Potência no Ciclismo e FTP: Um Guia para Iniciantes

O que a potência mede, e como difere da velocidade

A potência no ciclismo é a taxa em que o ciclista realiza trabalho mecânico, medida em watts. A velocidade, por outro lado, é simplesmente a distância percorrida por unidade de tempo e depende muito das condições externas: a mesma potência produz velocidades muito diferentes dependendo da inclinação, do vento e da superfície da estrada. Um ciclista subindo uma ladeira íngreme a 10 km/h pode estar produzindo muito mais potência do que o mesmo ciclista pedalando em terreno plano a 30 km/h, porque a maior parte dessa potência na subida está sendo usada para erguer o peso do corpo e da bicicleta contra a gravidade, e não para gerar velocidade para frente.

É por isso que a potência se tornou a medida preferida de esforço no treino e nas corridas de ciclismo: diferentemente da velocidade, ela não é distorcida por subidas, vento ou drafting, então reflete diretamente a produção fisiológica do ciclista, sendo comparável de sessão para sessão e de ciclista para ciclista uma vez normalizada pelo peso corporal.

O modelo físico: três forças resistivas

Um modelo físico bem estabelecido, validado contra a potência medida diretamente em estudos como o de Martin e colaboradores (1998), calcula a potência necessária para pedalar a uma determinada velocidade somando três forças resistivas e multiplicando pela velocidade, depois dividindo pela eficiência do sistema de transmissão para contabilizar as perdas por atrito na corrente e nos rolamentos. A força da gravidade é a massa combinada do ciclista e da bicicleta vezes a aceleração da gravidade vezes o seno do ângulo da estrada. A resistência de rolamento é essa mesma massa combinada vezes a aceleração da gravidade vezes o cosseno do ângulo da estrada vezes um coeficiente de resistência de rolamento. O arrasto aerodinâmico cresce com o quadrado da velocidade, o que significa que a potência necessária para superá-lo cresce com o cubo da velocidade.

Como os parâmetros reais de arrasto e de rolamento de um ciclista e de uma bicicleta específicos raramente são conhecidos sem testes dedicados, valores publicados típicos costumam ser usados como premissas fixas em calculadoras de modelo físico: um coeficiente de resistência de rolamento (Crr) de 0,005, representativo de pneus de estrada no asfalto; uma área frontal efetiva (CdA) de 0,32 metros quadrados, representativa de um ciclista de estrada pedalando com as mãos nos manetes; densidade do ar de 1,225 kg por metro cúbico, o valor padrão ao nível do mar a 15 graus Celsius; e uma eficiência do sistema de transmissão de 97,5%, alinhada com medições publicadas de transmissão por corrente. Presume-se ar parado, sem vento de frente ou de cauda.

• P = (F_gravity + F_rolling + F_aero) x v / 0,975
• F_gravity = (m_rider + m_bike) x 9,8067 x sin(atan(grade% / 100))
• F_rolling = (m_rider + m_bike) x 9,8067 x cos(atan(grade% / 100)) x 0,005
• F_aero = 0,5 x 1,225 x 0,32 x v^2 (v in m/s)

Por que a resistência do ar domina em velocidades mais altas

A tabela abaixo mostra estimativas do modelo para um ciclista de 75 kg em uma bicicleta de 9 kg, em estrada plana e ar parado, usando as premissas padrão acima. Observe como a parcela de potência gasta para superar a resistência do ar aumenta constantemente com a velocidade: a força de arrasto aerodinâmico cresce com o quadrado da velocidade do ar, então a potência para superá-la cresce com o cubo, enquanto a resistência de rolamento permanece quase constante com a velocidade.

Watts por quilograma como métrica de comparação

Watts por quilograma divide a potência produzida pelo peso corporal do ciclista, e é a normalização padrão usada no ciclismo porque a velocidade de subida em inclinações acentuadas é governada, em grande parte, pela potência em relação ao peso total do sistema. Em estradas planas, por outro lado, a velocidade é governada, em grande parte, pela potência absoluta em relação ao arrasto aerodinâmico, já que a gravidade tem pouco papel quando o ângulo da estrada está próximo de zero. Isso está documentado na literatura de treino baseado em potência, sobretudo no Training and Racing with a Power Meter, de Allen, Coggan e McGregor, que usa watts por quilograma como um eixo padrão para comparar o desempenho de ciclistas de diferentes tamanhos corporais.

Como os watts por quilograma sustentáveis variam enormemente com a formação de treino, a duração do esforço, a idade e muitos outros fatores individuais, nenhum número isolado define um valor «bom» para todos os ciclistas; comparar o próprio valor de watts por quilograma de um indivíduo ao longo do tempo, com uma duração de esforço consistente, geralmente é mais informativo do que comparar com outros ciclistas.

O que é o FTP?

A Potência Limiar Funcional (FTP, na sigla em inglês) é um conceito da literatura de treino baseado em potência, descrito no Training and Racing with a Power Meter, de Allen, Coggan e McGregor, que se refere à maior potência que um ciclista consegue sustentar em um estado fisiológico quase estável por aproximadamente uma hora. Ela funciona como uma referência individual: como os ciclistas variam enormemente em capacidade de potência absoluta, expressar a intensidade-alvo de um treino como uma porcentagem do FTP do próprio ciclista permite personalizar as zonas de treino, em vez de basear-se em uma potência fixa que seria irrelevante entre ciclistas diferentes.

O FTP não é um número fixo para a vida toda -- ele muda conforme a aptidão física muda, razão pela qual os programas de treino baseados em potência o reavaliam periodicamente. Este artigo descreve apenas o conceito; protocolos específicos de teste de campo para estimar o FTP não são abordados aqui, já que a metodologia de teste e a progressão de intensidade apropriada são mais bem orientadas por um treinador qualificado ou pela literatura de treino de origem.

Perguntas frequentes

Referências

1. Martin JC, Milliken DL, Cobb JE, McFadden KL, Coggan AR. Validation of a mathematical model for road cycling power. Journal of Applied Biomechanics 1998; 14(3): 276-291.
2. Wilson DG. Bicycling Science, 3rd edition. MIT Press, 2004.
3. Allen H, Coggan AR, McGregor S. Training and Racing with a Power Meter, 3rd edition. VeloPress, 2019.
4. International Civil Aviation Organization (ICAO). Standard Atmosphere -- sea-level air density 1.225 kg/m^3 at 15 degrees Celsius.
5. American College of Sports Medicine. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 11th edition. Wolters Kluwer, 2021.