Engenharia no Desporto Como pode influenciar os resultados

Grupo MMM520

18-10-2010

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Projecto FEUP 2010/2011

Supervisora

Teresa Duarte

Monitor Luís Guimarães

Membros do Grupo:

André Moreira Duarte de Freitas Garcia – 100508022 – MIEMM

António João Monteiro Paiva Coimbra – 100504088 – MIEM

Eugénio José da Silva Pires Tavares – 100504025 – MIEM

José Miguel de Pinho Ferreira – 100581003 – LCEEMG

Orlando José Monteiro Marques Pinto – 100504148 – MIEM

Rui Miguel Almeida Oliveira – 100504094 – MIEM

3

Resumo

Este relatório tem como objectivo dar a conhecer, à população em geral, o

modo como a Engenharia condiciona os resultados no desporto.

O grupo resolveu escolher três modalidades que serviram de base para se

responder ao problema proposto, nomeadamente o ciclismo, automobilismo (Fórmula

1) e o futebol. Dentro de cada modalidade, aprofundámos os temas mais relacionados

com o trabalho da Engenharia, e desse modo tentámos provar que a Engenharia

consegue, realmente, influenciar os resultados desportivos.

Dentro do ciclismo, foram abordados temas como a escolha de materiais para

construção de uma bicicleta mais competitiva, a relação entre as geometrias das

bicicletas e a performance/conforto do ciclista, o desenvolvimento da bicicleta ao longo

dos tempos e o papel que a Engenharia teve em tal desenvolvimento.

No automobilismo, mais concretamente, na Fórmula 1, foram desenvolvidos

temas como a influência da aerodinâmica e dos novos sistemas tecnológicos (sistema

KERS) na performance dos veículos; os vários tipos de pneus existentes, bem como o

desenvolvimento que estes tiveram ao longo dos tempos; a electrónica presente nos

carros, mais propriamente no seu centro de controlo, o volante; os dispositivos de

segurança presentes, mais concretamente o sistema “Hans”.

Relativamente ao futebol, concluímos que a Engenharia não tem uma acção

directa na alteração dos resultados. Contudo, contribui para um melhor ambiente

desportivo e para a melhoria de condições dos desportistas e adeptos, nomeadamente

na construção dos estádios. A Engenharia pode também ajudar a arbitragem dos

jogos, contribuindo assim para um jogo mais “limpo”.

O relatório contém imagens e tabelas que auxiliam na defesa do tema.

De salientar que no capítulo do ciclismo, a informação apresentada tem como base os

conhecimentos prévios do autor dentro da área.

4

Índice

Resumo .......................................................................................................................................... 3

Índice ............................................................................................................................................. 4

1. Introdução ................................................................................................................................. 5

2. Desenvolvimento ...................................................................................................................... 6

2.1 Ciclismo. .......................................................................................................................... 6

2.2 Fórmula 1 ...................................................................................................................... 10

2.2.1 Motor ................................................................................................................. 1910

2.2.2 Caixa de Velocidades ............................................................................................ 191

2.2.3 O Volante .............................................................................................................. 192

2.2.4 Segurança na Fórmula 1 ....................................................................................... 194

2.2.5 F-Duct ................................................................................................................... 195

2.2.6 O Sistema KERS ..................................................................................................... 196

2.2.7 Pneus .................................................................................................................... 197

2.2.7.1 Constituintes .................................................................................................. 197

2.2.7.2 Pneus de Chuva .............................................................................................. 197

2.2.7.3 Pneus Slicks .................................................................................................... 197

2.3 Futebol ........................................................................................................................... 19

2.3.1 Estádios de Futebol ............................................................................................... 19

2.3.1.1 Cobertura ......................................................................................................... 19

2.3.1.2 Bancadas ........................................................................................................ 200

2.3.1.3 Relvado .......................................................................................................... 200

2.3.2 Apoio à arbitragem ............................................................................................... 211

2.3.2.1 A tecnologia da linha de golo......................................................................... 211

2.3.2.2 “Olho de Falcão” .............................................................................................. 22

3. Conclusão .............................................................................................................................. 244

4. Referências Bibliográficas ....................................................................................................... 25

5

1. Introdução

No âmbito da disciplina de Projecto FEUP, o tema que foi atribuído ao nosso

grupo intitula-se "A Engenharia e o Desporto: Como pode a Engenharia alterar os

resultados?”. Esta temática enquadra-se muito bem na actualidade, pois o desporto é

um dos ramos da sociedade actual que tem vindo a ganhar cada vez mais

importância, e por consequência tem vindo a movimentar grandes quantidades de

recursos financeiros em seu redor. Nos dias de hoje, a Engenharia pode contribuir

para a evolução do desporto, de modo a proporcionar a cada equipa ou atleta, o

aumento do seu rendimento desportivo, obtendo assim melhores resultados.

Com este trabalho, o grupo procurou encontrar alguns desportos onde fosse

visível a influência da Engenharia, mais ou menos directamente na performance de

cada equipa ou atleta. Depois de alguma discussão, chegou-se à conclusão que este

trabalho iria concentrar-se em três desportos principais: o automobilismo

(nomeadamente a Fórmula 1), o ciclismo e o futebol.

Neste relatório vai-se demonstrar que a Engenharia pode alterar os resultados

de cada uma destas modalidades. Em relação à Fórmula 1, será mostrado a maneira

como a Engenharia tornou os carros mais rápidos e mais seguros para os condutores.

No ciclismo será retratada a forma como a Engenharia influenciou a performance e o

conforto dos ciclistas através de novos materiais e geometrias implementadas nas

bicicletas. Quanto ao futebol, centrou-se no facto de a Engenharia poder tornar um

jogo mais justo e com melhor qualidade, em que o resultado seria maioritariamente

influenciado pela capacidade de cada uma das equipas em campo.

6

2. Desenvolvimento

2.1 Ciclismo

“A bicicleta é o mais difundido e conhecido meio de transporte individual do mundo” [1]

Com base nesta afirmação, é possível concluir que o ciclismo é um desporto de

massas, não só de massas “simpatizantes” como igualmente de massas “praticantes”.

Sendo um desporto com grande difusão à escala mundial, capaz de mover

milhões de pessoas e gerar paixões equivalentes, capaz de promover eventos dos

mais variados géneros e de organizar competições/provas contínuas por períodos de

tempo que ultrapassam várias semanas, o ciclismo sustenta um desenvolvimento

tecnológico de grande dimensão.

São várias as áreas da Engenharia que trabalham em conjunto com o ciclismo

de modo a aumentar o desempenho, o conforto e a performance do ciclista. Deste

modo é criado um ambiente mais competitivo dentro do pelotão, pois as marcas que

equipam os ciclistas tentam ao máximo corresponder às exigências da competição

actual.

O aspecto em que a Engenharia mais contribui para o desenvolvimento dentro

deste desporto é, sem dúvida, a “ferramenta” ou a máquina que lhe é essencial: a

bicicleta.

Figura 1 - Evolução da bicicleta de ciclismo. [2] [3]

7

O conceito de bicicleta, neste caso, de bicicleta de competição, sofreu uma

grande evolução durante os últimos 30 anos, como se pode verificar na ilustração

acima (figura 1).

No passado, o sucesso de um ciclista dependia quase somente das suas

capacidades, quer físicas, quer mentais. Um ciclista tinha que suportar esforços

tremendos, muitas vezes sozinho e sem apoio, pois o ciclismo não tinha o mediatismo

que hoje lhe é atribuído e, por conseguinte, as equipas não possuíam capacidade para

prestar apoio aos seus atletas.

Para além disso, as

bicicletas eram muito semelhantes

entre si. As formas e geometrias

eram idênticas de marca para

marca, os materiais não eram muito

diversificados (uso abundante do

ferro e algum alumínio) e a bicicleta

não era vista como um meio de

aumentar a performance do ciclista,

mas sim como um mero acessório

essencial à prática deste desporto.

Contudo, com os avanços tecnológicos que ocorreram durante as últimas três

décadas, o modo como se pratica ciclismo foi mudado drasticamente. Hoje em dia, o

desenvolvimento da bicicleta é uma parte essencial deste desporto, e dele depende a

capacidade do ciclista conseguir melhorar os resultados, ou seja, a Engenharia

intervém agora como uma base de pesquisa e desenvolvimento essencial para

melhorar os resultados na

competição.

Uma área da Engenharia que

foi fundamental para o

desenvolvimento das bicicletas

actuais foi a componente

aeroespacial. Os novos materiais

(titânio, magnésio e fibra de

carbono), aplicados em

componentes como as rodas (figura

2), e os desenvolvimentos ao nível

da aerodinâmica revelaram-se

Figura 2 - Rodas Mavic ultra leves, construídas em fibra de carbono e alumínio.

[4]

Figura 3 - Specialized Tarmac SL3, bicicleta topo de gama da marca.

[5]

8

essenciais para a produção de bicicletas mais competitivas, leves e confortáveis, como

a Specialized Tarmac de 2010 (figura 3).

Actualmente, as marcas mais conceituadas trabalham em conjunto com

equipas de engenheiros de modo a projectar e desenvolver bicicletas “state of the art”

que se adaptem aos ciclistas e que contribuam para o sucesso dos mesmos. Sendo

assim, cada marca adopta um estilo de bicicleta, que em tudo diverge das outras

bicicletas no mercado, quer em termos de estética, como nos materiais e geometria.

Focando o aspecto da competição, pode-se perceber que os avanços

tecnológicos têm sido tão drásticos, que a União Ciclista Internacional (UCI) procedeu

à implantação de um peso mínimo de 6,8 kg para as bicicletas de competição. Claro

que fora da competição existem bicicletas muito mais leves, algumas com menos de 5

kg, valor quase absurdo, principalmente quando comparado com os mais de 15 kg das

bicicletas de 1960/70.

Aprofundando o capítulo dos materiais, pode-se inferir sobre as características

de cada um, focando os aspectos positivos e negativos da sua utilização (tabela 1).

Aço Alumínio Fibra de Carbono

Pontos

positivos:

Baixo custo;

Muito

abundante;

De fácil

reparação;

Muito resistente.

Boa relação

preço/qualidade;

Muito abundante;

Quando de boa

qualidade, bastante

leve;

Resistente.

Pode ser moldada em

praticamente qualquer

forma;

Bastante resistente;

Dependendo da

construção, tanto pode

ser rígida como pode

absorver vibrações;

Leve.

Pontos

negativos:

Muito pesado;

Sujeito a

oxidação;

De pouca

maneabilidade.

Pesado quando de

baixa qualidade;

Material pouco

elástico;

Sujeito a alguma

oxidação.

Custo elevado;

Sem possibilidade de

reparação;

Tabela 1 - Vantagens/desvantagens dos vários materiais

constituintes de uma bicicleta.

9

Existem também outros materiais usados na construção de bicicletas,

mas, devido aos seus elevados custos e raridade, são pouco expressivos no mercado.

São, basicamente, materiais muito utilizados na indústria aeroespacial, como titânio,

magnésio e outras ligas exóticas, que, no ciclismo, são aplicados nos mais variados

componentes, como no quadro de uma bicicleta De Rosa e no desviador traseiro Sram

(figura 4). [6]

Em suma, pode-se concluir que o alto nível de competição existente no

ciclismo sustenta-se com base nos avanços tecnológicos produzidos pela

Engenharia, sendo esta fundamental para a melhoria dos resultados obtidos.

Figura 4 - Desviador traseiro Sram, construído em titânio e Fibra de carbono e bicicleta De Rosa, com quadro em

titânio. [7] [8]

10

2.2 Fórmula 1

2.2.1 Motor

O motor de um F1 (figura 5) é uma

das obras mais magníficas da Engenharia

dos dias que correm. Curiosamente, são as

regras impostas pela FIA (Federação

Internacional do Automobilismo) que

impulsionam a evolução dos mesmos em

termos tecnológicos.

Com a alteração no peso mínimo

exigido (95 Kg) e a redução de custos, foram

substituídos materiais mais pesados por outros mais leves

e baratos.

Uma das grandes alterações foi a obrigatoriedade de os motores de um F1

durarem mais do que uma corrida, o que levou as marcas a devenvolver formas

eficazes de encontrar falhas nos seus motores. [10]

Em suma, a Engenharia evoluiu na direcção da durabilidade, confiança e

qualidade nos motores que desenvolve, influenciando sempre os resultados obtidos.

Figura 5 - Motor de Fórmula 1 [9]

11

2.2.2 Caixa de Velocidades

As caixas de velocidades de um F1 (figura 6) são diferentes das caixas de

carro de estrada, que são semi-automáticas e não sincronizadas. Já as dos F1 são

sequenciais, o que significa que operam como uma caixa de uma mota. A falta de um

sincronismo significa que a electrónica do motor tem de estar sincronizada com a

velocidade do motor e com a velocidade da caixa de engrenagens interna antes de se

engrenar uma mudança.

Cada equipa constrói a

sua própria caixa de velocidades

de forma independente ou em

parceria com empresas. Os

regulamentos estipulam que os

carros devem ter no mínimo 4 e

não mais que 7 mudanças,

contando uma como marcha

atrás.

As engrenagens dentadas são utilizadas apenas numa corrida, e são

substituídas regularmente para evitar falhas. As relações entre mudanças são uma

parte importante do processo de configuração de cada carro. As equipes ajustam a

engrenagem final (sexta ou sétima, dependendo de quantas mudanças tiver) para que

o carro só se aproxime do limite de rotações no final da corrida. A menor mudança é

ajustada para proporcionar uma melhor aceleração. [12]

Concluindo, a evolução da Engenharia permitiu que as marcas pudessem

desenvolver a sua caixa de velocidades dependendo das suas necessidades. Assim

sendo, a Engenharia influencia os resultados seja nos motores ou nas caixas de

velocidades. A Engenharia influencia tudo neste desporto.

Figura 6 – Caixa de Velocidades de um F1 [11]

12

2.2.3 O Volante

Os condutores de Formula 1 (F1) não podem perder o mínimo de concentração

para operar certos controlos, ou tentar olhar para pequenos painéis de instrumentos.

Por essa razão, esses controlos e instrumentos da era moderna dos carros de F1

migraram quase todos para o volante, tornando-o na principal interface entre o

condutor e o carro.

Os carros usados antigamente (figura 6) usavam

volantes tirados quase directamente de carros normais

que circulavam na estrada. Estes eram normalmente

feitos de madeira (o que obrigava os condutores a usar

luvas) e o mais largo possível sem provocar

constrangimento, para reduzir a força necessário para

virar o veículo. Enquanto os carros foram progressivamente diminuindo de tamanho e

o cockpit estreitando durante os anos 60 e 70, consecutivamente também o volante

tornou-se mais pequeno para caber o menor espaço possível.

A introdução de mudanças semi-automáticas através das actuais “patilhas”

marcaram o inicio de mover os controlos para o mais próximo possível dos dedos do

corredor. Os primeiros botões a aparecer na parte da frente do volante foi o “botão

neutro” (vital para por o carro em ponto morto no caso de o carro derrapar e rodopiar)

e o de comunicação via rádio com a equipa.

À medida que os tempos foram avançando a

tendência continuou. Tirando o acelerador e o

travão, poucos carros de Formula 1 tem outros

controlos fora do volante (figura 7). Os botões

costumam ser usados para funções “on/off”, como o

ligar o sistema de limitação de velocidade nas

boxes; ou então, controlos rotativos que permitem alterar algumas definições do carro,

como o programa de controlo de tracção, a mistura de combustível e até a influência

dos travões de frente/trás – ou seja, todo o tipo de aspectos que o condutor pode

desejar alterar conforme as condições durante a corrida. Entre as mais recentes

adições está o botão que activa o sistema KERS (sistema explicado no cap. 2.2.6), e

controlos da asa dianteira.

Figura 7 - Carro de F1 (1993) [13]

Figura 8 - Volante da Mercedes 2010 [14]

13

Para além de botões também há um

pequeno ecrã LCD com luzes “ultra-claras” que

informam o condutor a altura ideal para comutar a

mudança. O Controlo de Corrida também pode

enviar para o condutor informações sobre alguma

bandeira que tenha sido mostrada.

O volante foi desenhado para não rodar mais que três quartos de volta para

que não seja preciso virar continuamente para fazer uma curva. Desta forma, apenas

existem dois encaixes onde o condutor põe as mãos.

Uma das partes mais tecnicamente complexas de todo o carro de F1 é o

conector que liga o volante à direcção do carro. Esta tem que ser suficientemente forte

para aguentar com as forças de mudança de direcção e para providenciar todas as

conexões eléctricas com o carro. Para além disso, as regulamentações da FIA

afirmam que o condutor tem que ser capaz de sair do carro em pelo menos 5

segundos, não retirando nada excepto o volante.

Actualmente os carros de F1 correm com direcção assistida, reduzindo as

forças necessárias transmitidas pelo volante. Esta vantagem permitiu aos designers

continuar a diminuir o tamanho do volante (figura 9), sendo normalmente quase

metade do volante de um carro normal. [16]

Esta evolução do volante permitiu ao condutor dispensar menos concentração

a alterar definições do carro e incrementá-la na corrida.

Figura 9 - Volante no cockpit. [15]

14

2.2.4 Segurança na Fórmula 1

Sistema HANS

O Sistema HANS (Head and Neck Support) (figura 10)

foi inventado na década de 80, pelo Dr. Bob Hubbard, um

professor de Engenharia biomecânica na Universidade do

Michigan.

Introduzido na fórmula 1 em 2003, o sistema HANS

consiste numa estrutura em carbono, com duas correias e dois

fixadores, sistema este que é colocado na zona cervical do

condutor, debaixo do cinto de segurança, e fixado no capacete do condutor. Esta

estrutura impede que o condutor contraia lesões cervicais, e também não permite que

o condutor atinja o volante do carro com a cabeça.

Funcionamento

O sistema HANS funciona com base num

simples princípio. Quando ocorre um impacto, as

correias que estão presas ao capacete controlam o

movimento da cabeça do condutor. As forças

geradas pelo movimento da cabeça (figura 11) são

absorvidas e distribuídas pela estrutura em

carbono para o sistema do cinto de segurança, em

vez de serem absorvidas pela cabeça e pelo pescoço, sujeitando o piloto a lesões.

Este sistema consegue reduzir o movimento da cabeça num acidente em 44%,

a força aplicada no pescoço em 86%, e a aceleração da cabeça em 68%. [19]

Figura 10 - Sistema HANS [17]

Figura 11 - Movimento do condutor

num impacto, com sistema HANS [18]

15

2.2.5 F-Duct – A última inovação da Fórmula 1

A McLaren no inicio desta época encontrou um “buraco” nos regulamentos para

2010, o que lhes permitiu desenvolver um sistema para desaccionar o funcionamento

da asa traseira em recta, quando o carro se desloca a velocidade máxima. Assim,

permitia-lhes ter um máximo de aerodinâmica nas zonas mais técnicas da pista e uma

maior velocidade de ponta nas rectas.

Decidiram então colocar uma entrada de ar acima do piloto e outra

imediatamente á frente do local onde o piloto se encontra sentado (cockpit). Daí o ar

circularia por um canal, passando pelo cockpit, até à asa traseira. A conduta de ar ao

passar pelo cockpit permitiria ao piloto usar o F-Duct, ou seja decidir se quer “anular” a

função aerodinâmica da asa traseira ou não. Para isso, os pilotos da McLaren

precisam de usar a perna esquerda (que nas rectas não seria precisa para nada, visto

que é só acelerar a fundo com a perna direita) para tapar a conduta que passa no

cockpit e assim accionar o F-Duct.

A asa traseira é usada para aumentar aerodinâmica dos carros de Formula 1

nas curvas. Isto é, a asa gera downforce, o que permite “agarrar” o carro ao chão e

assim permite curvar a velocidades mais elevadas e muito mais eficazmente. O facto

de a McLaren anular o uso da asa traseira em recta, através do F-Duct, significa que o

carro deixa de gerar downforce e assim se torna mais rápido.Com o uso do sistema F-

Duct, os pilotos da McLaren usufruem de toda a aerodinâmica possível nas curvas e

conseguem ganhar 6km/h em recta, em relação aos carros que não usam o F-Duct.

Figura 12 – Aerodinâmica do F-Duct [20]

16

2.2.6 Sistema KERS

O Sistema KERS (Kinetic Energy Recovering System) tal como o nome indica,

é um sistema de recuperação de energia. Apesar de ser chamado de sistema, o KERS

é na verdade um conceito. Isto porque existem diversos sistemas utilizados para

atingir o objectivo do KERS. O objectivo do KERS é acumular a energia gerada nas

travagens, que em condições normais seria desperdiçada, e usá-la quando o carro

acelera.

O KERS surgiu inicialmente na Formula 1 como um sistema opcional, sendo

assim escolha das equipas a sua utilização ou não quando bem entendessem. As

regras dos comissários da F1, permitiam que as equipas que queriam usar o KERS o

pudessem desenvolver ou comprar a terceiros.

A reutilização da energia acumulada no KERS contribuiria com 10% da

potência máxima de um motor F1, o que na prática é muito útil em rectas para atingir

maior velocidade de ponta e ultrapassar. O regulamento da F1 para o sistema KERS,

limita o KERS a libertar no máximo 400 kJ e não mais de 60 kW num determinado

instante. O regulamento proíbe também qualquer sistema que controle o KERS, assim

o piloto usa um botão no volante para ligar e desligar o KERS.

Na prática, o piloto pode usar toda a potência adicional do KERS (81,5cv)

durante 6,7s por volta. Assim, os carros que possuírem o KERS podem usufruir de

uma maior velocidade de ponta durante 6,7s por volta.

17

2.2.7 Pneus

Os pneus são dos constituintes mais importantes de um carro de fórmula 1,

visto que realmente é a única parte do veículo que contacta o solo. Assim, estes foram

sofrendo alterações tanto ao nível da composição como da sua forma, gerando uma

busca incansável pelo pneu mais apto á prática do desporto.

2.2.7.1 Constituintes

Houve um enorme progresso na tecnologia de pneus (figura 13) a partir da

metade do século XX. Hoje, as fórmulas que se usam são segredos bem guardados,

mas os ingredientes principais incluem a borracha, o preto de carbono, óleos, o

enxofre e os aditivos. [21]

2.2.7.2 Pneus de Chuva

Os pneus de chuva (figura 14), tal como o próprio nome indica são pneus que

foram desenvolvidos exclusivamente para corridas em que o piso se encontra

molhado, pois caso contrário sobreaqueceriam e iriam pôr a segurança do piloto em

causa. Este tipo de pneu contém nervuras que servem para escoar a água, impedindo

que se forme uma película de água entre o pneu e o solo, película essa altamente

perigosa geradora de fenómenos de hidroplanagem, que fazem perder o controlo do

Figura 13 - Evolução dos pneus de F1 [22]

18

carro. Cerca de um terço da superfície de

contacto do pneu com o solo empurra a água

para os canais de drenagem, o terço central

mantém a zona de contacto limpa e o terço

situado em ambos os extremos assegura a

aderência. Uma grande parte do calor gerado

pelas nervuras do pneu é dissipado na água, o

que não se sucede em pisos secos, daí este

tipo de pneu ser usado unicamente em pisos

molhados. [24]

2.2.7.3 Pneus “Slicks”

Os pneus "slick" (figura 15) foram

desenvolvidos exclusivamente para pisos

secos, sendo pneus completamente lisos.

Este tipo de pneu em primeiro lugar

oferece uma maior superfície de contacto

com o solo do que um pneu com desenho

e em segundo lugar é capaz de suportar

temperaturas mais elevadas. Tendo o

pneu uma maior superfície de contacto, há

uma tendência dos carros a gerarem mais

aderência no conjunto de rodas dianteiras

(cerca de mais 20%), o que melhora tanto

a performance como a segurança do piloto. [25]

Figura 14 - Pneu de chuva [23]

Figura 15 – Pneus “Slick” [26]

19

2.3 Futebol

2.3.1 Estádios de Futebol

Os estádios de futebol, embora não influenciem directamente o desporto,

contribuem claramente para melhores condições de jogo e ambientes de grande

espectacularidade. Desde o início deste desporto os estádios têm sofrido várias

evoluções, mas só agora atinge o seu auge, chegando-se ao ponto de já se

equacionar estádios subterrâneos.

2.3.1.1 Cobertura

Com o desenvolvimento dos estádios surgiu a cobertura (figura 16), que neste

caso é benéfica tanto para os jogadores como para os adeptos, visto que reduz em

grande parte as adversidades causadas pelo tempo. No caso de países em que a

probabilidade de precipitação é forte, já foram implantadas coberturas capazes de

abrir e fechar, de modo a reduzir o impacto causado pelas chuvas e a aproveitar o

máximo de energia solar, verificando-se nestes mecanismos o contributo da

Engenharia Mecânica.

Figura 16 - Cobertura de um estádio de Futebol [27]

20

2.3.1.2 Bancadas

Tendo o futebol ao longo dos tempos sido considerado o desporto rei em

muitos países, o número de adeptos foi aumentando progressivamente, surgindo

assim a necessidade de criar estádios com maior capacidade. Actualmente podemos

encontrar facilmente estádios com uma capacidade igual ou superior a 50 mil pessoas,

o que amplia sem dúvida o apoio às equipas e por consequência a auto-estima de

cada jogador. Para além disto é de realçar que cada vez mais, os adeptos usufruem

de melhores condições enquanto assistem aos jogos, o que funciona como mais um

razão para ir ao estádio, verificando-se assim um crescimento nas receitas dos clubes.

2.3.1.3 Relvado

A qualidade do relvado num estádio ocupa um papel preponderante no que

toca à qualidade de jogo produzida, sendo assim, foram desenvolvidas estratégias de

acordo com o clima apresentado pelas cidades para que o relvado se encontrasse

sempre nas melhores condições. Tendo em conta que existem climas em que seria

praticamente impossível a implantação de um relvado natural, foram desenvolvidos

relvados sintéticos para que fosse possível obter uma boa qualidade de jogo mesmo

em condições de temperatura bastante adversas. Por outro lado, temos o caso

particular do Arena AufSchalke (estádio da equipa alemã FC Gelsenkirchen-Schalke

04) que devido a mecanismos desenvolvidos é possível fazer deslizar o relvado para

fora do estádio (figura 17). Este mecanismo é de grande utilidade visto que o relvado

pode receber mais luz solar ao estar fora do estádio e no caso de outros eventos pode

ser retirado, preservando assim a sua qualidade.

Figura 17 - Mecanismo de deslizamento do relvado [28]

21

2.3.2 Apoio à arbitragem

2.3.2.1 A tecnologia da linha de golo

A tecnologia da linha de golo foi um sistema (figura 19) proposto pelas marcas

Adidas e Cairos Technologies AG, como forma de verificar, em lances duvidosos, se a

bola entrou na baliza ou não.

Funcionamento

Este sistema é constituído por quatro

componentes distintos:

- O campo magnético que é gerado por uma

corrente eléctrica que percorre uma série de finos cabos

eléctricos instalados na grande área e atrás da linha de

baliza;

- A bola (figura 18) que contém sensores

capazes de medir o campo magnético gerado pela corrente, e um transmissor que

envia a informação obtida para as antenas receptoras;

- Os receptores que recebem a informação codificada e a enviam param um

computador que irá determinar se a bola ultrapassou a linha de golo ou não;

- O árbitro que recebe a informação fornecida pelo computador no seu relógio,

através de um sinal de rádio codificado, a dizer se é golo ou não.

Em resposta a críticas que dizem que este método

abrandaria o decorrer do jogo, a empresa Cairos

Technologies AG garante que o processo de transmissão

de informação, desde a medida dos campos magnéticos

até o árbitro receber a informação, demora menos de um

segundo.

Segundo a empresa Cairos Technologies AG, o facto de a bola ter um chip

incorporado no seu interior não afecta a mobilidade da bola, uma vez que o chip

localiza-se no centro desta, e o peso do sistema electrónico incorporado na bola é de

Figura 18 - Bola Adidas com chip

incorporado [29]

Figura 19 - Sistema proposto

pela Cairos Technologies AG [30]

22

apenas 15 gramas, se tivermos em conta que uma bola de futebol tem de ter um peso

entre 410 e 450 gramas.

A FIFA (Fédération Internationale de Football Association) já testou esta

tecnologia no Mundial de clubes de 2007. [31]

2.3.2.2 “Olho de Falcão”

O “olho de falcão” é um sistema informático utilizado em diversos desportos

(cricket, ténis e râguebi) que permite seguir a trajectória da bola e reproduzir uma

imagem definida dessa mesma trajectória.

No futebol, já houve a tentativa de implantação desta tecnologia no âmbito da

discussão das “tecnologias da linha de golo”. Este sistema teve como concorrente a

bola de futebol da Adidas implantada com um chip.

Funcionamento

Em relação ao futebol, esta

tecnologia iria ser usada para verificar se

a bola teria transposto a linha de golo ou

não. Este sistema seria baseado no

princípio da triangulação (figura 20),

utilizando seis câmaras colocadas

estrategicamente em diferentes zonas do

campo, de modo a poder obter uma imagem a três dimensões.

As câmaras estariam programadas para detectarem o movimento da bola na

zona da linha de golo, e transmitirem um sinal ao árbitro indicando se a bola entrou na

baliza ou não. De notar que as câmaras também estão programadas para transmitir a

informação ao árbitro no espaço tridimensional da baliza, ou seja, não indica se a bola

sai fora do campo pela linha de fundo.

Figura 20 – Triangulação [32]

23

As câmaras do sistema funcionam a 500 frames por segundo (as câmaras

televisivas normais captam imagens a 25 frames por segundo), ou seja, captam uma

imagem clara do que está a acontecer na linha de baliza. A existência de seis câmaras

permite ver a bola em pelo menos um dos ângulos (no caso de haver confusão à volta

da linha de golo). Este sistema permite também detectar a bola se apenas 25% desta

estiver visível. [33]

Esta tecnologia contribui para que um jogo de futebol seja mais justo, apesar

de receber inúmeras críticas que defendem que ao introduzir este sistema, se estaria a

tirar emoção ao desporto.

24

3. Conclusão

A Engenharia, ao longo dos tempos, tem-nos proporcionado grandes evoluções

em vários domínios da sociedade, nomeadamente no campo desportivo.

Apesar de, neste trabalho, só terem sido abordadas três modalidades

desportivas, é, sem dúvida, possível chegar à conclusão de que a Engenharia

influencia os resultados contribuindo para a melhoria do desempenho dos atletas em

particular e da qualidade do desporto em geral.

A Engenharia evolui, ainda, como resposta às necessidades que surgem nos

diversos âmbitos desportivos, influenciando positivamente o desporto, permitindo criar,

de certa forma, soluções para ultrapassar dificuldades e optimizar os resultados.

O contributo da Engenharia pode, também, materializar-se em métodos mais

justos e imparciais na realização e na avaliação das competições desportivas.

Concluímos neste trabalho que a Engenharia será sempre um parceiro

imprescindível do desporto.

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