La rigidità in una bici da strada è essenziale, ma deve anche essere bilanciata con comfort, peso e costi. Indaghiamo come
Cerca in Internet usando il termine "rigidità" e non andrai molto lontano prima di vedere annunci che vendono soluzioni farmaceutiche per i problemi dei gentiluomini. Le biciclette e le camere da letto, a quanto pare, condividono una paranoia incrollabile sulle prestazioni deboli, il che spiega perché il problema del marketing che accompagna ogni nuova bici è invariabilmente pieno di affermazioni su come il telaio sia ora super rigido, oltre ad essere più leggero e confortevole. Ma, almeno in teoria, le tre qualità sono in conflitto e i progettisti di biciclette cercano continuamente di trovare il punto giusto tra di loro armeggiando con le dimensioni dei tubi e la scienza dei materiali.
Pedale al carbonio
Quando gli ingegneri parlano di rigidità del telaio, in re altà si rivolgono a due diverse aree delle prestazioni di una bici. Il primo riguarda l'avere una rigidità laterale sufficiente per consentire all'input di pedalata di un ciclista di trasferirsi nel modo più efficiente possibile sulla strada. Il secondo riguarda la prevedibilità e la stabilità della manovrabilità di una bicicletta.
In termini di rigidità laterale, ogni volta che il piede calpesta il pedale si creano notevoli sollecitazioni laterali (da lato a lato) insieme a forze di torsione (torsione), che si combinano per sollevare la parte inferiore del telaio di allineamento. Ogni millimetro di movimento del telaio assorbe energia preziosa che potrebbe essere convogliata sulla strada, quindi ridurre al minimo questo flex massimizza efficacemente l'efficienza della pedalata, da qui l'attenzione incessante sulla rigidità dei telai.
"Il modo in cui ottieni l'energia che stai mettendo attraverso le pedivelle alla ruota posteriore è davvero legato al movimento centrale, ai foderi orizzontali, ai forcellini e alla rigidità delle ruote", afferma Gerard Vroomen, co-fondatore di biciclette Open e in precedenza co- titolare di Cervelo. Questa sfida è complicata dalla trasmissione a lato singolo di una bici, che crea un carico irregolare sulla parte posteriore della bici. La necessità di resistere alle forze maggiori sul lato destro del telaio è il motivo per cui molte biciclette optano per un design asimmetrico di foderi orizzontali e tubi sella.
Ma come ci ricorda Ben Coates, il direttore del prodotto da strada di Trek, ciò che fai su un'area di una bici ha un impatto diretto su un' altra: Puoi aumentare la rigidità del movimento centrale, ad esempio, aggiungendo il laminato al lato inferiore del tubo sterzo, ma ogni pezzo di laminato influisce sull'intera bici. Rischi di effetti negativi se non capisci come l'aggiunta o la levigatura di materiali influisca sulle altre parti della bicicletta.
'Possiamo rendere le bici più rigide di quanto vogliono anche i motociclisti più grandi ed esigenti del mondo, ma semplicemente renderle più rigide, o più leggere, non è necessariamente una ricetta per una bici migliore. La conversazione deve iniziare con come vuoi che vada la bici, non dove vuoi che sia rigida.'
Rigidità ingegneristica
Come fanno i designer a irrigidire un telaio nei punti giusti? La risposta sta nel diametro della sezione dei tubi, nonché nella loro lunghezza e, nel caso delle bici in carbonio, nei molteplici strati di fibra di carbonio
usati nella loro costruzione.
"Maggiore è il diametro di un tubo, più rigido sarà", afferma Adam Wais, CEO e fondatore del produttore di biciclette in carbonio fatte a mano Rolo. 'E questo prima ancora di iniziare a guardare i materiali.'
Questo spiega la tendenza nel design della bici verso tubi obliqui sovradimensionati, giunzioni del movimento centrale e foderi orizzontali. I progressi nella fibra di carbonio hanno consentito ai produttori di ridurre lo spessore delle pareti dei tubi, dando loro la libertà di creare tubi dall'aspetto gigantesco senza aggiungere peso.
Quindi, se vengono utilizzati enormi tubi obliqui e movimenti centrali per convogliare ogni watt di potenza del ciclista sulla strada, perché non seguire la stessa filosofia sul tubo orizzontale e sul tubo sterzo per resistere alle forze in curva e garantire una sterzata precisa?
Mentre appoggi la bici in un angolo, tre grandi forze convergono: la gravità, che tira verticalmente verso il basso; energia cinetica, che ti fa andare avanti, e forza centripeta, che ti spinge verso l'esterno, a sinistra quando giri a destra e viceversa. Se il telaio è troppo flessibile, queste forze possono spingere le ruote e il tubo sterzo fuori allineamento, portando a uno sterzo impreciso.
"Hai bisogno delle ruote per tracciare, e meglio si muovono da davanti a dietro, più sono prevedibili in curva", afferma Thomas McDaniel, product manager di BMC. Diciamo che stai attraversando una curva che hai percorso mille volte, in modo da essere sicuro e portare molta velocità, ma un giorno trovi una roccia enorme proprio nel mezzo della linea che prendi sempre. Quanto bene può la bici accettare la tua esigenza di fare un cambio in mezzo a una curva? È qui che entra in gioco la rigidità dell'avantreno.'
Si scopre che se una bici è troppo rigida all'avantreno diventa difficile inclinarsi, il che crea un diverso tipo di problema di manovrabilità. Chris D'Aluisio, direttore creativo di Specialized, riprende la storia ricordando il momento in cui la Tarmac SL4 dell'azienda ha sostituito la SL3. In precedenza, quando Specialized sviluppava una nuova bici, utilizzava la dimensione del telaio di 56 cm come punto di riferimento per una nuova serie di obiettivi, inclusa la rigidità. Una volta colpiti i bersagli, il telaio sarebbe stato ridimensionato, con tubi leggermente più piccoli per i telai più piccoli e tubi più grandi per i telai più grandi.
‘Con la SL4 abbiamo reso la 56 più rigida e leggera, e i ciclisti più alti – taglia 56 e oltre – hanno detto: “Wow! È molto meglio". Ma alla mia taglia, 52 anni, andava peggio", dice D'Aluisio con rinfrescante candore. 'Era troppo duro, non solo in verticale ma anche quando ti sei piegato in un angolo. Aveva troppa rigidità dell'avantreno e non permetteva alla bici di dimensioni più piccole di essere conforme alla curva centrale della strada, quindi avrebbe fatto vibrare l'anteriore, specialmente su un fondo stradale accidentato, il che potrebbe essere snervante.'
Si è scoperto che le regolazioni apportate al ridimensionamento della bici non erano andate abbastanza lontano e che i telai più piccoli, con tubi di sezione trasversale simile e lay-up in carbonio fino ai 56 cm, erano incredibilmente rigidi perché quelli i tubi erano più corti.
"Le bici piccole erano proporzionalmente molto più rigide delle bici più grandi, il che è completamente opposto a ciò di cui il ciclista ha bisogno", afferma D'Aluisio. 'Il ciclista più alto, con un reggisella più lungo e un baricentro più alto, richiede che la bici faccia molto più lavoro. Quando chiedi alla bici di spostarsi da destra a sinistra in una manovra, quella bici sta facendo tutto il lavoro per spostare il peso di quel ciclista da un lato all' altro e impedire a quel ciclista di cadere. Dobbiamo riprendere trazione mentre il pilota gira.'
Di conseguenza, Specialized ha deciso che doveva trattare efficacemente ogni diversa dimensione del telaio come se fosse un progetto personalizzato separato, un processo che chiama Rider First Engineering.
Questo aiuta a spiegare perché gli ingegneri non stanno semplicemente rendendo l'intera bici il più rigida possibile, ma c'è anche un altro motivo: il comfort, noto anche come compliance, che è la capacità del telaio di far fronte alle imperfezioni della strada superficie e assorbire le vibrazioni dall'asf alto.
Dopo aver creato la Cervélo R3, una bici che ha goduto di posizioni sul podio sui brutali ciottoli della Parigi-Roubaix per sette anni consecutivi, Vroomen sa cosa serve per una bici in grado di fornire potenza alla ruota posteriore proteggendo il pilota dalla peggiore delle superfici.
'Idealmente si desidera la minor rigidità verticale possibile in modo da ottenere un po' di comfort e conformità', dice. 'Ma il tubo che allarghi per ottenere rigidità in torsione diventa anche più grande in verticale e più rigido in verticale, e non è facile disaccoppiare questi due fattori. In questo senso sarà sempre un compromesso: la bici più comoda non sarà guidabile perché è così flessibile in tutte le direzioni, e la bici più rigida possibile sarà anche irraggiungibile perché è terribilmente rigida, il che non è solo scomodo ma anche più lento. Hai bisogno di una sorta di conformità per eliminare le asperità della strada.'
Gli pneumatici fanno gran parte di questo lavoro, ma i designer introducono anche un certo grado di flessibilità nel telaio, in particolare nel tubo sella e tramite foderi verticali molto sottili o appiattiti, come mezzo per dissipare gli urti della strada che salgono attraverso la parte posteriore della bici al ciclista.
Probabilmente il miglior esempio di come la flessibilità verticale possa essere separata dalla rigidità del movimento centrale e del tubo sterzo è la Trek Domane, la bici da gara che ha portato Fabian Cancellara sul gradino più alto del podio al Giro delle Fiandre e Parigi-Roubaix. Il tubo sella della Domane è "disaccoppiato" dal tubo orizzontale, consentendo al tubo sella di flettersi quasi indipendentemente dal telaio senza sacrificare la rigidità. Il nuovo disaccoppiatore IsoSpeed dell'ultima Domane SLR ha anche una "conformità regolabile", in modo che il ciclista possa personalizzare il livello di rigidità.
'La gamma di accordatura di Domane inizia all'incirca allo stesso livello di elasticità verticale del Madone [l'attrezzatura da corsa aerodinamica di Trek] e aumenta fino al 35% in più senza influire sulla rigidità della pedalata', afferma Coates.
Frame del futuro
L'incessante ricerca di telai più rigidi, leggeri e confortevoli non mostra segni di cedimento, con i produttori alla continua ricerca di nuovi materiali e tecnologie. Il marchio di biciclette britannico Dassi, ad esempio, sta studiando le possibilità del grafene, la sostanza meravigliosa che ha un potenziale straordinario se i produttori riescono a trovare il modo di sfruttarne le capacità.
"Il grafene mostra proprietà che superano di gran lunga i carboni tradizionali che sono depositati nel telaio di una bicicletta", afferma Stuart Abbott, un ex ingegnere progettista aerospaziale che ha fondato Dassi sei anni fa. "C'è un'opportunità mistica per creare un telaio che possa pesare anche solo 300 g, perché il grafene è molto più leggero e molto più forte che hai l'opportunità di sostituire aree di carbonio che potrebbero avere uno spessore di 2 mm o 3 mm in alcuni punti del telaio – in particolare intorno al movimento centrale – con qualcosa che è 100 volte più leggero e un millesimo dello spessore.'
Per ora, tuttavia, un rapido controllo della re altà è in ordine per chiunque sia sul punto di acquistare una nuova bici. Il ciclismo non è come la Formula 1, dove vince sempre la macchina migliore, ma indipendentemente dal pilota. Molte delle gare più importanti di quest'anno, tra cui la Parigi-Roubaix, il Giro delle Fiandre, la Milano-Sanremo, la Parigi-Nizza e il Giro di Romandia, sono state vinte da ciclisti su diverse bici. In altre parole, le massime prestazioni riguardano il ciclista, non la bici, e non esiste un livello oggettivo di rigidità "giusto" in un telaio, solo il livello giusto per te.
Le 10 migliori bici più rigide
Come si misura la rigidità di una bicicletta? Purtroppo non abbiamo un laboratorio per eseguire i test flessibili, ma conosciamo un posto che lo fa. I nostri amici della rivista tedesca di ciclismo Tour sono rinomati per il loro approccio scientifico ai test delle biciclette, che include il sottoporre ogni telaio nudo a una rigorosa serie di test al banco per accertare i valori di rigidità.
Un'equazione basata sul punteggio di rigidità che il telaio raggiunge al tubo sterzo (misurato in Nm/°), diviso per la massa complessiva del telaio (in kg), fornisce un indice rigidità-peso che dà al Tour la sua classifica per i frame più rigidi…
| Bicicletta | Data | Rigidità-peso |
| 1. Cervelo Rca | Gen 2015 | 142Nm/°/kg |
| 2. Specializzato asf alto SL4 | Dic 2011 | 141.2Nm/°/kg |
| 3. Cannondale SuperSix Evo Ultimate | Settembre 2011 | 139,2Nm/°/kg |
| 4. Canyon Ultimate CF SLX | Gen 2016 | 131,5Nm/°/kg |
| 5. Trek Emonda | Dic 2014 | 131.3Nm/°/kg |
| 6. Focus Izalco Max | Luglio 2013 | 127,1Nm/°/kg |
| 7. Feltro F1 | Dic 2011 | 125,3Nm/°/kg |
| 8. AX Lightness Vial Evo | Gen 2015 | 125,1Nm/°/kg |
| 9. Storck Aernario | Ottobre 2015 | 123,9Nm/°/kg |
| 10. Rose X-Lite Team 8000 | Dic 2014 | 123,7Nm/°/kg |
Gergo carbonico: cosa significa tutto questo?
