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Por que a pressão do ar nos pneus de bicicletas é tão alta?

Uma dúvida muito comum quando se fala de calibragem de pneus é a seguinte: Por que os pneus de bicicletas suportam mais “libras” que os pneus dos carros?

Um erro que muitas vezes ocorre é confundir a pressão dos pneus com a quantidade de ar dentro deles.

A pressão dos gases é definida como a relação entre a força exercida sobre uma determinada superfície e a área desta superfície.

P =  F
       A

Assim, quando falamos de “libras”, estamos nos referindo à pressão que o ar exerce dentro do pneu. Na realidade, não é correto falar apenas “libras” porque esta é uma unidade para massa (1 libra = 0.45359 quilogramas), e não de pressão.

A unidade que mede a pressão do ar dentro dos pneus é, na verdade, a “libra-força por polegada quadrada” (Lbf/pol2). Em inglês, essa unidade é “pound square inch”, sendo muito conhecida como P.S.I. De modo que, geralmente, a pressão recomendada para cada pneu vem especificada na sua lateral, mostrando a quantidade de pressão menor que evita furos e a quantidade maior, que se for ultrapassada, o pneu estoura. Um exemplo desse tipo de informação que aparece na lateral de vários pneus é a mostrada abaixo:

“recommended pressure: 35-65 P.S.I.” ou “keep inflated: 35-65 P.S.I.”

A unidade no sistema internacional para pressão é o pascal (Pa), mas, normalmente, ela não é usada para a calibragem de pneus. Pode ser usada também a unidade “barr”, que corresponde a 14,5 libras por polegada quadrada.

Voltando na fórmula da pressão dada mais acima, note que a área é inversamente proporcional à pressão. Portanto, quanto maior o espaço, menor é a pressão sobre a válvula. No pneu do carro, o espaço que o ar ocupa é maior, diminuindo assim a pressão (cerca de 30 lbs), mesmo tendo mais ar lá dentro que na bicicleta (cerca de 70 lbs).

Calibragem de pneu de bicicleta

Uma lei dos gases ideais que comprova isso é a Lei de Boyle, que diz que em uma transformação isotérmica (em que a temperatura não varia), o volume ocupado por um gás é inversamente proporcional à pressão exercida. Isso significa que, por exemplo, se diminuirmos o volume de um sistema pela metade, a pressão exercida pelas moléculas do gás dobrará e assim sucessivamente. O contrário também é verdadeiro, se dobrarmos o valor do volume, a pressão exercida pelo gás irá diminuir pela metade e assim por diante.

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Relação entre variação da pressão e volume

Note, porém, que falamos de uma transformação gasosa em que a temperatura é mantida constante, pois a temperatura afeta a pressão exercida pelo gás. É por isso que os fabricantes recomendam que a calibragem dos pneus, principalmente no caso dos carros, seja feita com o pneu frio, isto é, quando o veículo estiver parado por um bom tempo ou rodou no máximo 3 km.

Se calibrarmos o pneu quando ele estiver quente e depois ele esfriar, o ar dentro dos pneus irá se contrair, diminuindo a pressão interna e exigindo uma recalibragem. E se calibrarmos o pneu em um dia muito frio e depois começar a fazer calor, o ar dentro do pneu irá se expandir, aumentando a pressão interna do pneu e desregulando a calibragem.

A lei de Gay-Lussac para as transformações isocóricas ou isovolumétricas (com volume constante) diz que a pressão exercida pelo gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta, ou seja, quanto maior a temperatura, maior será a pressão e vice-versa.

Isso tudo nos mostra que a quantidade de “libras”, isto é, a pressão do ar, depende do volume e da temperatura.

Outro aspecto que diferencia a quantidade de “libras” é que os pneus das bicicletas são bem mais flexíveis que os dos carros e não precisam sofrer grandes deformações porque a distância entre o chão e o aro é pequena. Por outro lado, os pneus dos carros são muito mais rígidos e possuem mais espaço para deformações.

Calibragem de pneu de carro
Calibragem de pneu de carro
Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
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