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Vi propongo un articolo del 2015 pubblicato sulla sezione Engineers talk di Mavic. Si chiamava "The right tyre width on the right rim width". Dico si chiamava perché questa sezione non esiste più e tutto il contenuto è andato perso. O meglio...non è più disponibile sul sito di Mavic, ma ne esistono delle copie grazie ad Internet Archive. Per renderlo un po' più reperibile (e aggiungere del mio anziché fare un copia e incolla) ho deciso di tradurlo e postarlo sul forum, ma il consiglio è di leggerlo direttamente in inglese. Lo trovate a questo link. 1. PREFAZIONE Nell'ultimo periodo si sente parlare sempre più spesso di "modern rim shape" (nuovi profili dei cerchi per biciclette). Questa descrizione si usa per indicare cerchi più larghi dei predecessori, nulla di più. Sempre più ciclisti si sono convinti del fatto che sia meglio avere una ruota con un cerchio più largo; questo ha portato ad una vera e propria corsa alla larghezza e tutti i produttori si sono affrettati ad immettere sul mercato ruote con profili 1 mm più larghi dei concorrenti. In questo frenetico rincorrersi, spesso, ci si dimentica dei copertoni. Non si parla della forma che il copertone assume quando montato su un canale più largo, non si parla della giusta larghezza dei copertoni in relazione a quella del canale e il rischio è che ci si dimentichi delle normative e degli standard di sicurezza. Parlare della sola larghezza dei canali significa affrontare il discorso a metà. L'approccio giusto al problema è quello di considerare entrambe le variabili, copertone e cerchio, senza dimenticarsi di sicurezza e performance. 2. MISURE DI LARGHEZZA 2.1 Larghezza del cerchio La larghezza di un cerchio può essere misurata in due modi: - larghezza esterna (A): frequentemente misurata in corrispondenza della pista frenante - larghezza interna (B): misurata fra i due bordi La dimensione A, oltre ad influenzare l'aspetto estetico della ruota, riveste un ruolo fondamentale sull'aerodinamica del sistema ruota-copertoncino. Allo stesso tempo non ha alcuna influenza sul comfort, sulla resistenza al rotolamento, né sulla forma del copertone. La dimensione B, invece, è quella che, stringendo i fianchi del copertoncino, ne determina la forma. Di fatto, quando si parla della relazione fra larghezza del copertone e resistenza al rotolamento, comfort e volume d'aria, l'unica misura di cui ha senso discutere è la larghezza del canale. 2.2 Larghezza del copertoncino Come appena scritto, la sezione del copertoncino è direttamente influenzata dal cerchio sul quale è montato. Non solo, anche la pressione di gonfiaggio ne influenza la sezione. Per neutralizzare queste variabili, esiste un'organizzazione che indica come misurare correttamente la sezione di un copertoncino. Questa organizzazione si chiama ETRTO (European Tyre and Rim Technical Organisation) e ha stabilito i parametri di sicurezza e prestazione che un copertoncino e un cerchio devono rispettare per essere compatibili fra di loro. Nonostante il nome sia European, questa organizzazione funge da riferimento per tutte le norme nazionali ed internazionali nell'industria del ciclismo, come le norme ISO, CEN e le loro declinazioni a livello nazionale. Per misurare la sezione di un copertone, ETRTO ha fissato alcune condizioni: - la larghezza del canale sul quale effettuare la misura per una data sezione del copertone - la pressione alla quale effettuare la misura, considerando che nelle prime 24 ore dal gonfiaggio si noterà un aumento della sezione Per esempio, un copertoncino per il quale si suppone una sezione da 23 mm va misurato su cerchio con un canale da 15 mm, gonfiato a 6 bar dopo un'attesa di 24 ore. Un copertoncino da 28 mm va misurato su un cerchio con un canale da 17 mm, gonfiato a 6 bar dopo un'attesa di 24 ore. La misura va effettuata solo sulla carcassa del copertone, escludendo eventuali tasselli o strati di gomma aggiuntivi posati sulla spalla. Detto ciò, la responsabilità di indicare la giusta dimensione del copertoncino è del produttore. Per poter fare delle scelte in sicurezza, al consumatore, non resta che fidarsi delle dichiarazioni dei produttori. 3. PRESTAZIONI 3.1 Influenza della sezione e della pressione sulla resistenza al rotolamento Per aumentare la velocità a parità di sforzo, il coefficiente di resistenza al rotolamento (Crr) deve essere il più basso possibile. Le nostre misurazioni evidenziano come all'aumentare della pressione il Crr diminuisca: È interessante notare come il Crr diminuisca anche all'aumentare della sezione. Il grafico riportato sotto mostra che, a parità di pressione e larghezza del canale, la differenza di Crr fra un copertone da 23 mm e uno da 25 mm è di circa 0,3 millesimi: Dunque, leggendo il secondo grafico alla luce del primo, si nota come questa differenza di 0,3 millesimi sia equivalente ad una differenza di pressione di circa 1,5 bar. In parole povere il Crr di un copertoncino da 23 mm gonfiato a 100 PSI (6,9 bar) è pari a quello di un copertoncino da 25 mm gonfiato ad 80 PSI (5,5 bar). Così è possibile aumentare la sezione del copertoncino mantenendo la stessa resistenza al rotolamento e ottenendo un vantaggio in termini di comfort. Se, invece, l'obiettivo fosse solo quello di abbattere la resistenza al rotolamento, la soluzione sarebbe quella di aumentare la sezione del copertoncino senza diminuire la pressione. Lo stesso concetto si applica a copertoncini di sezione maggiore (28 mm), ma il rischio è che alcuni effetti legati all'aumento della massa e dell'inerzia siano più evidenti e che possano inficiare i vantaggi in termini di Crr. 3.2 Aumento del comfort in funzione della larghezza del copertoncino e del canale La percezione della "qualità" mentre si è in sella è influenzata da più fattori e non può essere ridotta ad un singolo numero. È più che altro una questione di feeling e, dunque, è una questione personale, avulsa da una definizione universale. Ciononostante, per la maggior parte dei ciclisti, una pedalata di qualità è misurabile in termini di comfort e rapporto sforzo/velocità. Il volume d'aria è una quantità utile per rappresentare questo aspetto. Più aria significa più distanza fra il suolo e il bordo dei cerchi, quindi più protezione contro le forature da pizzicata. La pressione di gonfiaggio può essere ridotta con vantaggi in termini di comfort e trazione, ma senza il rischio di pizzicare. Come possiamo aumentare il volume d'aria? Di seguito una tabella con alcune misure. Un aumento di 2 mm sulla sezione del copertone produce un incremento molto maggiore (+15%) rispetto a un aumento di 2 mm della larghezza del canale (+2,2%). Chiaramente combinando entrambe le variazioni si ottengono entrambi i miglioramenti. 3.3 Vantaggio aerodinamico dei cerchi larghi Un pensiero comune sull'aerodinamicità in generale e in particolare per le ruote di bicicletta, è che perché un oggetto sia veloce questo debba essere sottile per avere una bassa sezione frontale. È vero, ma non tiene in considerazione le condizioni del mondo reale nel quale il vento non soffia sempre in faccia al ciclista. Con il sempre maggiore successo di ruote ad alto profilo è diventato altresì ovvio che la facilità di manovrabilità di queste ruote dovesse migliorare. In base a queste due considerazioni, i ricercatori hanno cominciato a migliorare le prestazioni aerodinamiche delle ruote e sono emerse due caratteristiche fondamentali: - il copertoncino deve prendere parte allo studio aerodinamico della ruota: si possono spendere centinaia di ore cercando di sviluppare la ruota perfetta, ma non appena si cambia il copertoncino cambia il comportamento del sistema ruota-copertoncino, specialmente in presenza di vento. - il miglior modo di ottenere ottime prestazioni aerodinamiche è quello di usare un profilo del sistema cerchio-copertoncino il più possibile simile ad un profilo NACA. Il punto più largo del profilo dovrebbe essere abbastanza lontano dal bordo d'attacco. Su una bicicletta significa che il punto più largo deve essere al di sotto del copertoncino, o, in altre parole, il cerchio deve essere più largo del copertone. In questo modo il raggio di curvatura del bordo d'uscita aumenta apportando benefici alla stabilità in caso di venti con direzione non parallela a quella di marcia. Il coefficiente di resistenza aerodinamica aumenta con angolo di incidenza pari a 0°, ma diminuisce per tutti gli altri angoli. Il grafico sotto riportato compara due ruote con profili da 40 mm di altezza, ma con diversa larghezza, insieme a un copertone da 23 mm. La curva blu rappresenta la ruota con cerchio largo 19 mm, mentre la curva rossa quella larga 25 mm. La differenza è di 2,5 W in favore del cerchio largo. (Valore ottenuto utilizzando il metodo indicato a questo link) Se invece di usare un copertoncino da 23 mm ne usassimo uno da 25 torneremmo alla linea blu, o meglio a risultati un po' peggiori dovuti all'incremento della sezione frontale. In conclusione il vantaggio aerodinamico di un cerchio largo esiste solo se il copertoncino è più stretto del punto più largo del cerchio. Ruote con cerchi larghi potrebbero indurci ad usare copertoncini larghi. È bene sapere che così facendo non si sfrutta il potenziale beneficio aerodinamico delle ruote, ma solo quello in termini di comfort e bassa resistenza al rotolamento. 4. SICUREZZA La larghezza del cerchio e del copertoncino devono essere compatibili l'una con l'altra. Se il copertoncino è troppo largo rispetto al cerchio allora non sarà ben supportato da quest'ultimo e la pedalata potrebbe risultare poco piacevole. In aggiunta esiste un rischio maggiore di pizzicata. Se il copertoncino è troppo stretto rispetto al cerchio assumerà una forma più piatta con alta resistenza al rotolamento e pessime sensazioni durante la pedalata. Nel caso in cui si parli di MTB, questo potrebbe significare che i tasselli laterali siano costantemente in contatto con il terreno, anche pedalando in linea retta. Il copertoncino non avrà una deformazione come da progetto e né l'aderenza né l'efficienza di rotolamento sono garantite. In questi casi sono di maggiore importanza le preoccupazioni sulla sicurezza. Alcuni test effettuati da più di un produttore di copertoncini, Mavic incluso, hanno mostrato come un copertoncino sottile su un cerchio largo abbia una probabilità più alta di stallonare. Le norme fissano limiti e regole per assicurare la sicurezza del ciclista. ISO4210 e ETRTO hanno recentemente ridefinito le combinazioni cerchio-copertoncino utilizzabili in condizioni di sicurezza. In aggiunta è stato aggiunto un'importante parametro: la pressione di gonfiaggio. I risultati di questo lavoro sono riepilogati nelle tabelle che seguono e sono applicabili per copertoncini tubeless. Per copertoncini con l'uso di camere d'aria è bene incrementare di circa 15% i valori di pressione indicati. Glossario: TC: cerchio compatibile tubeless TSS: cerchio tubeless hook-less 1 bar = 14,50 PSI Le celle grigie indicano che non è stata determinata una pressione tale da garantire condizione di completa sicurezza per la combinazione in esame. Se le indicazioni sull'utilizzo del cerchio o del copertoncino indicano pressioni diverse da quelle indicate nelle tabelle, allora bisogna utilizzare il valore più basso fra i due. CONCLUSIONI - Copertoncini e cerchi più larghi permettono di ottenere una migliore resistenza al rotolamento migliorando allo stesso tempo il comfort - Un cerchio più largo migliora le prestazioni aerodinamiche (basso attrito e alta stabilità) solo se la larghezza del copertoncino non eccede quella del cerchio - La sicurezza è una componente fondamentale. Le norme hanno stabilito parametri di funzionamento fra copertoncino e cerchio e questi vanno sempre rispettati. E questo è quanto. C'è sicuramente del marketing, ma mi sembrava interessante. Ogni modifica, correzione, considerazione è ben accetta.