Davanti a una domanda come questa (anzi, a un domandone), chiunque abbia un po’ di esperienza sui pedali non può che rispondere di no.
E però… e però chiunque abbia un po’ di esperienza sa bene che le risposte frettolose sono di norma sbagliate, in qualunque ambito, e quindi noi vedremo di analizzare la situazione in modo approfondito e, come sempre, il risultato sarà tutt’altro che scontato, e meno che mai banale.
Innanzitutto, quindi, definiamo le caratteristiche della mtb che considereremo in questo confronto. Chiaramente, dovrà essere più “snella” possibile, e quindi come base di partenza prenderemo una “easy rider”, di cui avete imparato a conoscere le caratteristiche leggendo queste pagine, ovvero: ruote 26”, forcella rigida, assetto di guida basso, appendici al manubrio, gommatura scorrevole.
Ricordiamo poi quali sono le forze resistenti che vengono affrontate quando si va in bici: resistenza aerodinamica, attrito volvente, forza di gravità.
- resistenza aerodinamica: la mountain bike in assetto da easy rider consente una posizione di guida bassa, con conseguente grande vantaggio aerodinamico e una resistenza molto vicina a quella di una bdc (poi daremo i relativi valori)
- attrito volvente: tra i copertoni per bdc e i tassellati per mtb, anche i più scorrevoli, non c’è ovviamente paragone. Tuttavia esistono anche i copertoni flat per mtb, ed è chiaro che se vogliamo velocizzare la nostra easy rider dobbiamo installare questi
- forza di gravità: dipende esclusivamente dal peso di bici+biker+varie, e la sua componente che si oppone al moto dipende dalla pendenza. All’aumentare di quest’ultima, resistenza aerodinamica e attrito volvente incidono sempre meno sulla resistenza complessiva al moto, e le differenze tra bdc e mtb vanno via via diminuendo. Va da se che più è leggera la mtb e minore è il divario con la bdc
Consideriamo allora una per una queste tre resistenze, e vediamo come intervenire su una mtb easy rider per minimizzarle.
RESISTENZA AERODINAMICA
Come accennato prima, per diminuirla è fondamentale avere una posizione di guida bassa, e quindi bisogna dare alla mtb un assetto con manubrio posto più in basso della sella (quanto più in basso, dipende dalle caratteristiche antropometriche del biker; per 174cm di statura e 84cm di altezza cavallo, ad esempio, il dislivello sarà di 8cm). Le 26” consentono di ottenere facilmente questo assetto. Infatti, cerchio+pneumatico delle 26” hanno lo stesso diametro di cerchio+pneumatico delle bdc, in quanto il minor diametro del cerchio è compensato dalla maggiore altezza del copertone, e questo rende semplice “copiare” sulla easy rider la posizione di guida della bdc (il formato 26” non è stato scelto a caso lanciando i dadi, ma per replicare la posizione di guida delle bdc, a sua volta studiata più di un secolo fa per ottimizzare il rendimento del ciclista). Le ruote da 29” invece sollevano l’avantreno, per cui è di fatto impossibile ottenere su questa tipologia di mtb un assetto di guida altrettanto basso (anche perché gli stessi telai hanno geometrie che sollevano il manubrio, per cui nemmeno l’utilizzo di attacchi manubrio con angoli negativi enormi è una soluzione efficace).
Su una bici da corsa, con pneumatici da 25mm, guidando con impugnatura al manubrio (posizionato 10cm più in basso della sella, sempre per il biker considerato prima), il coefficiente aerodinamico è pari a 0,202. Con impugnatura bassa, il valore scende a 0,193, ma come sappiamo bene questa posizione di guida viene tenuta con molta minore frequenza anche tra i professionisti (e ancor meno tra gli amatori), per cui non la consideriamo come riferimento
Su una mtb in assetto da easy rider, con gomme slick da 35mm, il coefficiente aerodinamico è pari a 0,208. Come si vede, la differenza rispetto a una bdc è minima. Del resto, le due bici hanno una sezione frontale con geometria e superficie molto simili, e poiché su entrambe si assume una posizione di guida bassa, la resistenza che incontrano per attraversare l’aria non può che essere quasi la stessa
ATTRITO VOLVENTE
Questa è la resistenza su cui c’è una differenza enorme tra bdc e mtb. Pneumatici per bdc da 25mm, gonfiati a 7bar (sempre per il biker visto prima, supponendo pesi 70kg), hanno un coefficiente d’attrito volvente pari a 0,0041. I pur scorrevoli Michelin Wild Race 26” per mtb, gonfiati a 2.0/2.4bar (anteriore/posteriore), per un biker da 70kg, hanno un coefficiente d’attrito pari a 0,0120, triplo rispetto a quello visto per la bdc. E’ chiaro che, con una mtb gommata “da mountain bike”, il confronto è improponibile.
Se però montiamo sulla nostra easy rider un paio di gomme slick, come ad esempio le Michelin Wild Run da 35mm, gonfiandole a 5.0/6.0bar (ant./post.) il coefficiente d’attrito volvente scende a 0,62, avvicinandosi al valore visto per le bdc, pur restandogli superiore del 55%. Per attenuare il divario di velocità tra bici da corsa e mtb easy rider, è quindi d’obbligo montare gomme slick. Volendo, potremmo montare gomme da 25mm (si trovano anche nel formato 26”), e a quel punto il coefficiente d’attrito scenderebbe a 0,0046 (maggiore di appena il 12% rispetto a quello della bdc, a causa del minor diametro della ruota 26”). Noi però nel nostro confronto consideriamo le gomme da 35mm, in modo che la easy rider non venga snaturata (e quindi mantenga un suo comfort di guida, importante specie nei lunghi itinerari da easy rider, grazie ai copertoncini più larghi), altrimenti diventerebbe di fatto una bdc con manubrio dritto, e il confronto si ridurrebbe a quello di una bdc… con se stessa!
FORZA DI GRAVITA’
La resistenza che una bici incontra quando affronta una pendenza positiva, è data dalla componente della forza peso lungo la direzione del piano stradale. In questo caso, l’unica cosa che conta è il peso di bici+biker+varie, tutte le altre magie di cui pullulano gli spot vanno derubricate al rango di stupidaggini. Se quindi una bdc pesa 7kg e una easy rider 10kg, avremo 3kg di peso in più da portare, che costituiscono una differenza di circa il 3% rispetto a un peso di circa 80-85kg di bici+bagagli+varie. Così come nel caso della resistenza aerodinamica, anche in questo caso la differenza è poca roba, e conferma che il divario maggiore lo si ha, come visto, nella resistenza al rotolamento (ovvero nell’attrito volvente)
Bene, a questo punto abbiamo visto quanto incide ciascuna delle azioni resistenti che si affrontano quando si pedala. Siamo quindi pronti per confrontare le velocità di bdc e easy rider. E allora, confronto sia.
- Caratteristiche biker: altezza 174cm, peso 70kg, potenza specifica di soglia 4,3W/kg
- Caratteristiche bdc: peso 7kg, dislivello sella/manubrio 10cm, pneumatici da 25mm gonfiati a 7bar
- Caratteristiche mtb: peso 10kg, dislivello sella/manubrio 8cm, pneumatici da 35mm gonfiati a 5bar/6bar (ant./post.)
- Potenza specifica erogata: 2,1W/kg
Ricordiamo allora il domandone, ovvero: una mtb può essere veloce (quasi) quanto una bdc?
La risposta è che, erogando 2,1W/kg, le velocità in piano su asfalto sono:
- bici da corsa: 30,5km/h
- easy rider: 29km/h
Noi però non ci fermiamo qui, ma facciamo anche le domande sui domandoni.
La domanda che ne consegue pertanto è: su una easy rider, di quanto dovrei incrementare la potenza erogata per viaggiare a 30,5km/h (ovvero, alla velocità della bdc)?
La risposta è: 2,39W/kg, con un incremento di 0,28W/kg o, in termini percentuali, del 13,3%
Un incremento di quest’entità è abbastanza limitato, e se il biker sulla easy rider ha una “cilindrata” superiore a quello sulla bdc, può colmare il divario.
Detta così però la cosa non ci dice niente, quindi… diamo i numeri. E i numeri dicono che avere il 13% di potenza in più nel proprio “motore” significa, come visto, avere la capacità di viaggiare in piano a una velocità superiore del 5%. Oppure, in una salita al 10%, viaggiare a 10km/h invece che a 9km/h.
Ma come sappiamo, le risposte servono innanzitutto a far nascere altre domande (e per fortuna, altrimenti saremmo ancora appesi agli alberi a mangiar banane e spulciarci).
E allora, la nuova domanda è: se i due biker hanno la stessa “cilindrata” e quello sulla easy rider decide di tenere il passo della bdc, quanto diminuirà la sua autonomia sui pedali?
In parole povere, quanto schiatterà prima?
Consideriamo quindi sempre un’erogazione di potenza specifica di 2,1W/kg, e 4,3W/kg come potenza specifica di soglia. Consumando il 100% delle proprie risorse, avremo le seguenti percorrenze:
- bici da corsa: 170km
- easy rider: 139km
Ma poteva quest’ultima risposta non generare una nuova domanda? Ovviamente no!
E allora ecco l’ulteriore domandone: con le condizioni viste sopra, se il biker sulla bdc si limita a percorrere 139km, evitando di abbandonare al suo destino l’easy rider a 31km da casa, quale sarà il suo consumo percentuale di risorse?
La risposta è: 82%
Pertanto, se decidessimo di uscire con la nostra easy rider assieme ad amici in bdc, assicuriamoci che non abbiano intenzione di dar fondo ai loro serbatoi di risorse, ma si limitino a circa l’80%, perché altrimenti rischieremo di dover campeggiare in cunetta finchè qualche anima pietosa non ci riporti ai patri lidi.
Vediamo allora di dare un riferimento pratico: basta fare un giro su Strava per vedere come, nella classica uscita infrasettimanale in bdc, sia comunissimo (praticamente la norma) percorrere 40-50km a 30km/h su itinerario pianeggiante. Parliamo delle prestazioni di un cicloamatore mediamente allenato, con potenza specifica di soglia di circa 3W/kg, che pedalando in agilità col 52/17, a 30km/h è a circa il 72% della propria potenza di soglia (e in 50km consuma il 48% delle proprie risorse).
Se un biker con analoga cilindrata (3W/kg) dovesse aggregarsi con la sua easy rider a una di queste uscite, viaggiando a 30km/h in piano per 50km e pedalando in agilità col 44/14, sarebbe al 78% della potenza di soglia e consumerebbe il 56% delle proprie risorse. Diciamo quindi che, avendo l’accortezza di uscire con persone di pari livello atletico, ci si può aggregare con la propria easy rider almeno “per vedere l’effetto che fa”, senza rischiare di finire in codice rosso per farsi fare un trapianto di polmone.
Bene, that’s all folks. Possiamo quindi concludere che:
- le ruote sono i componenti della bici che ne determinano le caratteristiche e che incidono maggiormente nelle prestazioni. Il criterio con cui si progetta una bici pertanto è: scelta dell’ambito di utilizzo (asfalto, sterrato, gara, viaggi, svago, ecc.); scelta delle ruote più adatte (diametro cerchio, tipologia di pneumatico, ecc.); affinamento della geometria per ottimizzarne il rendimento nel suo campo d’azione (tipologia di manubrio, angolo di sterzo, distanza sella manubrio, ecc.)
- se dovesse prenderci il sacro fuoco dell’asfalto, allora sarà il caso di aprire il sacro portafogli e comprarci una bici da corsa. Ma se dovessimo aver voglia di fare ogni tanto un giro coi nostri amici stradisti, con una easy rider gommata a dovere potremo aggregarci, arrischiandoci anche a scommettere coi più scettici del gruppo una birra sulle nostre chances di riuscita
Buona bevuta, e ci sentiamo al prossimo domandone
Stefano Tuveri
(ingegnere e progettista/collaudatore meccanico)
BI(KE)PLANI - In volo tra Sardegna e resto del mondo conosciuto (e non) 
Buongiorno dottore,
Oltre ad esprimerti tutta la mia stima per essere di gran lunga il più scientifico e preciso divulgatore in ambito ciclistico, vorrei proporti un DOMANDONE…
ho un full, da 26″, con ammortizzatori bloccabili! (Scott Spark del 2003, old and best style). L’ho assettata e gommata secondo il tuo stile Easy Rider.Sono entusiasta degli ammortizzatori (che da sbloccati permettono di affrontare lo sterrato in pianura con il confort di una Rolls Royce e lo sterrato in salita con la trazione di una Jeep) i quali, inoltre, su asfalto, bloccati, non dovrebbero penalizzare la prestazione… O sbaglio?
La mia front (Trek 7000 del 2002), assettata identica, ma più alta di 2cm (movimento centrale) mi da sensazioni mooolto diverse. Ma, siccome non c’è scienza senza misura (cit.) mi serve il tuo prezioso contributo per oggettivare il tutto!
Ringrazio molleggiatamente ed aerodinamicamente.
Stefano
Siamo omonimi, solo che io, dopo 2 anni di ingegneria… sono diventato fisioterapista :-)Buon lavoro
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Buongiorno omonimo, innanzitutto grazie per apprezzare queste pagine tecniche. Ti rispondo ben volentieri, anche perché la domandONa è molto interessante, ma mi devi promettere di non chiamarmi dottore!!
Dunque, la mia risposta in effetti è a sua volta una domanda, ovvero: le geometrie delle due mtb, salvo per i 2cm più in alto del movimento centrale della full, sono perfettamente sovrapponibili?
Con “sovrapponibili” intendo che siano uguali l’angolo di sterzo, l’orizzontale virtuale, l’attacco manubrio, l’angolo del tubo sella, l’altezza e l’arretramento della sella rispetto al movimento centrale, il dislivello sella manubrio, la lunghezza del carro posteriore. Oltre a questi, dovrebbe essere uguale la larghezza del manubrio. Se dovessero coincidere tutte queste misure, la full con ammortizzatore posteriore bloccato sarebbe in pratica come la front ma sollevata di 2cm e, suppongo ma non è scontato, con un peso leggermente maggiore. Già con questa differenza, il baricentro di bici+biker sulla full sarebbe circa 2cm più in alto. Sembra un’inezia rispetto all’altezza cui si trova il baricentro, che è circa a un metro, ma questo 2% di differenza lo percepisci sia nella manovrabilità che in frenata e/o urto (quando è fondamentale che il retrotreno non si stacchi da terra).
Detto questo, le altre geometrie sono ancora più influenti nel comportamento della mtb, a partire dall’angolo di sterzo, su cui basta meno di 1° di differenza per modificare in modo non trascurabile le caratteristiche di stabilità vs reattività del mezzo (al crescere dell’una diminuisce l’altra, e viceversa; un’eccellente prova è guidare senza mani coi due differenti assetti).
Verifica queste quote e fammi sapere, così vediamo di fare le nostre osservazioni
A presto
Stefano Tuveri
p.s.: mi hai dato un’idea. Lanciamo la serie di articoli “i VOSTRI domandoni”, in cui voi proporrete le vostre domande usando gli spazi commenti, e io le userò come argomenti per degli articoli tecnici
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Dottore,
Ho una seconda domanda per te che spero interessi molte persone che ti seguono…
Da amante della Mountain Bike mi trovo spesso a dover fare dei tratti di collegamento con i sentieri, su asfalto, piuttosto lunghi. Quindi mi riallaccio ancora al tuo articolo dove cerchi di massimizzare la velocità su asfalto di una mountain bike paragonandola ad una bici da corsa.
Ottimizzando al massimo l’assetto (grazie alle tue impostazioni Easy Rider) abbiamo visto, dai tuoi studi, come il coefficiente aerodinamico sia quasi sovrapponibile a quello della bici da corsa.
Quel paio di chili in più che la mountain bike si porta rispetto alla bici da corsa, in pianura, risultano pressoché ininfluenti.
L’ultimo elemento, ed anche più rilevante, che crea la differenza maggiore tra i due mezzi sono i copertoni. Non posso però montare slick sulla mia mountain bike sia per una questione etica 🙂 sia per il fatto che poi devo affrontare un sentiero tecnico!
Quindi chiedevo un tuo parere su una soluzione a mio avviso interessante: alcuni copertoni come gli Schwalbe Hurricane hanno una tassellatura leggera con una striscia centrale continua. Gonfiando le gomme ad alte pressioni ho sperimentato che, su asfalto, l’unico mezzo di contatto con il terreno è proprio questa striscia centrale che simula l’effetto di uno stretto copertone di bici da corsa. Sgonfiando il copertone riusciamo invece a ottenere un’aderenza maggiore del copertone al terreno, utilissima nel sentiero sterrato e tecnico! Che dici di questa soluzione per ottimizzare sia la parte su asfalto che la parte in fuoristrada? L’unica seccatura è dover gonfiare e sgonfiare le gomme…
Grazie!
stefano
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Rieccomi! Dunque, devo dire che sono sempre piuttosto “critico” (eufemismo) verso queste soluzioni che Schwalbe ogni tanto ci propone. Non tanto per le soluzioni in se, quanto perché la Schwalbe tende a proporle come colpi di genio cui nessuno aveva ancora pensato. Tempo fa, in quella serie di articoli dedicati agli pneumatici e alla determinazione dell’attrito volvente, avevamo parlato della loro “geniale scoperta”, secondo cui uno pneumatico più largo sarebbe più scorrevole perché l’impronta a terra, a parità di superficie, è più larga e, di conseguenza, meno lunga. Peccato che, come avevamo visto, per pneumatici lisci le pressioni massime ammissibili (oltre le quali si ha l’effetto ruota quadra, con incremento della resistenza al rotolamento) diminuiscono ad aumentare della larghezza del copertone, e quindi una gomma più larga DEVE usare pressioni più basse (il che fa si che, alla resa dei conti, il suo coefficiente d’attrito sia maggiore di quello di una gomma più stretta).
Questo preambolo per dire che, invece che proporsi come geni rotanti, sarebbe più professionale e corretto proporre queste soluzioni per quel che sono, ovvero con pro e contro (ad esempio, le ruote più larghe danno maggior comfort, MA hanno minore scorrevolezza, e ciascuno sceglie cosa privilegiare tra le due caratteristiche).
Passando ai copertoni Hurricane, con quel battistrada sono inadatte agli sterrati. La tassellatura laterale determina un incremento di aderenza in curva, perché con l’inclinazione della ruota riesce ad andare a contatto col suolo. Ma pensiamo ad esempio a cosa accade quando si procede su traiettoria rettilinea, se ad esempio si effettua una frenata, o a tutte quelle situazioni in cui l’avantreno “scappa” trasversalmente, ad esempio per una pietra su cui scivola. Il comportamento sarebbe lo stesso di una gomma slick, ovvero tenuta di strada prossima allo zero (ovviamente parlo di sterrato). E per quanto noi possiamo abbassare la pressione per far si che i tasselli laterali tocchino il terreno, la maggior parte del peso verrebbe comunque sostenuto dalla parte centrale del battistrada, e quindi la pressione che i tasselli eserciterebbero sul suolo sarebbe insufficiente (e parecchio) per garantire un’aderenza adeguata.
La realtà è che le soluzioni miracolose non esistono. Quando dobbiamo affrontare un’escursione su fondi stradali misti, possiamo solo montare copertoni che ci permettano di avere innanzitutto buona aderenza sui terreni peggiori che incontreremo. E nei tratti in asfalto? Non c’è niente da fare, rispetto alle bici da corsa, noi biker abbiamo da morire! 😀
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Ciao, mi unisco alla discussione avendo usato i copertoni Schwalbe Hurricane per più di un anno e mezzo sulla mia MTB hardtail. Mi unisco tra l’altro per dire una banalità galattica: come per tutte le component di una bici non è che i copertoni Hurricane siano a prescindere giusti o sbagliati, dipende come sempre da quello che ci vuoi fare. Si tratta comunque di un copertone della Schwalbe tecnicamente ben fatto e di una certa qualità, che esiste in diverse generazioni ed è da tanti anni uno steady-seller, il che vuol dire che non è uno pneumatico mal riuscito.
Io la MTB la concepisco come un allrounder, con cui ti puoi lanciare in discese con ghiaia/fanghiglia ma anche fare decine e decine di km su asfalto senza essere troppo penalizzato. Per questo tipo di cose gli Hurricane effettivamente non vanno bene, perché nelle parti non asfaltate andando a una certa velocità non hai la tenuta che ti offrono altri copertoni e devi bene o male o ridurre la velocità o prenderti dei rischi. Sulle curve in sterrato sdrucciolevole tenevo inclinazioni da MotoGP per sfruttare la parte più sagomata del copertone e comunque i compagni di uscita mi passavano all’interno.
Sulle parti asfaltate invece hai un vantaggio oggettivo perché gli Hurricane hanno una scorrevolezza fantastica. Il mio personalissimo parere è che questa gommatura è perfetta se il tuo percorso prevede tratti solo molto ridotti di sterrato (e non troppo sconnesso). Anche se nelle curve in questo sterrato devi andare più piano che con altri copertoni, nei tratti in asfalto riesci a parità di sforzo a tenere velocità un po’ più elevate per tratti un po’ più lunghi.
Io gli Schwalbe Hurricane non me li sono ricomprati, perché per i percorsi che faccio io con tratti di bosco preferisco (per restare alla Schwalbe) Smart Sam o se il percorso è molto facile Thunder Burt. Personalmente penso che in ambito non agonistico la sicurezza debba essere al primo posto. Se invece il tuo percorso “tipico” è molto più trekking che MTB e al 90% o più in asfalto, gli Hurricane possono essere un’ottima soluzione.
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