Da quando sono comparsi sul mercato nuovi formati di ruota per le mountain bike, non si contano più le “disamine tecniche” che confrontano 26” vs 27” vs 29” vs fat vs biciditopogigio. Quello che colpisce, in questo fiorire di dispensatori di scienza, è la leggerezza con cui tanti si avventurano a parlare di argomenti di cui ignorano anche i fondamentali.
Di recente, su mtb-mag, ho iniziato a guardare un video in cui si confrontavano 27” e 29” (lo trovate qui). Quando uno dei due ha affermato che “le 29” hanno una maggiore impronta a terra grazie al maggior formato ruota, e quindi hanno maggior trazione e tenuta”, ho pensato che questi strafalcioni rischiano di essere presi per buoni dai lettori, e quindi meritino un breve articolo di chiarimento.
Perché poi la gente, dato che queste affermazioni vengono fatte su una rivista online che gode di una certa credibilità, ci crede e considera vere quelle che sono invece delle emerite fesserie.
Pertanto, la risposta al domandone del titolo è: NOOOOOO!!!!!!!! L’impronta a terra non cambia assolutamente col formato ruota, ma resta identica; I-DEN-TI-CA!!
Il motivo è molto semplice, è una delle prime cose che si imparano in Fisica in prima superiore, e lo spieghiamo con alcuni brevi e semplici passaggi.
La ruota si schiaccia (generando l’impronta a terra) a causa del peso che grava su di essa.
Si, ma quando smetterà di schiacciarsi? Smetterà di schiacciarsi quando la forza con cui la ruota è premuta contro il terreno (che altro non è che il peso gravante su di essa) sarà equilibrata dalla forza che l’aria presente all’interno della ruota esercita contro il terreno, attraverso la superficie di contatto terreno/battistrada (quella che chiamiamo “impronta”).
Ma come fa l’aria presente dentro la ruota a esercitare questa forza? La risposta è semplice: lo fa grazie al fatto che ha una pressione. E che cos’è una pressione? La pressione è una forza per unità di superficie. Ma questo cosa significa? Significa che la forza dovuta alla pressione dell’aria è pari al valore della pressione moltiplicato per la superficie su cui agisce.
Ammettetelo, vi si stanno un po’ ingarbugliando i pensieri, ma vedrete che col banalissimo esempio che vi farò adesso vi si chiariranno immediatamente le idee.
Vediamo allora l’esempio: supponiamo che la nostra ruota abbia una pressione di 2bar, che equivale a 0.2 newton di forza agenti su ciascun millimetro quadro di superficie. Supponiamo poi che il peso che grava sulla ruota sia pari a 40kg, equivalenti a 400N (in realtà sarebbero 392 newton, ma per semplicità approssimiamo a 400).
Bene, in questa situazione la nostra gomma si schiaccerà contro il terreno finchè la superficie di contatto (alias l’impronta) diventerà pari a 2000mm2. Infatti in questo modo, poiché la pressione dell’aria esercita 0.2 newton di forza su ciascun millimetro quadro di superficie, su 2000 millimetri quadri eserciterà una forza pari a 400 newton. Siccome anche il peso che grava sulla ruota è pari a 400N, ecco che per un impronta a terra pari a 2000mm2 le due forze si equilibreranno (e quindi la ruota non si schiaccerà ulteriormente contro il terreno).
La domanda a questo punto è: cosa cambia se a “schiacciarsi contro il terreno” è una ruota da 26”, da 29” o da triciclo? La risposta è, ovviamente, che non cambia NIENTE!! E questo perché, affinchè le forze si equilibrino, l’impronta dovrà avere identiche dimensioni, pari a 200mm2 sia per le 26” che per le 29” (e per il triciclo).
Quello che invece cambia casomai è la forma dell’impronta, che per le 29” sarà leggermente più stretta e allungata rispetto a quella delle 26”. Ma questo, per quanto riguarda le “maggior aderenza” e “maggior trazione” di cui parlano nel video, non c’entra assolutamente niente e non modifica né l’aderenza né, tantomeno, la “trazione”. Tra l’altro, la “trazione” (che poi sarebbe la “forza di trazione”) non è assolutamente correlata con le dimensioni dell’impronta a terra (per cui, se anche questa dovesse raddoppiare dimezzare o decuplicare, la forza di trazione rimarrebbe identica). La forza di trazione dipende esclusivamente dalla potenza erogata dal biker, ed è una grandezza fisica che agisce in tutt’altro contesto, con tutt’altre modalità, e il citarla impropriamente (come in questo caso) serve solo ad aumentare il volume di questi minestroni che si vorrebbe spacciare per analisi tecniche.
Quindi, per concludere: la dimensione dell’impronta a terra non c’entra assolutamente nulla col formato ruota, ma è identica per tutte le ruote (di qualunque formato siano) che sono gonfiate alla medesima pressione.
Riassumendo: l’impronta a terra dipende ESCLUSIVAMENTE dalla pressione delle gomme.
Il suggerimento è quindi, quando trovate qualche “analisi tecnica” che esordisce con queste sciocchezze, di lasciarla perdere immediatamente (uno che non ha chiaro nemmeno un concetto base come la pressione, come volete che possa dire qualcosa di sensato quando poi si mette a parlare di geometrie, agilità/stabilità, attrito volvente, e altri concetti più complessi). Meglio dedicare il vostro tempo a qualcosa di più utile…
A rileggerci al prossimo domandone
Stefano Tuveri
(ingegnere e progettista/collaudatore meccanico)
BI(KE)PLANI - In volo tra Sardegna e resto del mondo conosciuto (e non) 
Questo va messo assolutamente in link come commento all’articolo di mtb-mag! ;-D
Un caro saluto e buona mattinata, io scappo a fare lezione!
Simone
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Ciao Simo, in effetti quelle dissertazioni “tecniche” sono, eufemisticamente, imbarazzanti! 😀
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Stefano non mi è chiaro un aspetto: cosa succede invece al variare della sezione del copertone? Esempio 26″x1,75 e 26″x2,2, sempre a parità di pressione.
Grazie!
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Ciao Giacomo, se la sezione è più larga, l’impronta sul copertone sarà anch’essa più larga e, conseguentemente, più corta (perchè la sua superficie dovrà essere la stessa che per un copertone più stretto).
Ti consiglio di leggere questo capitolo sull’analisi della scorrevolezza degli pneumatici, perchè ti spiega nel dettaglio questo argomento (su cui si giocano molti slogan del marketing): https://bikeplani.wordpress.com/2018/11/22/analisi-della-scorrevolezza-degli-pneumatici-seconda-puntata-come-determinare-la-pressione-giusta-per-le-bici-da-corsa/
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Aggiungerei che, pur nella sua errata concezione, rimane una correlazione fra “ruote più grandi = maggior impronta a terra”, in quanto – tendenzialmente – ruote più grandi richiedono una pressione inferiore.
OT: Visto che è il primo commento che lascio ne approfitto per fare i complimenti al sito (alias, a chi lo cura).
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In realtà, Michele, non gli si può “concedere” neanche questa attenuante, perchè sono gli pneumatici più larghi (e non quelli con maggior diametro) a consentire, ad esempio, di evitare pizzicature usando pressioni più basse rispetto a pneumatici più stretti.
Una ruota da 29″, invece, a parità di fondo stradale, richiede la stessa pressione di una da 26″ per ottimizzare scorrevolezza, smorzamento delle sollecitazioni (entrambe diventano “di marmo” alla stessa pressione troppo alta), resistenza alle pizzicature.
Insomma, non hanno scampo, quella della maggior impronta a terra è una boiata a 360°!!
p.s.: ti ringrazio per i complimenti, mi fa piacere che questi articoli ti/vi siano utili
p.s.2: ho letto la mail; ti rispondo volentieri e ti chiedo, per fare in modo che la risposta sia utile anche agli altri frequentatori del sito interessati all’argomento, di pubblicarla come commento a uno degli articoli che abbia attinenza con l’argomento trattato
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Quindi anche oggi ho imparato qualcosa, l’associazione diametro maggiore/pressione inferiore non è mai vera.
PS: La mail l’ho inviata dal form contatti, quindi non ho più il testo originale. Quando mi arriva la risposta la pubblico sotto questo articolo: https://bikeplani.wordpress.com/2021/03/05/scelta-della-forcella-giusta-per-mtb-anni-90-e-installazione-cannotto-da-1-al-posto-di-11-8 (nel quale mi sono imbattuto ieri dopo aver inviato la mail) che mi pare inerente al discorso.
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Ho trovato anche questo articolo molto interessante. Ci siamo sentiti per un consiglio se usare la 26 o la 29: nel dubbio ho preso una Kona 27.5 front e dovendo ricominciare dopo anni di BDC devo dire che mi trovo meglio rispetto alla Specy enduro carbon 29. Sui trail tecnici che sto frequentando la trovo più adatta al momento alle mie capacità di guida (trail tecnici dove la bici non può essere lanciata per lunghi tratti).
Fatta questa premessa, ho cercato di documentarmi meglio sulle tue considerazioni di questo articolo; sono arrivato a questa pagina http://meccanicadelveicolo.com/2017/12/20/diametro-degli-pneumatici/
Ti chiedo una considerazione soprattutto a riguardo della figura 3. Comunque vorrei capire qualcosa in più rispetto all’equazione diametro maggiore-trazione (con dati tecnici) se possibile…Ti ringrazio anticipatamente per la tua cortesia e disponibilità
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Buongiorno Walter, interessanti le considerazioni che ti hanno orientato nella scelta del formato bici. Son sicuro che saranno utili agli altri frequentatori di queste pagine.
Ti rispondo poi a proposito dell’articolo che hai segnalato. E’ una trattazione interessante, ma potrebbe essere fuorviante perchè riguarda una categoria di mezzi, gli autoveicoli fuoristrada, che hanno specificità differenti rispetto alle mountain bike.
In particolare, le considerazioni di quest’articolo riguardano situazioni in cui l’affondamento degli pneumatici è notevole, per cui il terreno li “avvolge”, e la superficie di contatto è determinata appunto dalla porzione di terreno su cui affonda la ruota.
Nel caso delle mountain bike, invece, la cedevolezza del terreno non è tale da “avvolgere” gli pneumatici (salvo che si vada con la fat bike in spiaggia). La superficie di contatto quindi è quella che abbiamo visto, ovvero è data dalla porzione di battistrada che si schiaccia contro il terreno. E’ pertanto una superficie piatta (e, come visto, con area identica per 26″ e 29″), perchè il terreno ha una durezza/compattezza che non gli permette di cedere al punto da estendere la superficie di contatto oltre quella simil-ellittica determinata dallo schiacciamento della gomma.
Anche riguardo al superamento degli ostacoli, per le mtb la situazione va affrontata in modo differente da quanto fa quell’articolo (quella trattazione è utile per partenza da fermo con ruota contro un ostacolo, tipico dei fuoristrada ma che non avviene con le mtb). Infatti, come abbiamo visto nell’articolo dedicato, se è vero che la forza per scavalcare l’ostacolo dev’essere maggiore per ruota con raggio minore, è anche vero che l’impatto in questo caso (raggio minore) avviene a minore distanza dalla verticale passante per il centro ruota. Questo significa quindi che lo scavalcamento dell’ostacolo avviene in uno spazio minore. La conseguenza è che, dato che il lavoro necessario allo scavalcamento è dato dal prodotto della forza per la distanza, l’energia spesa è sostanzialmente la stessa (salvo differenze millesimali) per 26″ e 29″.
Quello che differisce è invece il colpo nel momento dell’impatto, che sarà maggiore per le 26″, motivo per cui le sospensioni vanno tarate diversamente se si vuole ottenere lo stesso comfort di marcia. Altrimenti, a parità di taratura, la 29″ risulterà meno soggetta a “botte”. Ovvero, come sottolineato più volte, più stabile.
Spero di esser stato chiaro in queste spiegazioni, che in assenza di immagini (sono le classiche cose che si spiegano “con un disegnino”) rischiano di essere un po’ più complicate del dovuto
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Ti ringrazio per le ulteriori delucidazioni; il problema è che l’associazione ruota più grande/maggiore trazione è il pensiero dominante. Non è facile trovare spiegazioni tecniche a riguardo, come quelle da te espresse nell’articolo.
Grazie
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Si, so bene qual’è il livello della pseudo-informazione che viene rifilata. Poi è chiaro che, siccome non tutti possono avere competenze specifiche in queste materie, la maggior parte delle persone si fidano e credono a ciò che gli viene detto.
Proprio per aiutarvi a difendervi da queste cialtronate, avevo a suo tempo pubblicato quest’articolo, che vi aiuta a determinare l’indice di ciarlataneria di chi avete di fronte: https://bikeplani.wordpress.com/2020/01/07/i-domandoni-come-posso-riconoscere-lincompetenza-di-siti-web-pseudotecnici-istruttori-negozianti-ecc/
Secondo me vale la pena rileggerselo ogni tanto. E se volete, potete darmi altri spunti/suggerimenti per ampliarlo, in modo che vi sia di ancor maggiore aiuto.
Buona lettura
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Ciao Stefano,
come già scrissi tempo addietro vivo in Germania e lavoro con le biciclette. Negli ultimi mesi, causa cambio casa, ho dovuto cambiare posto di lavoro ma sono finalmente riuscito a (ri)cominciare un apprendistato presso una concessionaria di un noto marchio di biciclette teutonico. Ebbene, ieri ho avuto un corso di aggiornamento sui nuovi prodotti Schwalbe (condotto da un rappresentante Schwalbe) . Alcuni prodotti sono estremamente interessanti; il problema è che presentando il nuovo pneumatico radiale viene detto che la superficie di appoggio a terra, a parità di pressione, è maggiore del 30%. Ho discusso dopo la presentazione con il mio „maestro“ e con la mia guida tecnica sul fatto che la fisica è fisica e che probabilmente l’impronta si distribuisce in maniera più efficace sul terreno, ma non aumenta. Il maestro mi ha dato ragione (un po’ perché non era sicuro e un po’ per farmi cambiare aria), la guida tecnica (ingegnere) sostiene che con una maggiore elasticità dei materiali ciò sia possibile.
sono confuso, può l’ingegnere aver ragione?
grazie mille e buona giornata
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Buongiorno Andrea, con la Fisica creativa si può davvero stupire. Praticamente è una via di mezzo tra l’esoterico e il “venghino siori venghino”.
Andando nello specifico, ed evitando qualunque giudizio (perché di prendere una cantonata può capitare a tutti, anche ai professionisti più preparati), comprendere che l’area dell’impronta sia direttamente proporzionale alla forza che, comprimendola, la genera, è davvero alla portata di qualunque buon studente delle scuole superiori.
Evito di annoiarvi riportando la spiegazione, perché è già disponibile nell’articolo.
L’elasticità del materiale che compone il copertone, invece, non c’entra assolutamente nulla (ovviamente!) sull’equilibrio di forze contrapposte (il peso e la spinta interna dell’aria, che è pari appunto a S=pressione*impronta). Ha invece una sua influenza sull’isteresi, e quindi sull’energia che la ruota assorbe rotolando (e, di conseguenza, sull’attrito volvente), ma questa è tutt’altra cosa.
A ogni modo, sarebbe interessante che chi fa certe affermazioni, specie se all’interno di corsi di formazione dedicati al personale tecnico, desse anche delle spiegazioni dettagliate. Altrimenti siamo davvero all’astrologia applicata al ciclismo
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ciao Stefano, ho chiesto al capo officina, questa è la sua risposta tradotta (con Google translate quindi a livello lessicale c’è qualche stravaganza):
Questa è una formula nutrizionale pura!
A_Latsch=pi/4lb = f (raggio pneumatico R / raggio larghezza pneumatico r / profondità di affondamento s)
p=F/A o F_carico/p = A_suolo = f(R/r/s)
Qui manca la profondità di affondamento s per il calcolo
Semplificazione s^2 << 2Rs
Quindi puoi calcolare s usando un’equazione cubica o quadratica
Soluzione della profondità di affondamento da cui si calcolano nuovamente i semiassi l e b dell’ellisse.
Ho provato a ragionarci un po‘ su (nel poco tempo che ho) e non ci ho capito un granché.
Può questo calcolo essere la soluzione? Sai come va, io sto imparando e non vorrei portare nozioni fasulle nel mio bagaglio per tutta la mia carriera.
Grazie del tempo dedicatomi e buona giornata!
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Buongiorno Andrea, da quanto si capisce, questa è una formula per calcolare la forma dell’impronta, che niente ha a che vedere col quesito iniziale, ovvero: la differente elasticità del copertone può far variare l’area dell’impronta a terra? La risposta, come ti ho già scritto, è no. Sono le basi della Fisica, io mi limito a riportarle
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