Fino ad ora ci siamo occupati di pneumatici che avevano praticamente come unica funzione quella di consentire alla bicicletta di scorrere sul terreno col minore sforzo possibile.
Per la mountain bike invece le cose sono radicalmente diverse e, conseguentemente, anche più complesse. Quello di avere degli pneumatici che scorrano sul terreno con la minore resistenza possibile resta ovviamente un obiettivo, ma non è più l’unico.
Partiamo allora da una premessa, dedotta da quanto abbiamo imparato nei precedenti articoli: per avere il minor attrito volvente si devono utilizzare pneumatici con il minimo spessore e la massima pressione possibili, punto e basta.
Partendo da questo presupposto, i tubolari da 18mm gonfiati a 8-9bar (a seconda del peso del ciclista) sono le gomme più “scorrevoli” che esistano. Abbiamo però visto che la scorrevolezza deve “scendere a patti” con altri fattori altrettanto importanti per ottimizzare il comportamento dinamico di una bicicletta, e così nelle precedenti puntate abbiamo analizzato come, a seconda delle condizioni di utilizzo, si debbano scegliere le caratteristiche dello pneumatico più adatte.
Potremmo allora determinare le caratteristiche necessarie agli pneumatici per mtb seguendo un criterio apparentemente paradossale: “lavoriamo” su dei tubolari da 18mm gonfiati a 8,5bar, e vediamo via via quanta scorrevolezza dobbiamo sacrificare (ovvero quanto dobbiamo allargare, sgonfiare, tassellare) per migliorare le altre caratteristiche di cui abbiamo necessità. Questo per sottolineare che, comunque, non si deve allargare-sgonfiare-tassellare più di quanto non sia strettamente necessario, perché tutto ciò che si fa in più va, inutilmente, a discapito della scorrevolezza e, in definitiva, della fatica che dobbiamo fare in sella.
La prima caratteristica che devono avere le ruote per mtb è, manco a dirlo, quella di avere i tasselli. Questa caratteristica, apparentemente ovvia e banale, comporta che gli pneumatici tassellati abbiano un comportamento meccanico radicalmente diverso da quelli lisci. Significa che la resistenza al rotolamento si “forma” in modo molto differente, perché cambia il modo in cui si originano e agiscono le forze in gioco. Su questo aspetto ci soffermeremo con molta attenzione, perché la sua analisi è alla base della comprensione del funzionamento delle ruote tassellate. In parole povere, capire come i tasselli determinano la scorrevolezza degli pneumatici è fondamentale per saper scegliere al meglio quelli adatti alle nostre esigenze.
Un’altra caratteristica fondamentale per le gomme da mtb è la tenuta di strada. Anch’essa è strettamente legata ai tasselli, ma la sua meccanica (e il ruolo che in essa hanno i tasselli) è differente rispetto a quella relativa alla scorrevolezza, perché entrano in gioco tutt’altri fattori (ed è molto importante non fare confusione). In pratica, qui i tasselli fanno un altro “lavoro”, e le loro azioni su tenuta di strada e scorrevolezza vanno tenute ben distinte.
Uno pneumatico per mountain bike, inoltre, deve essere scelto in modo da ridurre il più possibile il suo affondamento in caso di urto con un ostacolo, per evitare “pizzicature” (o anche danni al cerchio). Sappiamo bene come oggi il mercato offra una miriade di soluzioni “a posteriori” per cercare di evitare di rientrare a casa a piedi (lattice per tubeless, salsicciotti, doppie camere ecc.); noi però analizzeremo il problema cercando di risolverlo a priori, ovvero vedendo come scegliere la gomma più adatta alle nostre esigenze (considerando l’entità degli urti possibili nei tipi di terreno su cui dobbiamo pedalare). A quel punto, una volta scelta la copertura migliore possibile, valuteremo se sarà necessario utilizzare salsicciotti, liquidi antiforatura, macumbe, oroscopi o altri correttivi.
Cominciamo allora la nostra analisi, e come prima cosa vediamo il ruolo dei tasselli nel determinare il coefficiente d’attrito volvente.
Nella prima puntata abbiamo visto da cosa trae origine l’attrito volvente (e quindi la resistenza al rotolamento). Vi consiglio di dare nuovamente uno sguardo a quell’articolo, per poter capire il discorso che affronteremo adesso (altrimenti, fidatevi, non ci capirete niente).
Per le ruote lisce (o con tassellatura continua tipo “gravel”), l’impronta ha una forma para-ellittica (ovvero può essere considerata ellittica, con un’accettabile approssimazione) e le due forze (quella che ostacola il rotolamento e quella che lo favorisce) sono applicate nei due baricentri dei due semi-ellissi.
Nel caso di pneumatico tassellato, invece, sono i tasselli a “comandare il gioco”, e le forze sono applicate proprio in corrispondenza dei tasselli a contatto col suolo. E’ infatti attraverso i tasselli che il peso di bici+biker “preme” sul suolo.
Questo fatto è importantissimo perché, ricordando come si origina la resistenza al rotolamento, l’attrito volvente è tanto maggiore quanto più grande è la distanza tra i punti di applicazione delle forze e l’asse verticale della ruota. Abbiamo quindi una prima, fondamentale, regola, ovvero: maggiore è la distanza dei tasselli tra loro lungo la direzione circonferenziale, e maggiore è l’attrito volvente.
Quanto appena detto è un caposaldo per i copertoni tassellati, da tenere bene a mente. Da esso nascono delle formule (che non vi riporto perché sarebbero di difficile comprensione e di poca utilità per gli obiettivi che si pone questa trattazione) che ci consentono di calcolare il coefficiente d’attrito volvente per ciascun tipo di copertone, tenendo conto di: geometria della tassellatura (ovvero distanza, forma, altezza e area dei tasselli), diametro pneumatico e relativo peso.
Per comprendere meglio il tutto attraverso un caso pratico, vediamo di mettere a punto due pneumatici da 26″ che conosco molto bene, ovvero quelli che utilizzo sulla mia mtb: all’anteriore un Michelin Wild Grip 2.1 con tassellatura abbastanza “artigliata”; al posteriore un Michelin Wild Race 2.1 con tassellatura ravvicinata e scorrevole.
La prima cosa da determinare è il valore della pressione massima. Nella prima puntata avevamo visto come la pressione non possa essere aumentata all’infinito perché, superato un certo valore, il battistrada non avrebbe più quella deformazione minima necessaria per assecondare le irregolarità, presenti anche su un manto in asfalto apparentemente perfetto.
Nel caso dei copertoni per mtb, la presenza dei tasselli enfatizza questo problema. Oltre un certo valore di pressione, infatti, lo pneumatico non garantirebbe quella deformazione minima che consenta di avere uno scorrimento regolare dei tasselli. La gomma si comporterebbe come se non fosse più circolare ma poligonale, con tanti lati quanti sono i tasselli. Questo, che in pratica equivale ad avere delle ruote squadrate, non solo provoca rumore e vibrazioni, ma richiede un maggior lavoro per far avvenire la rotazione e, in definitiva, determina un aumento della resistenza al rotolamento. Il fenomeno è facile da comprendere intuitivamente, pensando alla differenza tra il far rotolare una ruota oppure un dado.
A questo punto, va scelto il valore della pressione da dare alla gomma. Per fare questo si deve determinare per quale valore di pressione si ottiene la minor resistenza al rotolamento in quel ben preciso fondo stradale su cui devo pedalare. Sottolineo il fatto che la resistenza al rotolamento è strettamente dipendente dal fondo stradale: su uno sterrato ben battuto essa sarà minima per una pressione di oltre 2bar; sulla ghiaia del tracciato delle Ferrovie Meridionali Sarde sarà minima per pressioni inferiori a 1 bar (e se tengo la pressione a 2bar ho una resistenza al rotolamento più che doppia).
Per determinare i valori “giusti” di pressione al variare del fondo stradale, ho costruito dei modelli matematici (che altro non sono che delle formule basate su leggi meccaniche) che mi consentono di ottenere i risultati voluti. Le formule sono tante, correlate tra loro e molto complesse, per cui qui non ne facciamo cenno. Più avanti però, per aiutarvi a capire il fenomeno dal punto di vista concettuale, vederemo il differente comportamento di uno penumatico che rotola su fondi stradali che vanno dal suolo regolare (asfalto o sterrato ben battuto) alla pietraia. Per il momento, continuiamo col nostro discorso introduttivo.
Tornando alla nostra Wild Grip, su sentieri di montagna non troppo scassati si può tenere la pressione a 2bar (sempre nel mio caso, con 38kg che gravano sull’anteriore), scegliendo invece valori più bassi per fondi stradali via via più irregolari. Su una classica sterrata della forestale, con una pressione di 2bar, si ha un coefficiente d’attrito volvente pari a 0,020 (su asfalto o sterrato ben battuto è invece pari a 0,016; abbiamo quindi un aumento del 25% della resistenza al rotolamento).
Considerando poi un fondo stradale dissestato, con pietre affioranti per un’altezza di circa 1cm (sembra poco, ma è ciò che troviamo nelle sterrate un po’ rovinate), tenendo la pressione a 2bar abbiamo un cff.att.volv. pari a 0,027. Riducendo la pressione a 1,5bar si ha un cff.att.volv. pari a 0,024, con una riduzione dell’11%. Inoltre la pressione più bassa, su fondo stradale dissestato, migliora la tenuta di strada dello pneumatico in quanto aumenta la superficie di contatto terreno/pneumatico. Poiché stiamo considerando un fondo stradale dissestato, è importante considerare anche l’affondamento dello pneumatico in caso di urto con un ostacolo, che per una pressione di 1,5bar è superiore di circa il 15% rispetto all’affondamento che si ha a 2bar (è una differenza non da poco, e ciascuno soggettivamente dovrà valutare se privilegiare la tenuta di strada o la resistenza agli urti).
Apriamo una piccola parentesi a proposito dell’affondamento nell’urto con ostacolo. Se la mtb ha forcella rigida, allora tutta l’energia cinetica dell’urto viene assorbita dallo pneumatico, dove si trasforma in energia di deformazione. In questo caso, si deve scegliere molto bene la pressione dello pneumatico (e, aggiungerei, anche lo stile di guida). Una pressione troppo bassa, infatti, ci porterebbe a “pizzicare” e urtare il cerchio, e anche l’utilizzo di pneumatici tubeless non ci esenta dai rischi, tutt’altro. Quando lo pneumatico viene compresso durante l’urto, infatti, l’energia cinetica posseduta dal sistema “mtb+biker” si trasforma in energia di deformazione che comprime l’aria e tende la gomma. Non sto a descrivervi le leggi fisiche che determinano quest’azione meccanica, ma in soldoni significa che la forza che “schiaccia” lo pneumatico ha un valore elevatissimo. Pertanto, quando la gomma si comprime così tanto da toccare il cerchio, la forza di compressione è talmente elevata che, se è vero che affetta senza scampo una camera d’aria, è comunque in grado anche di tagliare il copertone (che viene pestato contro il cerchio da una “sberla” che è un’autentica martellata). Magari non lo taglia immediatamente da parte a parte, ma lo incide indebolendone la struttura che, ben presto, cederà (e chi l’ha provato sa che rimediare a un tubeless squarciato non è come sostituire una camera d’aria bucata). In definitiva, una compressione del copertone tale da impattare il cerchio è una cosa da evitare, anche perché lo stesso cerchio verrebbe danneggiato (pensiamo a quelli in fibra di carbonio e a eventuali lesioni, non visibili dall’esterno, che si propagherebbero fino a portarlo a rottura). Bisogna quindi saper scegliere la pressione di gonfiaggio “giusta”. Va in particolare scongiurato, se si deve affrontare una discesa veloce su fondo sconnesso, l’errore di tenere la gomma anteriore un po’ più sgonfia, in caso di forcella rigida, per supplire all’assenza di forcella ammortizzata!
Nel caso poi si abbia una forcella ammortizzata, la situazione cambia radicalmente, perché l’energia cinetica che con l’urto viene trasferita alla ruota, viene “spartita” tra pneumatico e forcella che la trasformano, ciascuno per la sua parte, in energia di deformazione. E’ quindi importantissimo tarare bene la forcella e vale la seguente regola: più bassa è la pressione dello pneumatico, più “morbida” deve essere la forcella, perché altrimenti con forcella “dura” la maggior parte dell’energia cinetica verrebbe assorbita dalla gomma (e si rischierebbe la pizzicatura).
La giusta taratura della forcella si può fare “a tavolino”, ma se in quest’articolo ci mettiamo ad affrontare la cosa in questo modo, domani mattina stiamo ancora valutando la miriade di situazioni possibili a seconda dei fondi stradali che ciascuno di noi deve affrontare. Il suggerimento è quindi di testare voi il comportamento di copertone+forcella della vostra mtb. Vedrete che, con qualche prova, raggiugerete una confidenza con questi componenti che vi permetterà di far lavorare al meglio la vostra mountain bike, senza bisogno di dover attingere a costose soluzioni miracolistiche. Il consiglio sembra banale, ma quanti biker dedicano un po’ di tempo alla taratura ottimale della propria forcella, magari pagata svariate centinaia di euro, invece che farla lavorare peggio di una di quelle forcelle “entry level” montate di serie sulle mtb di fascia bassa? Hai voglia a comprare salsicciotti, triple camere d’aria con avvitamento carpiato e benedizione del negoziante, se poi pedali su una superbici pagata a rate ma messa a punto come un cancello.
Bene, chiudiamo il nostro discorso introduttivo con un paio di considerazioni: se la Wild Grip viene utilizzata sulla ruota posteriore, allora graverà su di essa un peso maggiore, pari al 55% del peso di bici+biker+bagaglio (nel mio caso, essendo bici+biker+bagaglio pari a 85kg, sulla posteriore gravano 47kg). Essendo maggiore il peso che comprime la gomma, la pressione massima ammissibile potrà essere superiore, perché il maggior peso riuscirà a comprimerla a sufficienza per determinare un rotolamento uniforme, evitando le perdite viste prima per “ruota quadra”.
Per finire, avevamo citato all’inizio lo pneumatico Wild Race che utilizzo sulla ruota posteriore. E’ uno pneumatico più scorrevole, grazie ai tasselli più ravvicinati rispetto al Wild Grip. A parità di pressione (2.0bar all’anteriore, 2.4bar alla posteriore), se per il Wild Grip avevamo trovato un coefficiente d’attrito (su asfalto o sterrato ben battuto) pari a 0,016, per il Wild Race abbiamo 0,012, con una diminuzione del 25%. Siamo a livelli prossimi al coefficiente d’attrito volvente delle coperture “gravel”, ma qui abbiamo il vantaggio di avere degli pneumatici da mountain bike in grado di affrontare qualunque tipo di terreno (certo non con l’aderenza di uno pneumatico da enduro, e nemmeno con quella dello Wild Grip visto prima, ma comunque in grado di cavarsela ovunque). Se quindi dovessi consigliare delle coperture per affrontare itinerari misti asfalto/sterrato come accade nei viaggi in bici, suggerirei delle gomme come queste, con grande scorrevolezza e sicuramente più versatili delle “gravel”.
Con quest’ultima analisi abbiamo quindi avuto la conferma di quanto affermato all’inizio dell’articolo, ovvero: nei pneumatici tassellati per mtb, a “comandare il gioco” sono i tasselli.
La prossima volta ci divertiremo a “testare” vari tipi di pneumatici al variare del fondo stradale su cui vengono utilizzati, in modo che ciascuno di voi possa valutare da se quali gomme montare sulla propria mtb in base ai percorsi che deve affrontare.
Alla prossima puntata
Stefano Tuveri
BI(KE)PLANI - In volo tra Sardegna e resto del mondo conosciuto (e non) 