Ci sono “domandoni” relativi alle bici che sfiorano il metafisico, tanto le loro spiegazioni si perdono nei meandri delle leggi della fisica più inaccessibili ai più (insomma, siamo sinceri, non è esattamente intuitivo comprendere ad esempio come determinare la perdita di energia in seguito a un urto di una ruota contro un ostacolo, motivo per cui si finisce facilmente vittima delle boiate degli scienziati da bancone).

Ci sono invece altri domandoni molto più “terra terra”, ma di importanza fondamentale, che ricorrono spessissimo tra chi utilizza la bici, e che però incontrano ugualmente grandi difficoltà a trovare delle risposte esaurienti.

Un classico dei domandoni è: “ma questa benedetta catena, quando la devo sostituire?”.

Sappiamo tutti che esiste in commercio un attrezzino, ovvero una dima, che inserito tra le maglie ci segnala quando la catena ha raggiunto il limite massimo di usura.

Questa dima però presenta alcuni importanti limiti.

Uno è il fatto che non ci segnala “quanto” la catena è usurata e quindi, se noi rileviamo che la catena è ancora “buona”, non siamo in grado di prevedere nemmeno “a grandi linee” per quanto ci durerà ancora. Questo è sicuramente un problema quando, ad esempio, ci troviamo a mettere a punto la nostra bici prima di affrontare lunghe percorrenze, come si fa prima di un viaggio di alcune centinaia di km. In questo caso infatti c’è il rischio che la catena, ancora “buona” prima della partenza, superi l’usura tollerabile durante il viaggio, e al rientro ci si ritrovi con anche il resto della trasmissione compromessa.

Un altro limite di questo attrezzino è il fatto che prende a riferimento dei limiti d’usura “standardizzati” che sono: uno stiramento di 0.75mm per pignoni in alluminio e di 1mm per pignoni in acciaio. Questo limite d’usura “forfettario”, tuttavia, ha senso come riferimento di massima, ma attenendovisi si ha comunque un principio di usura specie per i pignoni più piccoli, il che significa che comunque, dopo alcuni cambi-catena, dovremo buttar via anche il pacco pignoni.

In pratica, questa dima non consente di gestire in modo più “attivo” (vedremo più avanti cosa intendiamo) la sostituzione della catena che, essendo  il componente meno costoso della trasmissione, può invece esser buttata via prima di raggiungere l’usura limite, con benefici per gli altri componenti (e per il nostro portafoglio) che vedremo qui di seguito.

Alla manutenzione della catena avevamo dedicato questo approfondito articolo che potete andare a rileggere, ma in questo caso ci limitiamo a ricordare come avviene il contatto catena/pignone, così che possiate comprendere facilmente cos’è che rende necessario sostituire la catena dopo un certo utilizzo.

Come si vede dalla figura, quando la catena è nuova va a poggiare sulla base del dente, che ha una geometria curva che quindi permette alla boccola della catena di poggiarvisi sopra lungo la superficie più estesa possibile. Questo fa si che la forza di trazione si distribuisca su una superficie abbastanza ampia da limitare l’usura del dente, rendendola di fatto insignificante.

Con l’utilizzo, la catena si usura (poiché si consumano i fori delle placchette interne delle maglie) e, di fatto, si allunga. Questo corrisponde a un aumento della distanza tra le boccole, che poggiando sul pignone troveranno il loro “punto d’equilibrio” in un punto leggermente più in alto rispetto alla base del dente. Badate bene, parliamo di un sollevamento che, in condizioni di usura massima ammissibile, è dell’ordine di grandezza del decimo di millimetro, ovvero un’inezia impercettibile a occhio nudo, ma in grado di distruggere un pignone in breve tempo (questo per darvi un’idea di quanto siano precise e delicate le trasmissioni delle nostre bici).

Cosa accade allora all’accoppiamento catena/pignone quando la catena si allunga pur restando nei limiti ammissibili? Accade che la boccola non poggia più sulla base curva del dente, ma “sale” pian piano di centesimi di millimetro sul fianco rettilineo del dente. Ciò potrebbe farci pensare che allora, anche in caso di minima usura, la trasmissione non funzioni più in condizioni ideali e cominci a rovinare il pignone.

Per fortuna, il mondo reale è diverso da quello ideale, e ha la capacità di compensare i suoi difetti. Ecco così che, grazie all’elasticità dei materiali, boccola e dente si deformano per effetto della forza di trazione che li pressa l’uno contro l’altro. Questa deformazione, di fatto infinitesima, è però tale da consentire alle loro superfici a contatto di poggiare non solo su un punto (come accade quando una circonferenza poggia su una retta) ma su una superficie più estesa (dato che, di fatto, boccola e dente si schiacciano l’una contro l’altro).

Bene, detto questo la domanda che nasce spontanea è: e quindi?

E quindi, essendo la deformazione piccolissima, fintanto che il sollevamento della boccola (dovuto all’usura della catena) è abbastanza piccolo, l’accoppiamento boccola/dente riesce ancora ad avvenire su una superficie sufficientemente ampia, tale da rendere l’usura del dente, di fatto, nulla.

Superato un certo limite di allungamento della catena, però, la superficie di contatto boccola/dente diminuisce, determinando una concentrazione della forza tale che le caratteristiche di elasticità dei materiali non riescono più a compensarla, e a quel punto le superfici di boccola e dente subiscono un deterioramento delle proprie caratteristiche meccaniche e si usurano, dando al dente quella forma più “affilata” che tutti abbiamo sperimentato quando abbiamo trascurato la manutenzione alla trasmissione della nostra bici.

Qual è allora questo limite da non superare? Come detto, i valori convenzionali sono 0.75 e 1mm, ma visto il costo di una catena (di gran lunga l’elemento più economico della trasmissione), e una volta che abbiamo visualizzato cosa accade ai denti dei pignoni quando la catena si allunga, ci è facile capire perché esista un valore dell’allungamento della catena, nello specifico 0.6mm, che se non superato consente ai pignoni di mantenersi di fatto nuovi. Limitando l’allungamento a 0.6mm, infatti, l’accoppiamento boccola/dente permette a questi due elementi di lavorare sempre in condizioni ideali, consentendo alle loro caratteristiche di elasticità di realizzare un accoppiamento perfetto e privo di usura.

IMPORTANTE: al di là dell’allungamento della catena, l’altro fattore che può determinare usura è lo sfregamento tra le superfici di boccola e dente. Questa usura è evitata, manco a dirlo, da un’attenta e costante lubrificazione e pulizia, in assenza della quale avrebbe vita breve anche una trasmissione con catena nuovissima e non “stirata”.

A questo punto abbiamo tutti gli elementi per dare una risposta esauriente al nostro domandone.

Un primo suggerimento è quello di acquistare un calibro: costa di fatto quanto uno di quegli attrezzini che ci avvisano solo se la catena ha superato 0.75 o 1mm di stiramento, e ci consente di monitorare l’allungamento così da poter conoscere in tempo reale le condizioni della trasmissione.

Un altro suggerimento è quello di non superare 0.6mm di stiramento; tenuto conto che la distanza tra 6 maglie in una catena nuova è pari a 132.4mm, la distanza corrispondente all’allungamento di 0.6mm sarà pari a 133.0mm (nella figura qui a fianco vedete come va effettuata la misura). Qualora poi utilizziate di quelle cassette 12v per monocorona per le quali vi siete venduti un rene per comprarle, se vi fermate a 132.8-132.9mm non sbagliate.

ANCORA IMPORTANTE: tenete conto che l’usura della catena è via via più rapida man mano che aumenta il suo allungamento. Questo significa che, giunti in prossimità del limite di allungamento ammissibile, l’usura è particolarmente veloce e può capitare che, usciti di casa con catena ancora buona (in ogni caso l’attrezzino-dima non ci segnalerebbe quanto manca al limite), si rientri con catena stirata oltre la tolleranza e col rischio di aver rovinato i pignoni

Ma il domandone dei domandoni è: dopo quanti km devo sostituire la catena?

Potrebbe apparire come la classica domanda del pigro che non vuole armarsi di calibro e controllare da se le condizioni della catena, ma invece vale la pena rispondere perché ci dà lo spunto per alcune breve e semplici considerazioni.

Innanzitutto non c’è un limite di km che possa venir suggerito, perché la vita utile di una catena dipende da tanti fattori.

Un primo fattore è legato alla qualità della catena utilizzata. Ad esempio, tra una Shimano Deore e una Shimano XT, ho sperimentato che quest’ultima ha una durata superiore di circa il 50%. Chiaramente quindi, se la differenza di prezzo è inferiore al 30%, conviene utilizzare la catena di gamma superiore.

Per dare poi un riferimento riguardo ai km che si possono percorrere, teniamo conto che ciò che usura la catena è il lavoro che la forza di trazione effettua su di essa. In altre parole, l’usura della catena è legata all’energia che, tramite essa, il biker utilizza per far muovere la bici. Si capisce allora come, a parità di energia consumata, i km percorsi saranno diversi a seconda che io pedali in piano o su una salita al 10%.

Un altro fattore importantissimo è dato poi dalle condizioni in cui si pedala. Quando ci si trova ad affrontare terreni fangosi, la catena si sporca molto facilmente, e il fango agisce come carta vetrata su di essa provocandone una rapida usura. E’ quindi opportuno, dopo un’uscita “fangosa” e prima di utilizzare nuovamente la bici, misurare lo stato di usura della catena. Tenete conto che un’uscita in quelle condizioni può provocare un allungamento anche di alcuni decimi di millimetro, e così una catena inzialmente in buone condizioni può essere da buttare al termine dell’uscita. Tra l’altro, questo è un altro valido motivo per cui è meglio verificare la catena con un calibro invece che con la dima. Infatti, sapere che ad esempio alla nostra catena mancano 0.1-0.2mm di allungamento per arrivare al limite, ci suggerisce di sostituirla ugualmente se intendiamo affrontare un’uscita su percorso fangoso, perché è facile che, altrimenti, al termine dell’uscita la catena sia usurata oltre il limite e i pignoni siano stati danneggiati (una verifica come questa sarebbe impossibile utilizzando la dima, che si limiterebbe a dirci se la catena è ancora buona o meno, ma non ci darebbe indicazioni sulla sua “vita residua”).

Il riferimento chilometrico quindi lo si può dare giusto “a spanne”, attingendo dalla propria esperienza. Diciamo allora che, utilizzando la mountain bike su itinerari che prevedono 800-1000m di dislivello ogni 30km percorsi (che sono i classici itinerari medi da mtb), ci si può aspettare per la propria catena una vita utile (sostituendola a 0.6mm di allungamento) di circa 2000-2200km per una Shimano XT e di circa 1400-1500km per una Deore.

Questi ultimi dati però considerateli solo come una previsione di massima di quanto vi durerà la catena. Vi consiglio ancora una volta, invece, di acquistare un calibro, che è uno di quegli attrezzi indispensabili nella propria officina. Oltre che per verificare lo stato della catena, vi sarà utile per un’infinità di situazioni, ogni volta che avrete la necessità di effettuare una misura precisa su un componente della vostra bici (dato che, come avete visto, ormai non esiste più una sola misura standardizzata per ciascun componente, e ogni volta che dovete sostituire qualche pezzo nella bici vi si incrociano gli occhi davanti alla miriade di misure tra cui dovete scegliere).

Bene, e per la catena questo dovrebbe essere tutto. Vedrete che, seguendo questi semplici suggerimenti, la trasmissione della vostra bici avrà vita molto lunga.

A risentirci al prossimo domandone

Stefano Tuveri

(ingegnere e progettista/collaudatore meccanico)