Quando ogni grammo conta, ha senso gonfiare le gomme con un gas più leggero dell'aria. O no?
Nel 1972 Eddy Merckx voleva che le sue gomme fossero riempite con un gas più leggero dell'aria per il suo tentativo di record dell'ora. Il suo costruttore di telai, Ernesto Colnago, non riusciva a procurarsi l'elio, quindi Eddy ha dovuto farne a meno, ma questo non gli ha impedito comunque di stabilire un nuovo record, su un telaio già perforato con abbastanza fori da confondere un topo svizzero.
Ma che differenza avrebbe fatto? Quanto peso verrebbe risparmiato? Per ottenere risposte dobbiamo essere scientifici, quindi togliti il gilet e gli occhiali da sole e indossa un camice da laboratorio e occhiali di sicurezza.
Supponiamo che tu stia utilizzando ruote da 700c calzate con pneumatici da 25 mm. Ognuno ha un volume una sfumatura sotto un litro. Per rimanere in linea con gli standard concordati dai chimici di tutto il mondo (tranne negli Stati Uniti, per ragioni a loro più note), supponiamo anche che tu stia cavalcando in riva al mare, quindi la pressione dell'aria è di un'atmosfera standard e fa freddo, proprio sul punto di congelamento.
Con tutte queste variabili ora risolte, facciamo le somme mentre giriamo.
Se le tue gomme fossero sgonfie alla stessa pressione dell'atmosfera, che è di circa 14,5 psi, l'aria in ciascuna peserebbe 1,24 grammi, quasi 2,5 g per la coppia.
Tu, però, sei sensibile e li hai a 100 psi, avendo spremuto quasi sette volte più molecole. In tal caso l'aria in uno dei tuoi pneumatici pesa 8,56 g, più di 17 g per la coppia.
Poi arriva il disastro. Tu fori – ci crederesti? – anteriore e posteriore contemporaneamente. Essendo uno scienziato, sei preparato e hai tubi di riserva, ma la maniglia della tua pompa si spezza.
Fortunatamente, un venditore di palloncini di passaggio, colpito dal tuo camice bianco e dagli occhiali protettivi, ti vende dell'elio alla tariffa standard di £ 1,58 al litro.
Lo spruzzi attraverso il connettore rotto della pompa, usi i tuoi pollici soprannaturalmente sensibili per controllare che raggiungano esattamente 100 psi e corri via soddisfatto di un lavoro ben fatto.
Subito noti la differenza, sfrecciando via molto più velocemente. Il gas in ogni pneumatico ora pesa solo 1,18 g. Tutta la tua bici e il tuo io sono quasi 15 g più leggeri, grazie all'elio.
È un risparmio equivalente al peso di tre raggi.
Purtroppo, la tua gioia è ridotta da un' altra doppia puntura. Incredibilmente, l'inventore di un'auto sperimentale a celle a combustibile si ferma e devia dell'idrogeno dal suo serbatoio in altri due nuovi tubi che hai infilato nelle gomme.
Pagandole il prezzo corrente di 63 pence al litro, pedali via, accelerando ancora più velocemente di prima perché il gas in ogni pneumatico è un misero 0,59 g.
Rispetto all'aria, la tua bici ora è quasi 16 g più leggera con l'idrogeno negli pneumatici, per un valore di quattro raggi.
Scendendo velocemente
Con tua assoluta gioia, un membro di Hackney CC si unisce a te e cavalca al fianco, dando un ampio letto in modo che il tuo camice da laboratorio svolazzante non blocchi le ruote.
È Andrea Sella, professore di chimica all'University College di Londra. Nota la tua svolta extra di velocità, quindi, naturalmente, inizi a gasare.
'Una delle sfide che troverai è che le particelle di elio e idrogeno sono molto più piccole delle molecole d'aria che possono divincolarsi attraverso i materiali che le contengono.
'E si muovono molto più velocemente in modo da poterlo fare rapidamente, motivo per cui i palloncini pieni di elio si sgonfiano rapidamente', afferma il prof.
In quel momento un vento laterale ti spinge nella grondaia dove, quasi prevedibilmente, cavalchi sopra un pezzo di vetro e un mozzicone di sigaretta incandescente.
L'inevitabile foratura allo pneumatico anteriore rilascia idrogeno e, conoscendo la drammatica infiammabilità dell'elemento più leggero e abbondante dell'universo, temi una conflagrazione di proporzioni Hindenburg.
Sella, però, fa semplicemente spallucce, imperturbabile. "L'idrogeno si disperde rapidamente, quindi è improbabile che prenda fuoco e bruci", afferma. "Perché ciò accada, probabilmente avresti bisogno di un gruppo di pneumatici gonfiati a idrogeno all'interno di un capannone sigillato per biciclette e di forare tutte in una volta."
Mentre prendi in prestito la sua pompa per inserire l'aria nel nuovo tubo che ti ha gentilmente dato, dice che se sei preoccupato, dovresti usare l'elio poiché è completamente inerte, anche se il doppio dell'idrogeno.
Prima che tu possa spiegare che hai già provato l'elio, riceve una telefonata dal dottor Michael de Podesta, ricercatore principale presso il National Physical Laboratory, che sottolinea un altro svantaggio dell'elio.
'È meno comprimibile, quindi darà un giro più difficile,' dice. "L'idrogeno è più morbido". Ora sei felice di avere di nuovo aria nella gomma anteriore perché risponde ancora meglio al fondo stradale accidentato.
Con così tante conoscenze da digerire, ti fermi in un caldo caffè e ti siedi davanti a un piatto di fagioli su pane tostato, ritrovandoti a condividere un tavolo con Gordon Edwards, ricercatore emerito presso il National Physical Lab.
Sottolinea che qualsiasi peso risparmiato sul cerchio, sia attraverso un gas più leggero o pneumatici più sottili, è due volte più efficace di quanto sarebbe altrove sulla bici o sul ciclista.
'Rende l'accelerazione e la ruota libera in discesa più veloci,' dice.
Imbarazzante, il tuo stomaco gorgoglia, il che ti spinge a chiedere informazioni sul movimento del gas all'interno di uno pneumatico. "All'inizio, non ruoterà ma l'attrito con lo pneumatico lo trascinerà rapidamente alla stessa velocità", afferma Edwards.
'L'aria è più viscosa dell'elio e dell'idrogeno, quindi, presumibilmente, ci vorrà più tempo, ma suppongo che, per ognuno di essi, il tempo per raggiungere l'equilibrio sia dell'ordine di pochi secondi."
Un altro ciclista si sporge, si scusa per l'interruzione e aggiunge: 'Quando inizi ad andare avanti, qualsiasi gas all'interno della tua gomma eserciterà più pressione nella parte posteriore della gomma che nella parte anteriore. La situazione si rib alta quando rallenti , dice.
Il logo sulla sua maglia dice che è il dottor Richard Martineau, direttore della scienza e della tecnologia nucleare presso l'Idaho National Lab, quindi non discuti.
Il proprietario del bar chiede a Edwards e Martineau se tu, in camice bianco, occhiali di sicurezza, casco aerodinamico e lycra, li stai disturbando, quindi chiedi scusa e te ne vai. I fagioli hanno effetto e tu rompi vento.
Un altro rapido calcolo rivela che se riesci a continuare a scoreggiare per tre settimane e due giorni, risparmierai, in media, lo stesso peso di riempire le gomme di elio. Scelte, eh?
