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SEGUE DALLA TERZA PUNTATA: LA SCELTA DELLA LARGHEZZA DEGLI PNEUMATICI PER BDC

La scorsa volta abbiamo analizzato la scorrevolezza degli pneumatici per le bici da corsa. Quanto visto, oltre ad essere utile per gli stradisti, è propedeutico per comprendere quanto affronteremo in questo nuovo articolo, dedicato a quelle tipologie di bici che vanno dalle gravel, alle bici da trekking, fino alle mountain bike allestite con gomme “stradistiche”. In pratica, questa volta dedicheremo la nostra attenzione alle varie tipologie di pneumatici, lisci, scanalati o con tassellatura leggera, adatti per l’uso misto su asfalto e sterrate in buone condizioni.

Per loro, a differenza delle bdc, l’attrito volvente ha un’incidenza ben superiore sul totale della potenza erogata. Questo rende il discorso più ampio e, dato che queste bici viaggiano su fondi stradali piuttosto vari, i risultati che otterremo saranno utili in particolare per mettere a punto la nostra bici in funzione dell’utilizzo che se ne deve fare. L’ideale sarebbe poter montare, volta per volta, pneumatici di larghezza adatta all’itinerario da affrontare. Poiché però questo significherebbe sostituire gli pneumatici a ogni uscita, o avere più ruote allestite con pneumatici differenti, il che è molto improbabile possa avvenire per chi non sia un professionista (di cosa poi?, di trekking bike?!), vedremo come si può (o meglio, si deve) intervenire in modo efficace sulla pressione degli pneumatici in base all’itinerario che si deve affrontare.

Per cominciare, richiamiamo un principio che avevamo visto la volta scorsa a proposito degli pneumatici per bdc, ovvero: all’aumentare della larghezza, la pressione massima ammissibile (che è quella da utilizzare nell’uso su asfalto) diminuisce. Avevamo anche visto che utilizzare valori di pressione superiori a quelli massimi ammissibili, aumenta la resistenza al rotolamento (quindi si fatica di più o, se preferite, a parità di fatica si va più lenti).

Questo principio vale, in generale, per tutti gli pneumatici lisci (per i tassellati c’è ugualmente una pressione massima ammissibile, ma si determina in altro modo in quanto dipende da altri fattori). Vale quindi anche per quelli che considereremo oggi.

Partiamo quindi da una constatazione tecnico-scientifica, ovvero: dire che pneumatici più larghi abbiano una migliore scorrevolezza (come affermano alcuni marchi, e come rilanciano alcune recensioni “tecniche” di riviste cartacee e telematiche) è assolutamente errato. Anzi, si tratta di un’autentica sciocchezza in quanto ignora completamente quali fenomeni fisici determinino l’attrito volvente nel caso degli pneumatici.

Detto questo, passiamo a vedere cosa accade a uno pneumatico quando rotola: l’appiattimento della superficie a contatto col terreno, genera sui fianchi ad essa adiacenti uno “spanciamento”. Poiché lo spanciamento laterale è una deformazione che durante il rotolamento “cammina” lungo il fianco della ruota, richiederà un lavoro che è funzione della geometria che assume il fianco deformato, che a sua volta dipende anche dall’altezza dei fianchi (direttamente proporzionale alla larghezza del copertone). Analizzando il modo in cui avviene questa deformazione, e creando un modello matematico che la rappresenti, si rileva che l’energia utilizzata per farla “camminare” lungo il fianco dello pneumatico durante la sua rotazione è direttamente proporzionale alla quantità di materiale che costituisce le due fiancate del copertone. Questa poi, a parità di peso specifico dello pneumatico, è a sua volta direttamente proporzionale alla larghezza dello stesso copertone. Ecco quindi che si può affermare che la componente dell’attrito volvente generata da questo fenomeno (che non è l’unica, perché ci sono altre componenti da considerare, legate al movimento dell’aria interna allo pneumatico e allo schiacciamento della gomma e, importantissimo, dei tasselli quando presenti) è direttamente proporzionale alla larghezza dello pneumatico.

Sottolineiamo un’altra cosa molto importante: quanto detto sopra vale, come abbiamo precisato, a parità di peso specifico dei copertoni con differenti larghezze che vengono messi a confronto. Tuttavia, noi sappiamo bene che sul mercato esistono pneumatici che, a parità di larghezza, hanno pesi diversi (ovvero hanno un peso specifico diverso). Un copertone più leggero comporterà chiaramente una massa minore di materiale da “spostare” durante la rotazione. Di conseguenza, avrà un coefficiente d’attrito volvente anch’esso inferiore, nella stessa proporzione.

Allora, più in generale, possiamo dire che più è leggero lo pneumatico e minore sarà la sua resistenza al rotolamento.

A questo proposito, vale quindi la seguente considerazione: avete presente l’affermazione secondo la quale montare delle ruote più leggere ci agevolerebbe nei rilanci grazie alla loro minore inerzia? Avevamo dimostrato in questo articolo pubblicato qualche tempo fa che si tratta di una affermazione grossolanamente errata, che più che i rilanci alleggerisce le nostre tasche, con vantaggi praticamente impercettibili.

Invece, alleggerire gli pneumatici (gli pneumatici, non le ruote!), alla luce di quanto visto poco sopra dà dei vantaggi, e anche piuttosto importanti. Se due cerchi in fibra di carbonio migliorano l’accelerazione in fase di rilancio di una percentuale intorno all’1% (un per cento!!!) a fronte di una spesa di svariate centinaia di euro, un copertone da 500g in sostituzione di uno da 600g riduce l’attrito volvente di circa il 12%. Supponendo di viaggiare a 25km/h (classica velocità media per una bici in assetto “leggero” impegnata su distanze medio-lunghe), l’attrito volvente incide per circa il 50% sulla potenza complessivamente assorbita dal moto (l’altro 50%, se siamo in pianura, è dovuto alla resistenza aerodinamica). Questo significa che, complessivamente, si ha una riduzione di potenza richiesta pari al 50% del 12%, ovvero una riduzione del 6%. E’ una riduzione importante, che si sente eccome sulle gambe, e la si ottiene semplicemente scegliendo gli pneumatici “giusti” e spendendo al più qualche decina di euro (laddove le centinaia di euro spesi per i cerchi in fibra di carbonio danno dei vantaggi risibili).

Ho voluto inserire questa parentesi perché rientra in quello che è l’obiettivo principale di questa serie di articoli, ovvero: aiutarvi a scegliere al meglio la “gommatura” del vostro bolide.

Bene, una volta chiarito questo aspetto FONDAMENTALE della scorrevolezza degli pneumatici, possiamo trarre una conclusione altrettanto importante, ovvero: se l’obiettivo è quello di avere il minor attrito volvente, allora si devono usare pneumatici più stretti e leggeri, punto e basta, non ci sono fanta-teorie che tengano.

I motivi che portano a scegliere pneumatici più larghi e robusti (intendo i motivi validi, non le balle pubblicitarie) sono invece altri, ovvero: la necessità di una maggior tenuta di strada e un minor affondamento in caso di urto con ostacolo (quello che porta alla classica “pizzicatura”). Queste esigenze, trascurabili nel caso delle bici da corsa, cominciano ad avere un certo peso per le tipologie di biciclette (e relativi pneumatici) che consideriamo oggi. Diventano poi sempre più importanti man mano che peggiorano le condizioni del fondo stradale, come vedremo nella prossima puntata dedicata alle mountain bike.

Visto poi che l’abbiamo citato, apriamo una breve parentesi a proposito dell’urto su ostacolo, che ha la sua importanza anche per le tipologie di bici che consideriamo oggi (dato che possono essere usate anche in “fuoristrada”). Attraverso un modello matematico che ho appositamente elaborato, è possibile determinare l’affondamento di uno pneumatico in base alla sua larghezza e pressione di gonfiaggio. Non è certo il caso di descriverlo qui (lo utilizzeremo in seguito per vedere come diverse tipologie di copertoni si comportano in caso di urto), però posso aiutarvi a comprendere intuitivamente cosa accada all’aumentare della larghezza degli pneumatici, con un semplice “esperimento” che potete fare tutti.

Provate a gonfiare alla stessa pressione due pneumatici con larghezze significativamente diverse. Schiacciate quindi con le dita le due ruote (la classica operazione che facciamo quando verifichiamo “a occhio” se abbiamo gonfiato abbastanza la ruota): vi accorgerete che la ruota più stretta è più “morbida” (ovvero si schiaccia più facilmente). Questo vi da l’idea della efficacia nel sopportare gli urti, che migliora all’aumentare della larghezza dello pneumatico.

Questo fenomeno è quello che ci induce in errore quando ad esempio gonfiamo le ruote della nostra bici, con l’anteriore più larga della posteriore. Verificando la pressione pigiando i copertoni con le dita, il fatto che le due ruote appaiano “dure” allo stesso modo, ci fa pensare di averle gonfiate alla stessa pressione. In realtà, se andiamo a misurare con un manometro, ci accorgiamo che l’anteriore (più larga) ha una pressione più bassa. L’errore è dovuto proprio a quanto vi ho spiegato sopra, ma tutto sommato non è un gran problema, perché l’anteriore è bene che abbia pressione inferiore della posteriore (ma queste cose le analizzeremo nel dettaglio più avanti).

Con queste ultime considerazioni chiudiamo questa nuova puntata dedicata alla resistenza al rotolamento. La prossima volta andremo nello specifico, e determineremo il coefficiente d’attrito volvente per alcuni pneumatici con larghezze comprese tra 30 e 45mm, a seconda del fondo stradale su cui vengono utilizzate. Vedremo per ciascuna situazione qual è la pressione “giusta”, e in questo modo avrete dei riferimenti per poter mettere a punto le vostre bici.

A prestissimo

Stefano Tuveri

PROSEGUE CON LA QUINTA PUNTATA: CALCOLIAMO LA RESISTENZA AL ROTOLAMENTO DEGLI PNEUMATICI DA 30 A 45MM SU DIVERSI FONDI STRADALI