E rieccoci con i nostri “domandoni”. A quali misteriosi quesiti tenteremo di dare risposta in questo nuovo imperdibile episodio?

Questa volta vedremo di rispondere al domandone del titolo (ovvero, se i salsicciotti rendono la mtb scorrevole come la bici dell’orso del circo equestre). La risposta verrà data al termine di questo articolo, e per arrivarci consentendovi di padroneggiare l’argomento (perlomeno nei concetti che lo sovrintendono, quali quello di isteresi, dato che per padroneggiarlo nel senso di saperci far sopra quattro calcoli, è necessario un percorso formativo “leggermente” più lungo) vi riporto qui di seguito la “corrispondenza” con un frequentatore del forum che chiedeva informazioni in proposito. Vediamo quindi innanzitutto lo scambio di dispacci informatici:

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Ciao Stefano, innanzitutto volevo ringraziarti per tutti questi articoli tecnici che mi affascinano  e incuriosiscono molto, infatti ormai li ho letti quasi tutti.
Io ho una gravel che forse se avessi letto prima le tue trattazioni non avrei comprato, ora dato che sul tuo sito non ho trovato nulla riguardo ai “salsicciotti” da inserire dentro gli pneumatici tubeless ti volevo chiedere cosa ne pensi ? Di quanto peggiorano il coefficiente di attrito volvente ? Se ho capito bene hanno il vantaggio di evitare qualsiasi pizzicatura dello pneumatico o danneggiamento al cerchio permettendo di tenere una pressione molto più bassa di quella che si potrebbe tenere senza queste “mousse” e simulare così la presenza di una “sospensione”. Con il vantaggio, credo, di potere invece gonfiare molto lo pneumatico quando si sa di percorrere solo asfalto o sterrato perfetto e migliorare così la scorrevolezza.
In particolare ho visto la red poison gravel della technomousse che mi sembra abbia il vantaggio di rimanere aderente al cerchio e quindi non essere coinvolta nello schiacciamento dovuto alla rotazione quando lo pneumatico è normalmente gonfio. Cioè mi sembra di capire che non influenzi troppo il coefficiente di attrito volvente perchè rimane distante dal battistrada….è così ? Solo tu puoi illuminarci in mezzo a questo mare di incompetenza e marketing….credo che possa interessare a molti altri biker.
Grazie mille davvero Stefano e buone pedalate !

Ciao Guido, ti ringrazio per gli apprezzamenti e per la fiducia. Cercherò di risponderti, partendo da una premessa: non ho mai utilizzato i “salsicciotti”, e più in generale non ci ho mai avuto a che fare, quindi ciò che scriverò sono riflessioni fatte al momento, e di conseguenza molto “prudenti”.
Cosa succede col salsicciotto dentro il copertone? Innanzitutto la pressione va comunque tenuta a valori sufficientemente alti, in modo che lo spessore del salsicciotto sia comunque inferiore a quello dello pneumatico in corrispondenza dello schiacciamento nel punto di contatto sul terreno (altrimenti la ruota rotolerebbe direttamente sul salsicciotto, con resistenza al rotolamento pari a quella di una ruota di carriola).
Dato per scontato questo, cosa provoca la presenza del salsicciotto? All’interno dello pneumatico, l’aria deve muoversi per assecondare la deformazione della gomma dovuta al contatto col suolo. La presenza del salsicciotto riduce non solo il volume d’aria, ma anche lo spazio che questa ha per muoversi. Quali sono le conseguenze? Bella domanda… La fluidodinamica è, tra le discipline della meccanica, probabilmente quella che più richiede test sperimentali, perchè i fluidi in moto sono talmente “indisciplinati” da lasciare davvero poco spazio a trattazioni prettamente teoriche.
E quindi? Beh, sicuramente possiamo ragionevolmente supporre che, per il restringimento del “condotto” in cui si muove l’aria, le perdite di energia aumentino (e quindi aumenti l’isteresi, che è la stessa cosa).
Cosa significa? C’è da aspettarsi drammatici cali di prestazione degli pneumatici? Direi proprio di no, dato che l’isteresi dell’aria incide decisamente meno di quella del copertone.
Su una ruota per gravel da 35mm, l’isteresi dell’aria è circa il 15% dell’isteresi totale (il restante 85% è dovuto al copertone). Supponiamo che il salsicciotto provochi un aumento dell’isteresi dell’aria drammaticamente elevato, poniamo del 20%. Allora quel “15” dell’aria diventerebbe “18”, e sommato a “85” del copertone avremmo “103”, che è il 3% in più rispetto al “100” della situazione senza salsicciotto.
Ora, premesso che ho ipotizzato un incremento dell’isteresi dell’aria del tutto “a piacere”, e che ho la ragionevole certezza che nella realtà sia invece inferiore, capite bene che un incremento dell’attrito volvente del 3% è davvero poca roba (salvo che ci si stia giocando la medaglia d’oro olimpica).
Aggiungeteci che, per pneumatici da gravel, su asfalto in piano, a 25km/h la resistenza al rotolamento incide solo per il 40% sul totale della resistenza al modo (il resto è aerodinamica), e a 30km/h l’incidenza scende al 30%. Questo significa che il salsicciotto inciderà non per il 3%, ma per l’1,2% a 25km/h e per lo 0,9% a 30km/h. Aggiungiamoci poi che, su sterrato, l’attrito volvente aumenta di almeno tre volte tanto, ma l’isteresi dell’aria resta la stessa, e quindi i “danni” dovuti al salsicciotto si riducono a percentuali dello 0,2-0,4%.
Valutate poi voi se siete disposti a subire “cotante perdite”, i numeri in gioco comunque sono questi.
Come vi ho scritto all’inizio, però, attenti a non ridurre la pressione al punto che la ruota rotoli direttamente sul salsicciotto, (e specie sullo sterrato il rischio è molto concreto), perchè ciascun’asperità del terreno affonda letteralmente nel copertone, e se impatta sul salsicciotto sarà, come vi ho scritto prima, come avere due ruote di carriola.
Piccola riflessione personale: se penso che tutto questo ambaradan di rimedi a posteriori nasce dal fatto che, anni fa, illustri scienziati ci spiegarono che il tubeless semplificava la vita rispetto alle camere d’aria, io qualche domanda me la farei…
Buone letture a tutti
Stefano Tuveri

Ciao Stefano,
Grazie mille per la risposta molto esauriente che mi ha fatto capire che in ogni modo l’attrito aggiuntivo è veramente marginale tranne nel caso in cui si rotoli direttamente sul salsicciotto che nel caso di pressioni basse e con quei salsicciotti rotondi è molto probabile. E dopo la cariola è dura da spingere !! Eheheheh
Buone pedalate
Ciao,
Guido

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Bene, questo è stato lo scambio di messaggi tra me e Guido (avvenuti tramite lo spazio commenti del sito, per cui li trovate anche lì).

Vediamo adesso di completare il discorso, in modo che sia di una qualche utilità pratica.

Innanzitutto, c’era un tempo in cui dentro le ruote della bicicletta, avvolta dal copertone, c’era una roba di gomma elastica che si chiamava camera d’aria. Capitava che ogni tanto si bucasse, e quando questo accadeva era necessaria una sosta di circa 5’ per sostituirla. Mediamente, capitava di forare una volta ogni 15-20 uscite, ma quando arrivò direttamente dal futuro la rivoluzionaria invenzione del tubeless, nei racconti dei negozianti le forature passarono da 1 ogni 15-20 uscite, a 15-20 ogni uscita. Bisogna ammettere che questi uomini del futuro giunti qui tra noi a portarci la luce della verità, hanno dei poteri al limite del sovrannaturale, perché biker che avevano le stesse pezzette nel borsello inutilizzate da oltre un anno, erano comunque disposti a giurare che, si, era vero, a ogni uscita le forature non erano meno di 15-20, ma un loro amico addirittura era arrivato a centottanta.

Ecco così diffondersi l’uso del tubeless che, ma chi l’avrebbe mai detto, necessitava di ruote apposite. Certo, gli omini venuti dal futuro le appiopp… ops, le offrivano generosamente in cambio di appena un paio di cento euro, ma vuoi mettere quanto si usciva più tranquilli adesso che non si forava più 15-20 volte a uscita (per tacere dell’amico che forava centottanta volte, e adesso era ringiovanito di dieci anni da quant’era più sereno, e addirittura era diventato più alto e più bello).

Gli omini del futuro, poi, avevano donato al mondo un’altra radiosa verità, ovvero: le ruote tubeless erano più leggere perché non avevano il peso della camera d’aria. Qualcuno aveva obiettato che però avevano il lattice, che pesava circa quanto una camera, ma erano le solite voci flebili e nostalgiche che venivano dal passato, nemiche del progresso e che andavano ignorate a prescindere (così dicevano gli omini del futuro, e se lo dicevano loro era senz’altro vero).

E così il futuro avanzava, galoppando a grandi passi, e con lui i biker che finalmente non dovevano più riparare 15-20 forature a uscita (per tacere dell’amico da centottanta, ormai più alto, più bello, e financo senza panza). Ogni tanto, in questo galoppare inseguendo la luce, capitava di centrare una pietra acuminata (messa lì senz’altro dalle oscure creature del male, giunte dal passato apposta per porre freni al futuro, ma ci vuole ben altro per fermare il progresso), e allora era tutto uno schizzare di lattice dal copertone squarciato (ma gli omini del futuro ci rassicuravano, dicendoci che no, non era uno squarcio, ma il futuro che ci sorrideva giulivo). Oddio, riparare quell’appiccicosa trappola per topi in cui si era trasformata la ruota scagazzata dal lattice non era esattamente una passeggiata, specie quando si cercava di infilare dentro al copertone (sempre sorridente, che il futuro è gioia) una camera d’aria (ma nessuno ormai osava pronunciarne il nome, essendosi meritata la damnatio memoriae per i misfatti commessi in passato, specie all’amico da centottanta forature, che ormai era più alto, più bello, senza panza, e gli erano perfino ricresciuti i capelli). Ma nessuno si lamentava, si accettava con gioia di pagare questo prezzo al futuro, non perdendo il sorriso nemmeno quando, andando a pisciare con le mani diventate un bostik dopo una foratura, si diventava un pezzo unico con l’amico di sempre, fingendo di esibirsi in un’infinita scrollata per giustificare le tre ore e un quarto necessarie per liberare le mani (o liberare il pisello, fate voi) dall’affettuoso abbraccio. Chi non ricorda poi il caso di quei tre biker che, intenti ad aiutare l’amico a riparare la ruota, restarono appiccicati diventando un’unica palla che il soccorso alpino, rifiutandosi di caricarli in elicottero (ma pagherete tutto, retrogradi montanari oppositori del futuro), fece rotolare fino a valle per poi liberarli. Col napalm.

Quando però il numero di biker costretti a farsela nei pinocchietti per il terrore di restare in permanente posa da scongiuro cominciò ad essere consistente, ecco che dal futuro giunse un nuovo raggio di luce. Uomini celesti, da dietro il banco, mostrarono agli increduli discepoli questo nuovo trancio di verità. Ladies and gentlemen, ecco a voi il salsicciotto!!

Ad ascoltarli descriverne i prodigi, sembrava di volare tanto ci si sentiva leggeri (e l’amico da centottanta forature, diventato più alto e più bello, e senza panza e capellone, adesso recitava a memoria persino la tabellina del quattro senza sbagliare un colpo). In pratica, con questo salsicciotto (che gli omini del futuro raccomandavano di non mangiare a quelle gran birbe perspicaci dei loro discepoli) si evitava di spaccare il copertone pizzicandolo contro il cerchio (o di spaccare direttamente il cerchio), e in caso di foratura si poteva comunque pedalare in quanto il copertone non si afflosciava perché era riempito dal salsicciotto.

Ok, proviamo ad affrontare seriamente quest’argomento che per molti versi serio non lo è: che succede se l’interno del copertone è occupato interamente dal salsicciotto?

Prendiamoci 5’ di serietà, e andiamo ad analizzare questa situazione.

Come spiegato più sopra durante la “corrispondenza informatica” con Guido, le perdite per isteresi son dovute fondamentalmente al copertone, che di fatto non resistituisce l’energia che assorbe quando viene deformato (a differenza dell’aria, che ne restituisce la gran parte).

Il problema dei salsicciotti, però, è che sono fatti per occupare lo spazio all’interno del copertone. Infatti, devono consentire di pedalare anche in caso di foratura, e se il copertone avesse gioco rispetto ad essi renderebbe la bici instabile (pericolosamente instabile, specie in situazioni come le discese). Lo spazio riservato all’aria consiste giusto in alcuni interstizi, in modo che possa essere presente all’interno e portata in pressione. Ma cosa comporta questo?

Beh, io partirei dall’affermazione che ho letto da parte di quei geni del “forum principe” dell’italico ciclomondo, che hanno testato alcuni salsicciotti e poi ci hanno dispensato le loro sagge conclusioni. Hanno, per l’appunto, detto che non avevano notato differenza tra ruota gonfia e sgonfia, e secondo loro questo significava che il salsicciotto non peggiorava la scorrevolezza.

E bravi i nostri geni… Che gli fosse venuto il dubbio che la scorrevolezza non peggiorava perché era già peggiorata anche in presenza d’aria?! Giammai, il futuro non ammette dubbi, solo acquisti in comode rate.

Vediamo allora di quantificare la situazione.

Come detto prima, se il copertone non poggia direttamente sul salsicciotto, l’incremento di perdite per isteresi (e quindi l’incremento di resistenza al rotolamento) è trascurabile. Pertanto, quegli inserti che si installano aderendo al cerchio (molto più bassi delle salsicce) e servono solo per evitare pizzicature, hanno un’influenza minima sulla resistenza al rotolamento.

Diverso invece il discorso per gli inserti che hanno anche la funzione di consentire di pedalare in seguito a foratura. Questi infatti hanno lo scopo di riempire il volume interno al copertone, e qual è il loro effetto in termini di aumento dell’attrito volvente?

Quando li si usa a pressioni abbastanza elevate, lo schiacciamento ruota/suolo è dell’ordine dei decimi di millimetro, per cui se l’inserto non riempie tutto lo spazio aderendo al copertone, non ci sono conseguenze in termini di resistenza al rotolamento (se invece aderisce al copertone, ci sono eccome).

Poiché però questi salsicciotti son stati “inventati” per ovviare ai problemi che si verificano quando si tengono le pressioni basse (ovvero su fondo sconnesso, dove una bassa pressione migliora aderenza e smorzamento delle irregolarità), è qui che dobbiamo andare a vedere cosa accade (perché a questo servono, a tenere pressioni più basse sullo sconnesso per averne vantaggi, e non certo a pedalare sull’asfalto).

Supponiamo di considerare un biker del peso di 70kg. E supponiamo che abbassi la pressione della ruota anteriore della sua mtb a 1bar. Con una pressione come questa, lo schiacciamento della ruota contro il suolo è pari a circa 1,5mm (parliamo di copertone tassellato da mtb). Questo significa che, se il salsicciotto si trova a meno di 1,5mm dalla faccia interna della superficie di rotolamento del copertone, durante il rotolamento viene compresso. E poiché l’isteresi del salsicciotto è notevolmente più elevata di quella dell’aria, la resistenza al rotolamento viene fortemente penalizzata. E’ chiaro che, fintanto che pedalo sullo sconnesso, poco mi importa perché l’attrito volvente è influenzato da altri fattori in quel contesto preponderanti. Ma poiché non è che, superata la pietraia, quando poi mi trovo lo sterrato in buone condizioni do nuovamente pressione alla gomma, in questa situazione la penalizzazione c’è, ed è molto forte.

Nel caso poi di una gravel, le ruote più sottili determinano uno schiacciamento pneumatico/suolo ancora maggiore, e per l’esattezza pari a circa 2mm (per copertoni da 40mm) per la situazione considerata prima (biker di 70kg e pressione di 1bar). Aumentando la pressione, a 1.5bar avremo comunque uno schiacciamento di circa 1,4mm, e vale quanto detto prima: se il salsicciotto ha dimensioni tali da andare a contatto con la faccia interna della superficie di rotolamento del copertone, l’attrito volvente è fortemente aumentato dalla sua presenza anche per pressioni “da asfalto”; su sterrato, anche una “luce” inferiore ai 2mm peggiorerà la scorrevolezza quando si andrà ad abbassare la pressione.

Bene, questi sono i numeri, e a questo punto la domanda è: ma vi facevano davvero così schifo le camere d’aria?

Perché, con la camera d’aria, davvero è difficile ricordare copertoni resi inservibili dall’impatto con un sasso. E il motivo è semplice: la camera d’aria, in caso di urto con pizzicatura, funge da cuscinetto tra copertone e cerchio; assorbe l’energia dell’impatto, arrivando anche a tagliarsi, ma proprio in questo modo “salvando” il copertone dal dover assorbire lui quell’energia di deformazione (che, in parole povere, vuol dire che al copertone non arriva energia in quantità tale che, trasformandosi in lavoro di deformazione, ne determini lo squarcio). Questo perché, e pensa te che scoperte che si fanno anche senza le rivelazioni degli omini celesti venuti dal futuro, la gomma è più elastica (moooolto più elastica) del mix di materiali che compongono i copertoni. E questo significa (altra rivelazione shock) che è in grado di assorbire molto meglio gli urti, deformandosi (e rompendosi solo quando si supera un certo valore di sollecitazione). Oh, ma vuoi vedere che la camera d’aria, oltre che per contenere l’aria, era stata inventata (e dimensionata) anche per proteggere copertone e cerchio?! Signori miei che incredibile scoperta a posteriori che stiamo facendo adesso, 3€ di camera d’aria che possono fare tutte queste cose, e se ci avessero lasciato quelle rosse di quarant’anni fa sarebbero state perfette anche per farci le fionde!!.

E a questo punto, dato che sono in vena di scoop, condivido un’altra riflessione che gli omini celesti non vi diranno mai. Ma secondo voi, è meglio perdere cinque minuti a sostituire la camera d’aria in  caso di foratura, o farsi gli ultimi 30km dell’uscita arrancando sui salsicciotti perché si è forato? Io credo che, a parte l’amico da centottanta buchi al giorno, la risposta sia scontata (scontata e gratis, mentre i salsicciotti, scontati, costano comunque come quattro casse di birra).

In conclusione, la soluzione del tubeless che avrebbe dovuto risolvere tutti i problemi di foratura, apparve alla sua uscita piuttosto affascinante (vuoi mettere? “venghino siori venghino, ciabbiamo le ruote che non si bucano più!!”). Certo, fatto salvo per l’amico da centottanta buchi al giorno, per un biker non troppo maldestro che forava ogni 15-20 uscite forse valeva la pena valutarla in modo un po’ più disincantato, per vedere se ne valesse la pena (perché il tempo che mediamente intercorre tra due forature successive per gomme con camera, è circa lo stesso dopo il quale è necessario sostituire il lattice ormai rinsecchito nei tubeless, e val la pena valutare quale delle due è la rottura minore). Diciamo quindi che ci si poteva pensare. Se però, a questo si aggiunge che quando si fora col tubeless la riparazione è “leggermente” più rognosa che sostituire (o riparare) una camera d’aria, e che per rimediare a tutto questo si dovrebbe mettere una pezza (ben più costosa delle pezzette) che sono i salsicciotti, davvero non viene il dubbio che sia necessario inventare qualcosa di nuovo e soprattutto più efficiente?

Io, ve lo svelo in anteprima, ho una soluzione fenomenale nel cassetto: si chiama CAMERA D’ARIA (ma per il momento non parlatene con nessuno, è un segreto tra me e voi)

Un saluto a voi, agli omini celesti, e al futuro che avanza

Stefano Tuveri

(ingegnere e progettista/collaudatore meccanico)