinada ao pormenor
A equipa de design da Domane Gen 5 iniciou o projeto com três objetivos em mente: limitar a intensidade da energia vibracional¹ transmitida ao ciclista, melhorar a rigidez na pedalada e reduzir o peso da bicicleta. A energia vibracional é um indicador utilizado pela equipa da Trek Performance Research para medir a energia transmitida ao ciclista enquanto pedala em terrenos acidentados. Então, como é que uma bicicleta que não tem o IsoSpeed consegue ainda assim proporcionar uma condução confortável e, ao mesmo tempo, oferecer maior rigidez na pedalada? A resposta resume-se a três componentes: espigão do selim, quadro e pneus.
A geometria do espigão do selim e a disposição das camadas de carbono foram otimizadas para proporcionar conformidade vertical e rigidez lateral. O espigão tem uma secção transversal interna ovalizada que o permite flectir em caso de impactos fortes, mantendo ao mesmo tempo a rigidez lateral quando o selim é submetido a carga durante a condução da bicicleta.
Imagem 2: O espigão de selim Domane Gen 5 proporciona uma condução suave durante os testes de conformidade vertical na nossa passadeira
No que diz respeito ao quadro, a composição das camadas foi otimizada tanto para conformidade vertical como para rigidez na pedalada. A nova bicicleta apresenta um aumento de 6% no teste de rigidez da pedalada pela revista Tour Magazine², o que coloca a Domane Gen 5 no “ponto ideal”, mesmo a meio caminho entre a Domane Gen 4 e a Madone Gen 8 — não é tão rígida na zona do eixo pedaleiro como a derradeira bicicleta de competição, mas apresenta uma transferência de potência para os pedais notavelmente melhorada em comparação com a plataforma Domane anterior.
Imagem 3: A aplicar a potência na Domane de 5.ª geração.
Por que é que os testes de conformidade verticais são só uma parte da história
Historicamente, os quadros eram colocados em dispositivos nos laboratório de testes com pesos pendurados no selim para medir a deflexão total do quadro e do espigão do selim. Isto é prática comum, mas não inclui a roda e o pneu no sistema de teste. O teste também usa uma carga estática, em vez de uma carga dinâmica realista. Avaliar a conformidade total do sistema é, por isso, um desafio, especialmente quando se tem em conta a dinâmica da pedalada em terreno acidentado, mas é aí que surge o Trek Performance Research Lab. O Trek Performance Research Lab foi criado para estudar a interação entre o ciclista e a bicicleta num ambiente de pedalada dinâmico.
O laboratório está equipado com uma passadeira Woodway personalizada, com uma base com múltiplas placas, que permite aos engenheiros da Trek fixar qualquer tipo de superfície de condução. Esta funcionalidade permite à Trek analisar em pormenor a dinâmica da bicicleta e, para isso, combinamos a passadeira com uma vasta gama de ferramentas de recolha de dados. Desde a captura de movimento em 3D até aos extensómetros e acelerómetros montados na bicicleta, gostamos de dizer que, no laboratório, “medimos tudo, desde os solavancos até ao corpo”. Graças a estas funcionalidades, a equipa de design da Domane conseguiu garantir que a próxima geração da Domane atingisse os seus objetivos de desempenho.
Medir a energia vibracional
A equipa Trek Performance Research trabalha internamente com cada equipa de desenvolvimento de produtos para ajudar a responder a questões de investigação relacionadas com o conforto, a eficiência e o controlo. Como o conforto é uma impressão ou sensação subjetiva, esforçamo-nos por fundamentar com dados o que torna uma bicicleta confortável, para que possamos comparar os protótipos com as bicicletas Trek já existentes, bem como com as bicicletas da concorrência.
Do ponto de vista da recolha de dados, a nossa definição de conforto tem um princípio simples: reduzir a quantidade de energia vibracional que é transmitida ao ciclista para uma determinada velocidade, terreno e bicicleta. Embora tenha um princípio simples, os métodos para captar a energia vibracional são bastante sofisticados.
Imagem 4: O Paul Harder e a Wendy Ochs preparam a bicicleta e o ciclista para mais um teste.
As versões Gen 4 e Gen 5 da Domane foram equipadas com selim e guiador com sensores de força. Ao medir a força nos pontos de contacto e integrar a velocidade obtida através dos acelerómetros nesses mesmos locais, conseguimos calcular a energia transferida através de cada ponto de contacto para o ciclista. Com este método, colocámos as bicicletas Gen 4 e Gen 5 a competir lado a lado numa superfície continuamente irregular, com velocidades que variaram entre 11 e 32 km/h e diferentes pressões nos pneus.
As pressões recomendadas para os pneus de 32 mm e 35 mm foram definidas com a calculadora de pressão da Wolf Tooth, que tem em conta as condições do terreno, o peso da bicicleta e do ciclista, o tamanho do pneu e a sua construção. A variação de pressão foi definida utilizando a pressão recomendada com uma variação de +/-20%. Para a comparação com o pneu 700x25c, usámos uma recomendação de pressão para pneus com câmara de ar, com base em dados históricos.

Imagem 5: Energia vibracional para um peso total do conjunto de 90 kg, incluindo o ciclista e a bicicleta, numa superfície irregular na passadeira.
O gráfico acima mostra que o IsoSpeed dava um grande contributo na época dos pneus de 25 mm com câmara de ar e pressões elevadas. Mesmo com o IsoSpeed, a transmissão de vibrações com pneus de 25 mm é 19% superior em comparação com a 5.ª geração sem o IsoSpeed. Passar de um pneu de 32 mm para um de 35 mm aumenta a área de superfície interna do pneu em cerca de 10%. Se a pressão se mantiver igual, a força total exercida para fora sobre a carcaça do pneu aumenta em 10%. Tendo isso em conta, para manter constante a força exercida sobre a carcaça do pneu entre os pneus de 32 mm e os de 35 mm, temos de diminuir a pressão em 10%.
Ao fazer isso, a Domane Gen 5 fica a menos de 5% da capacidade de absorção de energia vibracional da bicicleta Gen 4 com IsoSpeed. Nada mau para uma bicicleta que pesa 292 g a menos e que não precisa da manutenção do IsoSpeed. É claro que a Domane não foi testada só no laboratório. Na altura em que este documento foi escrito, as bicicletas Gen 5 em fase de pré-produção já tinham acumulado mais de 400 horas e 9600 quilómetros de testes com os nossos ciclistas.
Medir o movimento do ciclista e da bicicleta
Para investigar como uma bicicleta reage a terrenos acidentados que geram forças baixas ou elevadas, acelerações, e consequentemente potência vibratória, utilizamos a captura de movimento tridimensional, ou “mocap”. Captámos o movimento do ciclista e da bicicleta usando 12 câmaras infravermelhas tridimensionais OptiTrack PrimeX 22 para ver como as Domane Gen 4 e Gen 5 reagiram na passadeira.
Imagem 6: A Wendy Ochs a captar movimento tridimensional.
As bicicletas foram equipadas com marcas refletoras em cada segmento, o que nos permite ver como as diferentes áreas da bicicleta reagem aos estímulos do terreno num espaço tridimensional. Do ponto de vista da suavidade do quadro (ou seja, até que ponto a bicicleta torna a condução mais suave), analisamos os marcadores à volta do eixo pedaleiro. Para perceber o que o ciclista sente no selim, vamos analisar os movimentos da pélvis e do selim. Em termos simples, quanto mais suave for a condução, mais “acopladas” ficam a pélvis e o selim. Dito de outra forma, quando andas em terreno acidentado, o selim pode fazer-te saltitar, causando um deslocamento entre a pélvis e o selim. Em alternativa, o ciclista pode levantar-se do selim para tornar a pedalada mais suave, o que é extremamente exigente do ponto de vista metabólico.
O gráfico abaixo mostra a média do conjunto de voltas (ou seja, o deslocamento médio por volta na passadeira) a 32 km/h para a Domane de 4.ª geração com pneus de 32 mm e para a Domane de 5.ª geração com pneus de 35 mm. Os desvios-padrão em cada volta são representados pelas áreas ligeiramente sombreadas à volta da curva. As áreas sombreadas por baixo da curva estão preenchidas com azul e amarelo transparentes, pelo que o verde indica as áreas de sobreposição. As tendências apresentadas mantiveram-se consistentes em todas as velocidades, mas vamos concentrar-nos aqui nos 32 km/h, porque é nessa velocidade que se observa o maior deslocamento vertical da bicicleta sobre o terreno. Como podemos ver, a diferença na “suavidade do quadro”, ou seja, o deslocamento vertical do eixo pedaleiro, é de 0,08 mm, enquanto o deslocamento entre o selim e o sacro, ou “acoplamento”, varia apenas 0,11 mm. Por outras palavras, a diferença entre a resposta da bicicleta Gen 5 e a Gen 4 é imperceptível.

Imagem 7: Média do conjunto de voltas da captura de movimento 3D relativa ao deslocamento do eixo pedaleiro e do selim em relação ao sacro
Conclusão
A Domane Gen 5 é uma bicicleta de estrada em carbono mais leve e simples que cumpre a promessa de proporcionar uma condução suave e eficiente, graças à geometria e à disposição das camadas de carbono do espigão do selim e do quadro, bem como aos pneus de 35 mm*. A Domane Gen 5 mantém ainda a mesma geometria de endurance em estrada e o ajuste que tanto gostas, proporcionando aos ciclistas o conforto, a confiança e a eficiência que têm caracterizado a Domane desde o início.
*Os pneus com largura de 35 mm vêm de série em todos os modelos, exceto na SLR 9 AXS 1x
Citações:
1. Drouet J-M, Covill D, Leroux M, Richard S (2022) Sobre métricas para avaliar o conforto dinâmico das bicicletas de estrada.
em caso de impacto. Sports Eng 25:1. https://doi.org/10.1007/s12283-021-00366-x
2. Teste da rigidez ao pedalar pela revista Tour: https://www.tour-magazin.de/en/buying-advice/components/how-tour-tests/how-tour-tests-the-tour-road-bike-test-in-detail/
3. Documento técnico da Trek CheckOUT: https://www.trekbikes.live/us/en_US/checkout-full-suspension-science/