Questa nuova analisi fa seguito a I domandoni (16): viaggiare con borse e/o carrello al seguito, quanto ci rallenta a parità di potenza erogata?

Pertanto, bici e biker presi in considerazione saranno gli stessi, ovvero: mountain bike con allestimento “easy rider” (forcella rigida, ruote 26”, gomme scorrevoli, dislivello sella/manubrio 8cm, appendici al manubrio, peso 11kg), gommata su entrambe le ruote con pneumatici Michelin “Race” (visti più volte in altri articoli). Il biker invece sarà un “taglia media”, statura 174cm, peso 72kg, potenza di soglia 4,3W/kg.

Il fondo stradale, per uniformità dei confronti, sarà l’asfalto.

Prenderemo in considerazione tre differenti quantità di bagaglio (10kg – 20kg – 30kg), e calcoleremo:

• il rallentamento che la presenza del bagaglio determina, a seconda della modalità di trasporto utilizzata, rispetto a una bici “scarica” che viaggia a 25km/h in piano, a 10km/h su salita al 5%, a 6km/h su salita al 10%
• la ripartizione del peso (che a bici scarica è del 45% sull’avantreno e del 55% sul retrotreno)
• l’incremento percentuale necessario della pressione pneumatici (che a bici scarica è di 2.0bar all’anteriore e 2.4bar alla posteriore, per 72kg di biker e 11kg di bici, utilizzando i Michelin “Race”)
• l’eventuale necessità di rapporti più leggeri di cui dotare la trasmissione

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BAGAGLIO DA 10KG

Caratteristiche delle borse: zaino da 45 o 30 litri (a seconda della quantità di bagaglio che dovrà contenere); borsa da manubrio piccola (con frontale 25cmx10cm) o media (con frontale 30cmx20cm) con sagoma aerodinamica; borsa da manubrio cilindrica grande (da bikepacking) con frontale 50cmx25cm; borse laterali posteriori medie con frontale 15cmx40cm

• zaino in spalla (10kg): 23,9km/h – 7,6km/h – 4,4km/h; peso 45%-55%; pressione +11%/+11%
• zaino in spalla (8kg) + borsa da manubrio piccola (2kg): 23,9km/h – 7,6km/h – 4,4km/h; peso 46%-54%; pressione +14%/+9%
• zaino sul portapacchi posteriore (10kg): 23,9km/h – 7,6km/h – 4,4km/h; peso 40%-60%; pressione +0%/+21%
• zaino sul portapacchi posteriore (8kg) + borsa da manubrio piccola (2kg): 23,9km/h – 7,6km/h – 4,4km/h; peso 42%-58%; pressione +5%/+16%
• zaino sul portapacchi posteriore (6kg) + borsa da manubrio media (4kg): 23,9km/h – 7,6km/h – 4,4km/h; peso 44%-56%; pressione +10%/+12%
• zaino sul portapacchi posteriore (6kg) + borsa da manubrio da bikepacking (4kg): 23,2km/h – 7,6km/h – 4,4km/h; peso 44%-56%; pressione +10%/+12%
• borse laterali posteriori (10kg): 23,3km/h – 7,6km/h – 4,4km/h; peso 40%-60%; pressione +0%/+21%
• borse laterali posteriori (8kg) + borsa da manubrio piccola (2kg): 23,3km/h – 7,6km/h – 4,4km/h; peso 40%-60%; pressione +5%/+16%

CONSIDERAZIONI SULL’ASSETTO DI CARICO OTTIMALE:

innanzitutto va sottolineato che un bagaglio che si limiti a questo peso consente di effettuare dei viaggi su percorsi “da mountain bike” (poi tutto si può fare anche con 50kg di carico, pure ripercorrere torrenti asciutti, dipende se uno ha come riferimento la razionalità o l’autolesionismo). Chiaramente, bisogna scegliere la configurazione di carico più adatta anche a questo fine.

PRESTAZIONI: lo zaino in spalla è quello che garantisce sia la maggior velocità (in piano, dato che in salita a quelle velocità l’aerodinamica di fatto è ininfluente, e tutte le configurazioni si equivalgono) che la miglior ripartizione dei pesi sulle due ruote. Supportato da una borsa da manubrio, lo zaino viene alleggerito (portandolo a 8 o 6 chili, a seconda della borsa), risultando meno gravoso per le spalle. Va però tenuto conto che 4kg di peso appesi al manubrio peggiorano in modo non trascurabile la maneggevolezza dello sterzo (e quindi l’agilità della bici). Eventualmente, si può pensare di suddividere gli 8kg dello zaino in due zainetti, uno da mettere sulle spalle e uno sul portabagagli posteriore (evitando di riporre in quest’ultimo più di 4kg di bagaglio, per i motivi che spiegheremo poco più sotto). Aumenta la comodità, e le prestazioni restano quelle che abbiamo visto.

MANOVRABILITA’: se non si vogliono caricare le spalle, si può mettere lo zaino sul portabagagli posteriore (o eventualmente utilizzare la borsa per portabagagli da bikepacking, che tuttavia non offre vantaggi, costa di più, e non consente la versatilità di uno zaino). In questo caso, le prestazioni restano identiche, ma la ruota posteriore risulta più caricata, e poiché si tratta di un peso solidale con la bici, non è possibile smorzarne l’impatto ad esempio con dei sassi, come si fa invece col nostro corpo, per ridurre la botta che riceve la ruota. Questo significa sottoporre la ruota posteriore, e in particolare i raggi, a sollecitazioni molto maggiori di quelle a bici scarica, col rischio concreto di rotture. Infatti, una bici che pesa 12 kg, ha circa 6kg di peso gravanti su ciascuna ruota. Aggiungendo 6-8kg di peso sopra la posteriore, questa sopporta una sollecitazione più che doppia. E non tragga in inganno il fatto che, comunque, va aggiunta su ciascuna ruota anche la quota di peso del biker; infatti, come detto e come sa chi sa andare in bici, quando si impatta con un ostacolo il biker si muove in modo da smorzare l’urto (salvo chi sta in sella agile come un paracarro), in modo che la sua massa non contribuisca all’energia (leggasi “sberla”) che si scarica sulla ruota. Va da se che a determinare la botta è quindi soprattutto la massa della bici che, come detto, se il retrotreno è caricato da 6-8kg ulteriori, è raddoppiata (raddoppiando anche la “sberla” sulla ruota, con grande gioia dei raggi). In definitiva, lo zaino sul portabagagli posteriore è indubbiamente una comodità, ma bisogna ricordarsi di adottare uno stile di guida consono, in particolare nei tratti con fondo stradale irregolare. Anche il bagaglio sull’avantreno (borsa da manubrio) comporta conseguenze analoghe, motivo per cui non superare 2kg di peso è decisamente preferibile.

Passando alle altre modalità di carico, è senz’altro inutile (e controproducente, come si vede dalla marcata diminuzione della velocità) l’utilizzo della borsa da manubrio da bikepacking (il salsiccione), che aumenta la resistenza aerodinamica. Inoltre, estendendosi in larghezza, allontana la massa dall’asse di rotazione dello sterzo, aumentando (a parità di peso) il relativo momento resistente e, di conseguenza, facendo perdere agilità allo sterzo (quindi, se proprio si vogliono caricare 4kg sull’avantreno, meglio a parità di peso mettere bagaglio poco voluminoso come videocamera, batterie ecc. in una borsa media 30×20 con frontale aerodinamico, piuttosto che riempire ad esempio con vestiario, che è più voluminoso a parità di peso, uno di quei salsiccioni).

Riguardo poi alle ulteriori configurazioni considerate sopra, direi che sono da escludere, salvo esigenze particolari, perché più penalizzanti sotto tutti i punti di vista.

ALLEGGERIMENTO DELLA TRASMISSIONE: con un bagaglio entro i 10kg, non è indispensabile aggiungere dei rapporti più leggeri, e pertanto una 3x9v con guarnitura 44-32-22 e cassetta 11-32 consente di gestirsi bene anche su pendenze impegnative. Se poi si vuole comunque ottimizzare i rapporti, allora è senz’altro utile passare a una cassetta 11-34 o 11-36

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BAGAGLIO DA 20KG

Caratteristiche delle borse: come quelle usate per i 10kg, più borse laterali posteriori grandi con frontale 20cmx50cm

Caratteristiche del carrello: peso 6,5kg, ruota slick singola da 16” (larghezza 45mm), carico massimo 30kg, frontale 45cmx45cm

• zaino in spalla (6kg) + borsa al manubrio media (4kg) + zaino sul portapacchi (10kg): 22,8km/h – 5,7km/h – 3,3km/h; 43%-57%; pressione +17%/+27%
• zaino in spalla (6kg) + borsa al manubrio piccola (2kg) + zaino sul portapacchi (4kg) + borse laterali medie (8kg): 22,2km/h – 5,7km/h – 3,3km/h; 41%-59%; pressione +12%/+32%
• zaino sul portapacchi (8kg) + borsa al manubrio media (4kg) + borse laterali medie (8kg): 22,2km/h – 5,7km/h – 3,3km/h; 40%-60%; pressione +10%/+34%
• zaino in spalla (6kg) + borsa al manubrio piccola (2kg) + borse laterali grandi (12kg): 20,7km/h – 5,7km/h – 3,3km/h; 41%-59%; pressione +12%/+32%
• zaino sul portapacchi (6kg) + borsa al manubrio piccola (2kg) + borse laterali grandi (12kg): 20,7km/h – 5,7km/h – 3,3km/h; 39%-61%; pressione +5%/+37%
• zaino in spalla (4kg) + borsa al manubrio media (4kg) + borse laterali grandi (12kg): 20,7km/h – 5,7km/h – 3,3km/h; 41%-59%; pressione +15%/+29%
• zaino sul portapacchi (4kg) + borsa al manubrio media (4kg) + borse laterali grandi (12kg): 20,7km/h – 5,7km/h – 3,3km/h; 39%-61%; pressione +10%/+34%
• carrellino (20kg): 21km/h – 4,8km/h – 2,8km/h; 45%-55%; pressione 2.1bar

CONSIDERAZIONI SULL’ASSETTO DI CARICO OTTIMALE:

PRESTAZIONI: valgono le stesse considerazioni fatte per il caso dei 10kg, e quindi sono preferibili gli assetti che penalizzano il meno possibile dal punto di vista aerodinamico. Chiaramente, in questo caso la quantità di bagaglio da trasportare è maggiore, e quindi la sua distribuzione sulla bici è un po’ più articolata. Visto il maggior peso da trasportare, non è opportuno caricare le spalle con 10kg di zaino, e nel caso si scelga questa modalità di trasporto è meglio non fargli superare i 6kg. In alternativa, lo zaino lo si carica sul portapacchi, avendo ancora dei vantaggi aerodinamici, e conseguente maggiore velocità in pianura (ma bisogna prestare attenzione, specie se si urta contro sassi o altri ostacoli, al maggior peso che grava sulla ruota posteriore)

MANOVRABILITA’: Rispetto al bagaglio da 10kg, qui abbiamo a che fare con una configurazione di carico adatta a viaggi abbastanza lunghi, diciamo oltre le due settimane. Venti chili di carico si fanno sentire, non solo sulle gambe ma anche sulla struttura (e resistenza meccanica) della bici, ed è fondamentale tenerne conto per evitare problemi (alle ruote, ma anche allo stesso telaio della bici). Non è pertanto opportuno percorrere itinerari da mountain bike, se non tratte limitate, e soprattutto NON dobbiamo guidare come se stessimo pedalando su una mtb (anche se la bici dovesse esserlo). Quindi lo stile di guida dev’essere piuttosto tranquillo, perché anche se un bagaglio disposto in modo equilibrato può farci sentire ben attaccati a terra, le manovre repentine sono inevitabilmente più lente, e le botte alla struttura della bici arrivano amplificate. Ricordiamo poi la cosa più importante, ovvero le sollecitazioni a fatica: telaio e ruote sono progettati e ottimizzati per un utilizzo “standard”, e quindi non per una bici con appesi svariati chili di bagaglio. Come abbiamo già scritto, il bagaglio “appeso” alla bici diventa un tutt’uno solidale con lei, e in questo caso (specie se non si usa lo zaino) è come se la bici pesasse il triplo, oltre 30kg (come già detto, il biker che vi sta sopra ha la possibilità di muoversi e smorzare i colpi, per cui il suo peso ha un’incidenza decisamente minore sulle sollecitazioni che riceve la bici). Ciò significa che telaio e ruote, e in particolare le parti più delicate come le giunzioni saldate e i raggi, vedono triplicarsi le sollecitazioni continue cui sono sottoposti, e la loro durata rispetto alla resistenza a fatica diminuisce notevolmente. Insomma, se si vuole spaccare una saldatura di un telaio o rompere raggi come se piovesse, è sufficiente farsi prendere la mano in discese con fondo irregolare (invogliati anche dal fatto che la bici pesante scende più veloce ed è più attaccata a terra), e dopo un po’ ci si ritrova la bici in kit

ALLEGGERIMENTO DELLA TRASMISSIONE: posto che se uno ha un buon allenamento riesce comunque a cavarsela anche con una 3x9v 44-32-22 e 11-32, se si vuole avere una trasmissione ottimizzata per un bagaglio da 20kg è necessario alleggerirla. Restando sulla 3x9v, va installata una cassetta 11-36. Per quella che è la gamba del classico cicloturista medio (indicativamente, chi in pianura non va oltre i 24-25km/h nelle uscite di circa 2h) è però fortemente consigliato passare alla 3x10v, così da installare una cassetta 11-40 (e il rapportino 22/40 consentirà di affrontare anche le rampe al 10% senza doversi affidare a periodiche soste per far sfiatare il motore in ebollizione…)

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BAGAGLIO DA 30KG

Caratteristiche delle borse: come quelle usate per i 10kg e i 20kg, più borse laterali anteriori con frontale 15x30cm

Caratteristiche del carrello: peso 6,5kg, ruota slick singola da 16” (larghezza 45mm), carico massimo 30kg, frontale 45cmx45cm

• zaino in spalla (4kg) + borsa al manubrio media (4kg) + borse laterali grandi posteriori (12kg) + zaino sul portapacchi (10kg): 19,7km/h – 4,5km/h – 2,5km/h; 38%-62%; pressioni +15%/+50%
• zaino sul portapacchi (10kg) + carrellino (20kg): 20km/h – 3,9km/h – 2,1km/h; 40%-60%; pressioni +0%/+21%; pressione carrellino 2.1bar
• borsa al manubrio media (4kg) + borse laterali anteriori (4kg) + borse laterali grandi posteriori (12kg) + zaino sul portapacchi (10kg): 18,3km/h – 4,5km/h – 2,5km/h; 40%-60%; pressioni +20%/+45%
• carrellino (30kg): 19,7km/h – 3,8km/h – 2,1km/h; 45%-55%; pressione 2.9bar

CONSIDERAZIONI SULL’ASSETTO DI CARICO OTTIMALE

PRESTAZIONI: con l’aumento di quantità e peso del bagaglio, le possibili combinazioni di carico si riducono, per cui potremmo riassumerle con “carrellino si / carrellino no”. E’ sufficiente uno sguardo alle quattro modalità di carico elencate sopra, per vedere come l’uso del carrellino sia equivalente sulle tratte pianeggianti (con un leggero vantaggio, se parte del bagaglio la si pone sul portabagagli posteriore), mentre invece sia penalizzante in salita (perché anche un modello da circa mezzo migliaio di euro come quello preso in considerazione, pesa comunque 6,5kg, che in salita sono un peso ulteriore da portare su). Va da se che la scelta tra le due opzioni va fatta in funzione delle caratteristiche dell’itinerario che si deve affrontare.

I risultati ottenuti invece confermano come le borse anteriori comportino delle penalizzazioni non giustificate dalla loro reale utilità, essendo sostituibili con un piccolo zaino di appena 4kg da mettere sulle spalle.

MANOVRABILITA’: qualunque sia la configurazione di carico prescelta, una simile quantità di bagaglio richiede una scelta degli itinerari molto attenta e razionale, perché è chiaro che fondi stradali sconnessi non si prestano nemmeno a esser percorsi con bici trascinata a piedi (dato che ogni passaggio su pietrame o altri ostacoli, con bici+bagaglio che si avvicinano ai 50kg, sarebbe una fatica improba anche solo per pochi metri).

ALLEGGERIMENTO DELLA TRASMISSIONE: con 30kg di bagagli, è decisamente meglio anche per chi ha un buon allenamento (e assolutamente necessario per il “cicloturista medio”) dotare la propria bici di rapporti più leggeri. Se pertanto si dispone di una trasmissione 3x9v, per poter disporre di un rapporto 22/40 sarà opportuno passare a una 3x10v (esistono cassette 11-40 anche 9v, ma hanno dei salti talmente ampi tra un rapporto e l’altro da rendere l’utilizzo troppo disuniforme).

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COME ADATTARE GLI ITINERARI NEL CASO DI BAGAGLI PESANTI

Chiudiamo quest’analisi con una considerazione importante riguardante le salite da affrontare con un bagaglio dell’ordine dei 30kg. Come si vede dai risultati pubblicati sopra, su tratte al 10%, per avere un consumo di risorse pari a quello di una bici scarica che viaggi a 6km/h, si dovrebbe viaggiare a velocità prossime ai 2km/h, ovvero andature irrealistiche e impraticabili. E’ chiaro quindi che, per poter affrontare queste pendenze, non potendo agire sulla diminuzione di velocità, si deve invece studiare un itinerario con tappe adatte a un bagaglio di questa entità (mentre invece con 10kg di bagaglio, ma anche con qualche chilo in più, si possono affrontare itinerari “da bici scarica”, semplicemente adattando il proprio passo). Le possibilità quindi sono due: o si studiano dei percorsi che riducano i chilometri complessivi su pendenze superiori al 5%; oppure si mantengono le salite lunghe e con pendenze impegnative, ma si accorciano le lunghezze di ciascuna tappa.

Innanzitutto, consideriamo che pedalando su pendenza del 10% a una velocità superiore ai 2km/h, ad esempio a 4km/h, si avrà un consumo più elevato di risorse per chilometro, e per l’esattezza in questo caso sarà maggiore del 39%. Anche su pendenze del 5%, la velocità calcolata di 3,8km/h è troppo bassa, per cui consideriamo di affrontarle a 6km/h (con un incremento del consumo di risorse pari al 27%).

Vediamo di analizzare un caso concreto, in modo che si capisca il discorso anche dal punto di vista dei numeri in gioco.

Consideriamo un itinerario che, affrontato con bici senza bagagli, preveda 5km di salita al 10% percorsi a 6km/h, 10km di salita al 5% percorsi a 10km/h, e 50km di pianura percorsi a 25km/h. Il consumo totale di risorse, per il biker preso in considerazione (di cui abbiamo indicato le caratteristiche all’inizio di quest’analisi) è pari all’84%.

Come andrà modificato l’itinerario per far si che lo stesso biker consumi ancora le stesse risorse, se viaggia con un carrellino con 30kg di bagaglio? Vediamo diverse possibilità:

• mantenere i 5km di salita al 10% (perché ad esempio non è possibile evitarli), che verranno percorsi a 4km/h: allora la tappa andrà inevitabilmente accorciata, per cui avremo ancora 10km di salita al 5% (supponendo anch’essi non evitabili) che percorreremo a 6km/h, ma il tratto in pianura andrà ridotto di 27km, passando da 60km a 33km, percorsi a 19,7km/h. In questo modo, il consumo di risorse sarà ancora pari all’84%, e la tappa potrà essere affrontata senza problemi (invece, se avessimo percorso anche gli altri 30km pianeggianti, il consumo totale di risorse sarebbe arrivato al 107%, ovvero ci si sarebbe trovati coi serbatoi a secco ben prima della conclusione della tappa
• percorrere un itinerario alternativo che eviti la salita al 10%: potrebbe ad esempio esserci la possibilità di percorrere una variante più lunga, dove i 5km di salita al 10% vengano sostituiti da 10km di salita al 5%, percorsi come nel caso precedente a 6km/h. La tratta in pianura andrà ridotta di 10km, passando da 60km a 50km, e in questo modo il consumo di risorse sarà ancora pari a quello dei casi precedenti (ovvero pari all’84%), e consentirà di completare la tappa senza problemi. Se invece si percorressero anche i 10km di pianura che son stati tagliati, il consumo di risorse arriverebbe al 92%. Saremmo quindi in grado di completare la tappa, ma ci avvicineremmo al limite di risorse disponibili, e quindi la stanchezza sarebbe maggiore (e andrebbe valutata in funzione della lunghezza del viaggio e della difficoltà della tappa del giorno successivo)

Bene, con queste ultime considerazioni, la nostra analisi può dirsi conclusa. Come avete visto, abbiamo potuto analizzare alcuni casi rappresentativi, ma poi nella realtà esistono una miriade di situazioni diverse, che chiaramente non è possibile contenere in un unico articolo, dato che non basterebbe un intero libro. Tuttavia, lo scopo di questa analisi è quello di fornirvi gli strumenti per scegliere il modo più razionale per affrontare un viaggio con bagaglio al seguito, e credo che al termine della lettura ne sappiate abbastanza per poter scegliere al meglio il tipo di borse e/o carrellino con cui equipaggiare la vostra bici.

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ANCORA SUL CARRELLINO

Tra tutte le modalità di trasporto che abbiamo visto, tuttavia, ce n’è una che merita e necessita un ulteriore approfondimento, ed è quella con carrellino. Dai confronti fatti col trasporto tramite borse, abbiamo visto che, in termini di prestazioni, il carrellino è circa equivalente in pianura e dà qualche penalizzazione in salita (parliamo del caso in cui il bagaglio sia superiore ai 20kg, perché per pesi minori il carrellino è penalizzante e l’utilizzo di borse è decisamente più vantaggioso). A differenza delle borse, tuttavia, il carrellino è un mezzo meccanico, e pertanto necessita di essere ottimizzato. Vanno scelti pneumatici adatti, con battistrada e pressioni che ne minimizzino la resistenza al rotolamento, e vanno scelte dimensioni e geometria che minimizzino la resistenza aerodinamica. Inoltre, il confronto qua sopra è stato fatto considerando il fondo stradale asfaltato (perché, come sottolineato in precedenza, lo scopo era confrontare tra loro le varie modalità di trasporto, e pertanto era necessaria una uniformità delle condizioni di utilizzo, e l’asfalto ci consente questo). Sullo sterrato tuttavia la situazione cambia radicalmente, dato che il copertone slick utilizzato su asfalto avrebbe una resistenza al rotolamento altissima, e pertanto è necessario scegliere un copertone tassellato idoneo (da utilizzare alla corretta pressione, così che abbia prestazioni valide sia su sterrato che su asfalto). Per questo motivo, a breve verrà pubblicata un’analisi dedicata esclusivamente ai carrellini, che consentirà a tutti coloro che viaggiano utilizzando questa modalità di trasporto di ottimizzarne le prestazioni.

Per chi poi volesse un’analisi “cucita su misura” per affrontare al meglio un viaggio, ottimizzando modalità di carico e itinerari, la mail è sempre bikeplani@tiscali.it

A rileggerci presto con la prossima analisi

Stefano Tuveri

(ingegnere e progettista/collaudatore meccanico)