Oggi cominciamo con l’analizzare le novità che son state introdotte sulle trasmissioni, passate in breve tempo dalla guarnitura con tre corone a quella monocorona (con conseguente incremento del numero dei pignoni, arrivati fino a 12).

 

Comincio volutamente, proprio per portarmi agli antipodi rispetto alle ultimissime novità sul mercato, col considerare le 26”, applicando ad esse i confronti che seguono. Più avanti, in un successivo articolo, farò invece proprio un confronto tra i tre formati di ruota (26”, 27”, 29”), analizzandoli sotto il profilo dinamico (studiando in particolare attriti e inerzia) così da darvi degli elementi su cui poi ciascuno potrà fare le sue valutazioni (e le sue scelte, quando dovrà magari cambiare mountain bike).

Nello schema allegato, ho messo a confronto i tipi di trasmissione più significativi.

Partiamo dalla 3×9 si vede subito che i rapporti utilizzabili sono 15, e non 27, come farebbe erroneamente supporre il fatto di avere teoricamente 9 rapporti disponibili per ciascuna delle 3 corone. Infatti, per evitare di pedalare con la catena “intraversata” (che provocherebbe maggiore usura, problemi nele “cambiate” e salti di catena), con la corona grande utilizziamo i primi 5 pignoni, con la media i 5 centrali, e con la piccola i 5 più piccoli). Tra questi 15 rapporti, vediamo che ci sono due coppie pressoché identiche (infatti il 42/18 equivale al 32/14, e il 32/24 equivale al 24/18), per cui i rapporti effettivamente disponibili sono 13.

Prima di proseguire, ricordiamo che il rapporto (che si ottiene dividendo il numero di denti della corona per quello del rocchetto) coincide col numero di giri che compie la ruota per ciascun giro completo di pedali. Ad esempio, se utilizzo il 42/14, poiché 42:14=3, la ruota compirà 3 giri per ciascuna pedalata.

Cambio di marcia e diminuzione percentuale dello sforzo

Un’altra osservazione che ci sarà utile è questa: supponiamo, cambiando marcia, di passare dal 42/12 (rapporto=3,5) al 42/14 (rapporto=3). Come sappiamo, quando alleggeriamo il rapporto (come in questo caso), percepiamo immediatamente di dover esercitare meno forza sui pedali. Ma di quanto diminuisce percentualmente questa forza? La risposta è semplice: la diminuzione, in termini percentuali, è identica alla differenza relativa (sempre espressa in termini percentuali) tra i due rapporti. Pertanto, poiché la differenza tra i due rapporti è data da 3,5-3=0,5, se rapportiamo questo valore al primo rapporto (ovvero quello pari a 3,5) abbiamo 0,5/3,5=0,14 , che significa quattordici centesimi o, che è lo stesso, 14%. Cambiando marcia, quindi, sentiremo la forza che applichiamo sui pedali diminuire del 14% .

Questo ci porta a un’ulteriore osservazione; supponiamo adesso di passare dal rapporto 32/18 (pari a 1,78) a quello 32/21 (pari a 1,52). La differenza tra i due rapporti è data da 1,78-1,52=0,26 , mentre nel caso precedente (passando dal 42/12 al 42/14) avevamo una differenza pari a 0,5. Questo però non deve trarci in inganno, facendoci erroneamente pensare che nel primo caso, essendo 0,5 maggiore di 0,26, il nostro sforzo diminuisca di una quantità maggiore rispetto al secondo caso. Ciò che conta infatti, come detto prima, è la variazione percentuale del rapporto, e quindi dello sforzo. Pertanto se calcoliamo, come prima, la differenza percentuale tra il 32/18 e il 32/21, otterremo quanto segue: rapportiamo la differenza tra i rapporti (data appunto da 1,78-1,52=0,26) al rapporto 32/18 (pari come detto a 1,78). Otterremo 0,26/1,78=0,146 o, in termini, percentuali, 14,6%. La diminuzione della forza che dovremo esercitare sarà in questo caso, pari al 14,6%, quasi identico al valore del 14% rilevato per il caso precedente (e quindi anche il “sollievo” sulle nostre gambe sarà circa lo stesso).

Bene, detto questo, osservando la tabella ci accorgiamo che la variazione di sforzo che si ottiene nella trasmissione 3×9, passando da una marcia all’altra, è molto uniforme, e assume valori che variano tra il 9 % (ad esempio nel passaggio dal 42/11 al 42/12) e il 14% (come nei casi visti prima e, in generale, nella maggior parte delle “cambiate”). Quest’uniformità di funzionamento è probabilmente la caratteristica più importante in un cambio, perché permette al motore (che in questo caso siamo noi) di dosare l’erogazione di potenza nel modo più uniforme possibile, consentendogli di funzionare sempre in condizioni vicine a quella di massimo rendimento (il che significa che, a parità di energia spesa, andiamo più veloci) .

Confronto tra trasmissioni 3×9 e monocorona

Fatte queste considerazioni, che son valide per qualunque tipo di trasmissione, passiamo al confronto tra la 3×9 e l’ultima arrivata, la monocorona. L’argomento che viene portato a vantaggio di quest’ultima  (la monocorona) è quello che la cambiata non implica la “difficoltà” del cambio corona. Se però andiamo ad analizzare una delle “cambiate” di corona sulla trasmissione 3×9, ad esempio quella per passare dal 42/18 al 32/16 (ricordiamoci che il 32/14 è un rapporto equivalente al 42/18, e quindi adesso non ci serve utilizzarlo), avremo che la cambiata avverrà con la catena che scende di una posizione sia sulle corone (dalla 42 alla 32) che sui rocchetti (dal 18 al 16). Questa è una cambiata che alleggerisce il rapporto (passiamo dal 42/18=2,33 al 32/16=2, con un decremento percentuale dello sforzo pari al 13%), e si utilizza ad esempio quando la pendenza della strada aumenta. Come sappiamo per esperienza, quando la pendenza aumenta, aumenta il nostro sforzo sui pedali, e conseguentemente aumenta anche la tensione cui è sottoposta la catena; questo rende più difficoltosa la cambiata che comporti un passaggio da un rocchetto a quello adiacente più grande. E’ chiaro quindi che la cambiata dal 42/18 al 32/16, comportando invece la “discesa” della catena (si passa sia a una corona che a un pignone più piccoli) è addirittura più semplice rispetto alla cambiata in una trasmissione monocorona, in cui la catena deve salire, per alleggerire il rapporto, al rocchetto superiore.

E’ chiaro che, se invece dovessimo passare dal 32/16 al 42/18 (“appesantendo” il rapporto), la situazione sarebbe inversa. Ma ciò avverrebbe qualora avessimo la necessità di aumentare il rapporto per andare più veloci, come accade ad esempio quando passiamo da un tratto piano a uno in discesa, e noi sappiamo che, in questo caso, le gambe sentono diminuire lo sforzo che stanno effettuando e contemporaneamente anche la catena vede diminuire la tensione cui è sottoposta (e pertanto riesce a salire su corona e pignone più grandi senza avvertire alcuna difficoltà).

Scalare repentinamente di marcia con le sole corone

Proseguiamo adesso il confronto tra la 3×9 e il monocorona, considerando quella che è una situazione classica dei percorsi da mountain bike, ovvero il brusco cambio di pendenza. La tripla corona ha probabilmente il suo maggior pregio nella capacità di affrontare al meglio questa situazione, ed è questo uno dei motivi per cui, fin dalla sua nascita, è stata adottata sulle mountain bike (addirittura si usava anche la quadrupla). Il monocorona sarebbe stato realizzabile senza alcun problema anche allora, e pertanto affermare che “i progressi tecnologici lo hanno reso possibile solo oggi” è un affermazione, dal punto di vista tecnico, errata.

Passiamo quindi ad esaminare una classica situazione in cui, al termine di una discesa veloce, ci si pari davanti una salita con parvenze da muro. In questa situazione, il tempo che abbiamo a disposizione prima che le nostre gambe si piantino sui pedali è brevissimo. Se a questo aggiungiamo che l’inerzia della nostra bici si esaurisce quasi istantaneamente, dato che le ruote non rotolano su un liscio nastro d’asfalto, ma su terra e sassi, va da se che una trasmissione studiata appositamente (ovvero la multicorona) ci evita di poggiare i piedi a terra. Certo, si potrebbe obiettare che si può cambiare rapporto, alleggerendolo, già durante la discesa. Ciò è sicuramente possibile in un circuito da gara xc, che i ciclisti studiano metro per metro nei giorni prima della partenza, ma non certo in un’escursione, dove la salita al 15% magari ti si para davanti dopo una curva stretta, o compare all’improvviso lungo un sentiero nel bosco.

Vediamo come si comporta una 3×9: supponiamo di trovarci in discesa, spingendo il rapporto 42/18, che equivale a 2,33 giri della ruota per pedalata. Qualora ci si parasse improvvisamente davanti un muro, avremmo una sola possibilità per cavarcela, ovvero: buttar giù la marcia dalla corona 42 alla 24, con una doppia cambiata a scendere. Questo porterà istantaneamente il rapporto al 24/18, pari a 1,33 giri ruota a pedalata, e la cambiata sarà agevolata dal fatto che la catena deve scendere. Se vogliamo calcolarci di quanto diminuisce, in questo modo, il nostro sforzo sui pedali, ragioniamo come fatto in precedenza: la differenza tra i due rapporti è pari a 2,3-1,33=1; rapportiamo questa differenza al rapporto iniziale, e abbiamo: 1:2,33=0,43 che, in termini percentuali, è pari al 43%. Ciò significa che, con la “manovra d’emergenza” che la tripla corona consente, abbiamo abbattuto in un colpo solo lo sforzo sui pedali di quasi la metà.

Consideriamo adesso il monocorona, e vediamo cosa avremmo dovuto fare per ottenere lo stesso risultato. Osservando  la tabella, vediamo che il rapporto 42/18 (pari a 2,33) della guarnitura 3×9 corrisponde circa al 34/15 (pari a 2,29) della monocorona. Se volessimo cambiare fino a raggiungere un rapporto equivalente al 24/18 della 3×9 (pari a 1,33), dovremmo portarci sul 34/28 del monocorona. Questo significherebbe che la catena dovrebbe salire di ben 5 rocchetti, con cambiata peraltro ostacolata dal fatto che la catena, che starebbe già lavorando in forte trazione a causa della rampa, incontrerebbe resistenza a salire anche solo su un pignone superiore; inoltre, ammesso che si riuscisse a effettuare le cinque cambiate, queste richiederebbero un tempo tale che, esauritasi l’inerzia della bici, le nostre gambe si sarebbero già piantate da un pezzo a causa dello sforzo eccessivo richiestogli.

Confronto tra i rapporti disponibili

Un’ultima importante considerazione da fare, nel confronto tra 3×9 e monocorona, riguarda il fatto che in quest’ultima mancano i rapporti più lunghi. Il rapporto più elevato che quest’ultima consente è infatti il 34/11, pari a 3,09 giri ruota per pedalata. Questo equivale al 42/14 della 3×9, che è pari a 3 giri di ruota per pedalata. Con un rapporto come questo, supponendo di pedalare con una frequenza di 90 giri di pedale al minuto (che peraltro riesce a raggiungere chi è ben allenato mentre, se vogliamo riferirci a un dignitosissimo “escursionista della domenica”, è più verosimile considerare una frequenza di 60-70 pedalate/minuto), si ottiene una velocità di circa 36km/h (ma che si riduce a 24-28km/h per l’escursionista “domenicale”). Come sappiamo bene, nelle discese in mountain bike si superano spesso, e anche di parecchio, queste velocità, e spesso, specie nelle lunghe discese, si pedala, sia per rilanciare la velocità che per tenerla alta. Ciò significa che, con un monocorona, non siamo in grado di spingere sui pedali quando la bici affronta una discesa a oltre 36km/h, salvo pedalare oltre le 90 pedalate al minuto, il che però, oltre a portarci spesso e volentieri a frullare a vuoto, rischierebbe di peggiorare la nostra stabilità sul mezzo.

La trasmissione 3×9, invece, consente due rapporti più elevati, il 42/12 e il 42/11, che, a 90 pedalate al minuto, corrispondono alle velocità rispettivamente di 41km/h e 45km/h che, come sappiamo, sono velocità che la mountain bike raggiunge e supera su uno dei terreni che affronta spesso, ovvero la discesa veloce. Sono invece due rapporti di cui si può tranquillamente fare a meno in un circuito da gara xc, dato che, avendo questo una lunghezza di pochi km, le discese sono brevi e quei rapporti diventano inutili.

Per chiudere questo primo confronto, va aggiunto il fatto che la trasmissione monocorona non presenta dei vantaggi in termini di peso (la sola scatola pignoni 11-46 XT pesa oltre mezzo chilo, contro i 260 grammi del pacco pignoni 11-32 XT della 3×9, e sommando comando cambio, deragliatore, 2 corone in più e cavo+guaina, i pesi  diventano equivalenti), e costringe la catena a lavorare, man mano che si sposta verso i pignoni estremi, fortemente intraversata (il che causa usura delle parti e, seppur lieve, perdita di potenza). Il cambio posteriore, inoltre, per poter gestire il passaggio dal pignone 11 al 46, che ha diametro più che quadruplo rispetto al  primo, ha una gabbia molto lunga che aumenta il rischio di urti (e danneggiamenti) contro pietre e irregolarità varie del terreno che, se in una gara di xc al massimo ti costringono al ritiro, in una escursione ti fanno tornare a casa a piedi.

Come applicare queste considerazioni alle 29″

Tutto quanto scritto finora, si riferisce a mountain bike con ruote da 26”. Se invece vogliamo considerare una 29”, è sufficiente notare che, essendo il suo diametro ruota maggiore dell’11% rispetto a quello della 26”, anche la velocità sviluppata, a parità di rapporto, sarà maggiorata della stessa percentuale. Ciò significherà che, in luogo dei 36km/h, si raggiungeranno i 40km/h; tuttavia, il rapporto più leggero, ovvero il 34/46 (pari a 0,74) equivarrà circa al 24/28 della trasmissione 3×9 usata sulla 26”; ciò significherà che è come se non avessimo il rapporto 24/32 di quella stessa 3×9; ma questo rapporto, salvo avere gambe molto allenate, è indispensabile nelle lunghe e ripide salite.

Direi che possiamo chiudere qui il confronto “3×9 vs monocorona”. Ciascuno, in base all’oggettività dei numeri (e al netto delle mie considerazioni personali, che ho cercato di limitare al minimo), è adesso in grado di valutare da se quale tipo di trasmissione è più adatta alle sue caratteristiche.

Passiamo adesso alle trasmissioni con corona doppia

Ho volutamente ignorato le 2×10 in quanto, per quello che è il fine di questa analisi, anche con 9 pignoni si ha una variazione uniforme e graduale nel cambio dei rapporti.

I discorsi fatti nel confronto precedente, possono essere traslati pari pari qui, per cui ciascuno è in grado di fare da se tutti i raffronti.

Vediamo invece come variano alcune caratteristiche, tra 3×9 e 2×9.

Innanzitutto, analizziamo di quanto, in una 2×9, si riesce a “buttar giù” la marcia cambiando corona, quando ci si trova una salita ripida improvvisa, al termine di una discesa (in questo caso, avendo due sole corone, non potremo fare un doppio salto come con la 3×9): nella 2×9 con corone 40-28, il passaggio dal 40/17 al 28/17 comporterà una diminuzione relativa del rapporto, e quindi dello sforzo sui pedali, pari al 30% (con la 3×9, avevamo visto che la diminuzione era del 43%). Con la 2×9 con corone 38-24, invece, passeremo dal 38/14 al 24/16, con diminuzione relativa del rapporto (e dello sforzo) pari al 37% (ancora inferiore al 43% che si ottiene con la 3×9).

Per quanto riguarda poi i valori dei rapporti utili delle 2×9 (che sono in totale 12, per evitare che la catena lavori in traversata, e soprattutto perché gli altri sono dei doppioni), abbiamo che la trasmissione che utilizza le corone 38-24 ha come rapporto più leggero il 24/32 (pari a 0,75), identico al rapporto più leggero della 3×9; il suo rapporto più pesante, il 38/11 (pari a 3,45) è circa uguale al 42/12 della trasmissione 3×9 (che però in più ha anche il rapporto 42/11, e quindi consente velocità maggiori).

La trasmissione con corone 40/28, invece ha il rapporto più leggero che è un po’ più pesante di quello della 3×9 (0,82 contro 0,75, il che significa dover esercitare uno sforzo maggiore di circa il 10%); il rapporto più pesante, invece, è pari a 3,64, mentre quello della 3×9 è un po’ più grande (3,82) e consente una velocità maggiore.

Anche le trasmissioni 2×9, quindi, hanno una gamma di rapporti inferiore rispetto alle 3×9.

La trasmissione 3×7

A tal proposito, è interessante esaminare una trasmissione che ormai viene relegata nel campo dell’archeologia ciclistica, ovvero la 3×7. Come si vede, la gamma di rapporti della trasmissione presa in considerazione, spazia dal 44/11 (pari a 4, quindi addirittura superiore al rapporto più elevato della 3×9) al 22/28 (pari a 0,79, pressoché analogo al minore della 3×9). Inoltre, scalando di due corone, si può passare dal 44/15 al 22/15, con riduzione dello sforzo pari al 50%, addirittura superiore a quella della 3×9). I rapporti utili (sempre per evitare di lavorare con catena in traversata, e scartando i doppioni) sono 12, con variazioni percentuali intorno al 15% (e pertanto efficaci per avere un’erogazione di potenza uniforme).

Ora, per quanto possa apparire paradossale, da questo confronto (perlomeno, se ci riferiamo all’evoluzione commerciale delle trasmissioni, che non necessariamente coincide con la reale evoluzione tecnica), e sulla base dei numeri ottenuti (che sono dei dati oggettivi), la trasmissione 3×7 risulta essere quella che dispone dell’intervallo più ampio di rapporti, che ne consente il salto più elevato del valore (scalando da prima a terza corona, o viceversa) e che è anche la più leggera (ma comunque si parla di poche decine di grammi di differenza).

Naturalmente, poi, ciascuno sceglierà la trasmissione più adatta alle sue caratteristiche atletiche, e soprattutto all’uso che fa della mountain bike. Ciascuna trasmissione presenta delle caratteristiche oggettive, che son quelle che si è cercato qui di rappresentare tramite valori numerici. Ciò che è soggettivo, poi, è la preferenza per l’una o per l’altra, e spero che questa disamina possa essere utile per effettuare la scelta migliore.

A rileggerci presto col prossimo articolo, che probabilmente tratterà le differenze tra i diversi formati di ruote, studiandone in particolare l’attrito, l’inerzia e le altre caratteristiche dinamiche che le differenziano.

A presto

Stefano Tuveri

(ingegnere e progettista/collaudatore meccanico)