Più vicini alla scienza: Un confronto tra pneumatici stradali da 26 e 30 mm
Più vicini alla scienza: Un confronto tra pneumatici stradali da 26 e 30 mm
Qual è la larghezza ottimale degli pneumatici per le biciclette da strada? Abbiamo testato pneumatici da 26 e 30 mm per scoprirlo.
La scelta della larghezza dei pneumatici è sempre stata uno degli argomenti più dibattuti nel ciclismo su strada. Tradizionalmente, sono stati utilizzati pneumatici più stretti (23 mm o più piccoli) perché generalmente più leggeri e quindi percepiti come più veloci. Tuttavia, le recenti tendenze si stanno muovendo nella direzione opposta. I produttori incoraggiano i ciclisti a utilizzare pneumatici più larghi (28 mm o più), sostenendo che offrono una minore resistenza al rotolamento e una guida più confortevole.
Ma qual è la larghezza migliore per il ciclismo su strada? La larghezza degli pneumatici non può essere infinita, quindi per rispondere a questa domanda gli autori hanno progettato due test, entrambi utilizzando pneumatici Pirelli P-Zero Race TLR in due misure diverse: 700×26 mm e 700×30 mm. La misura 26 mm è stata utilizzata per rappresentare una larghezza standard e più stretta del pneumatico, mentre la misura 30 mm è stata utilizzata per rappresentare una larghezza considerata abbastanza ampia per le biciclette da strada. Il primo test è stato condotto al chiuso su un roller trainer, mentre il secondo è stato condotto all'aperto su una pista con diverse condizioni stradali per una migliore convalida. Sebbene i test al chiuso dovrebbero fornire dati affidabili sulle differenze di resistenza al rotolamento tra pneumatici stretti e larghi, è anche fondamentale valutare la compatibilità di ciascun set di pneumatici nelle condizioni reali. In definitiva, la resistenza al rotolamento è determinata dalle condizioni della strada.
Secondo la nostra esperienza, quando si parla di larghezza degli pneumatici stradali, è necessario trovare un equilibrio tra comfort, resistenza al rotolamento e aerodinamica. Ad esempio, i pneumatici più larghi possono essere più confortevoli, ma il loro utilizzo può comportare il sacrificio di un piccolo vantaggio aerodinamico. Sebbene l'equilibrio esatto dipenda dalla vostra bicicletta e dal vostro stile di guida, vi fornirò alcuni suggerimenti per soddisfare le vostre esigenze.
Test dei roller trainer indoor
A causa delle numerose variabili in gioco all'aperto, come il vento e le partenze frequenti, condurre test su dati reali potrebbe non essere l'opzione migliore. Pedalare al chiuso su un roller trainer indoor offre un ambiente più controllato, consentendo di testare meglio le variabili specifiche.
Test dei roller trainer indoor Parte 1: larghezza del pneumatico
Il test è semplice. Si prendono due set di pneumatici di diversa larghezza e li si fa girare su rulli a una velocità fissa per intervalli prestabiliti. Viene quindi registrata la potenza necessaria per mantenere questa velocità. Tutto il resto - bicicletta, ruote, posizione di guida, ecc. - rimane costante, e la pressione degli pneumatici è la stessa ogni volta: sia gli pneumatici da 26 mm sia quelli da 30 mm sono gonfiati a 90 psi. Se una larghezza è più veloce dell'altra, dovrebbe richiedere una potenza inferiore per mantenere la velocità desiderata. Possiamo quindi dedurre che questa larghezza produce una minore resistenza al rotolamento.
In questo test, la velocità target era di 40 km/h e gli intervalli erano di 5 minuti. Prima di ogni intervallo di prova, ho eseguito un riscaldamento di 5 minuti a una velocità media di 10 km/h per portare tutti gli elementi del sistema a una temperatura di esercizio uniforme. Ogni test è stato ripetuto due volte e la media è stata calcolata per garantire la coerenza.
È importante riconoscere che questo test non riproduce completamente la guida reale, poiché la superficie del rullo è molto più liscia di qualsiasi strada. Inoltre, il pneumatico si deforma in modo leggermente diverso sul rullo rispetto alla pavimentazione, in quanto il diametro inferiore del rullo amplifica questa deformazione. Tuttavia, si tratta comunque di un metodo collaudato per controllare le variabili del test.
Tutti i test sono stati condotti su una bicicletta da strada ICAN Carbon Road FL1 equipaggiata con una Set di ruote UCI Lightweight Carbon Disc Gravel/Road (40C-UL). Come già accennato, i pneumatici utilizzati per i test erano Pirelli P-Zero Race TLR nelle misure 700×26 mm e 700×30 mm. La costruzione e la gomma erano identiche, con l'unica differenza della larghezza del pneumatico. Sebbene questi pneumatici siano tubeless-ready, sono stati testati con camere d'aria in butile per facilitarne la sostituzione. Ciò ha comportato un leggero aumento della resistenza al rotolamento rispetto al tubeless, ma la differenza tra le due ruote non era evidente. La potenza è stata registrata con un set di pedali di potenza, calibrati all'inizio del test.
Conclusione
Esecuzione 01 |
Esecuzione 02 |
Esecuzione 03 |
Esecuzione 04 |
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Ruote | Set di ruote da strada con disco in carbonio 50C-UL | Set di ruote da strada/sterrato con disco in carbonio 50C-UL | Set di ruote da strada/sterrato con disco in carbonio 50C-UL | Set di ruote da strada/sterrato con disco in carbonio 50C-UL |
Modello di pneumatico | Pirelli P-Zero Race TLR | Pirelli P-Zero Race TLR | Pirelli P-Zero Race TLR | Pirelli P-Zero Race TLR |
Dimensioni del pneumatico | 700x30 mm | 700x30 mm | 700x30 mm | 700x30 mm |
Tempo di riscaldamento | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 |
Tempo sul giro | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 |
Pressione degli pneumatici (psi/bar) | 90 / 6.2 | 90 / 6.2 | 90 / 6.2 | 90 / 6.2 |
Potenza media del giro (watt) | 153 | 153 | 153 | 153 |
Distanza del giro (km) | 3.34 | 3.34 | 3.34 | 3.34 |
Velocità media sul giro (km/h) | 40.1 | 40.1 | 40.1 | 40.1 |
Risultati | ||||
Dimensioni del pneumatico | 700x30 mm | 700x26 mm | Differenza | |
Potenza media a parità di pressione (watt) | 152 | 166 | 14 |
Pedalare a 40 km/h su un roller trainer con uno pneumatico da 30 mm richiede una potenza media di 152 watt, mentre pedalare a 40 km/h con uno pneumatico da 26 mm richiede una potenza media di 166 watt, con una differenza di 14 watt. Ignorando l'aerodinamica e applicando la stessa pressione su una superficie completamente liscia, gli pneumatici più larghi saranno significativamente più veloci di quelli più stretti.
Questo perché, a parità di pressione, i pneumatici più larghi hanno una tensione di parete maggiore e un'area di contatto più corta e più ampia. Il primo fattore comporta una minore perdita di energia a causa della flessione del pneumatico, mentre il secondo fattore riduce la resistenza al rotolamento perché l'area di contatto più corta e più ampia riduce le perdite per attrito.
Questo test non tiene conto di un aspetto fondamentale: nella guida reale, la pressione degli pneumatici entra in gioco.
Test dell'Indoor Roller Trainer Parte 2: Larghezza e pressione degli pneumatici
Quando si utilizzano pneumatici più larghi nel mondo reale, in genere non li si gonfia alla stessa pressione di quelli più stretti. In questo modo si ottiene una tensione maggiore nel pneumatico più largo, rendendolo più rigido e scomodo rispetto al pneumatico più stretto. Un pneumatico da 30 mm gonfiato a 90 psi è, come potete immaginare, piuttosto rigido. Uno dei vantaggi dell'uso di pneumatici più larghi è che dovrebbero essere più confortevoli, ma se la pressione del pneumatico è troppo alta non possiamo trarre questo beneficio nel mondo reale.
Su superfici molto lisce, come i rulli o la pista, una pressione e una tensione più elevate riducono la resistenza al rotolamento perché la deformazione fa perdere meno energia e l'area di contatto si riduce. Tuttavia, nel mondo reale, dove le strade non sono così lisce, i pneumatici più larghi richiedono pressioni più basse rispetto a quelli più stretti perché vogliamo che la carcassa del pneumatico si deformi e assorba le vibrazioni della strada. Se gonfiamo eccessivamente gli pneumatici, la bicicletta passerà sopra le imperfezioni della strada, riducendo l'aderenza e la velocità.
Pertanto, nella seconda parte del test sui rulli, regoliamo le pressioni degli pneumatici in base alle loro dimensioni. Ciò significa pressioni più basse per i pneumatici più larghi e pressioni più alte per quelli più stretti. Questo non solo riflette in modo più accurato l'uso reale, ma compensa anche il vantaggio in termini di resistenza al rotolamento della maggiore tensione dei pneumatici più larghi.
Secondo le raccomandazioni di Pirelli, con un peso di circa 64 kg, dovrei utilizzare pneumatici da 26 mm a 83 psi e pneumatici da 30 mm a 65 psi, che sono le pressioni che abbiamo testato in questa parte del test.
Conclusione
Esecuzione 05 |
Esecuzione 06 |
Esecuzione 07 |
Esecuzione 08 |
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Ruote | Set di ruote da strada con disco in carbonio 50C-UL | Set di ruote da strada/sterrato con disco in carbonio 50C-UL | Set di ruote da strada/sterrato con disco in carbonio 50C-UL | Set di ruote da strada/sterrato con disco in carbonio 50C-UL |
Modello di pneumatico | Pirelli P-Zero Race TLR | Pirelli P-Zero Race TLR | Pirelli P-Zero Race TLR | Pirelli P-Zero Race TLR |
Dimensioni del pneumatico | 700x30 mm | 700x30 mm | 700x30 mm | 700x30 mm |
Velocità obiettivo | 40 km/h | 40 km/h | 40 km/h | 40 km/h |
Tempo di riscaldamento | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 |
Tempo sul giro | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 | 00:05:00 |
Pressione degli pneumatici (psi/bar) | 83 / 5.7 | 83 / 5.7 | 65 / 4.5 | 65 / 4.5 |
Potenza media del giro (watt) | 165 | 165 | 170 | 170 |
Distanza del giro (km) | 3.34 | 3.34 | 3.33 | 3.33 |
Velocità media sul giro (km/h) | 40.1 | 40.1 | 40 | 40 |
Risultati | ||||
Dimensioni del pneumatico | 700x30 mm | 700x26 mm | Differenza | |
Potenza media a parità di pressione (watt) | 170 | 165 | -5 |
Alla pressione consigliata, l'utilizzo di uno pneumatico da 30 mm richiede una potenza media di 170 watt, mentre uno da 26 mm richiede una potenza media di 165 watt. Ora le cose sono cambiate e su una superficie completamente liscia, senza considerare l'aerodinamica, il pneumatico da 26 mm ha un vantaggio di 5 watt.
Perché i pneumatici stretti producono improvvisamente una minore resistenza al rotolamento rispetto a quelli più larghi? Anche in questo caso, il problema è legato alla tensione di deformazione e alla pressione del pneumatico. Un pneumatico da 26 mm gonfiato a 83 psi si deforma molto meno, e quindi ha meno contatto con il rullo, di un pneumatico da 30 mm a 65 psi. Ciò significa anche che il pneumatico da 30 mm si comprime maggiormente sotto il peso della bicicletta e del mio corpo, aumentando le perdite di deformazione e le dimensioni dell'area di contatto. Se regolassimo con precisione la pressione di ogni misura di pneumatico per ottenere la stessa tensione di deformazione o rigidità, la resistenza al rotolamento sarebbe probabilmente la stessa.
Conclusione del test sui rulli
In conclusione, i nostri test sui rulli dimostrano che, a parità di pressione, gli pneumatici più larghi producono una minore resistenza al rotolamento rispetto a quelli più stretti. Tuttavia, una volta regolate le pressioni degli pneumatici per la guida nel mondo reale, questo vantaggio scompare. La guida nel mondo reale è importante perché è il modo in cui usiamo le nostre biciclette, quindi la scelta della larghezza ottimale degli pneumatici richiede ancora un'attenta considerazione.
E che dire della guida su strade reali?
La maggior parte delle persone tende a guidare su strade reali, quindi ovviamente un test sui rulli non racconta tutta la storia. Anche se il test su rullo potrebbe non mostrare una differenza significativa, l'esperienza ci dice che gli pneumatici più larghi possono migliorare il comfort e ridurre la perdita di energia cinetica causata dall'aerodinamica sulle superfici sconnesse.
Assorbimento e controllo delle vibrazioni
Sulle strade reali, i pneumatici stradali devono agire come ammortizzatori, assorbendo le vibrazioni della strada anziché farle rimbalzare. Questo aiuta a mantenere la velocità e fornisce comfort e aderenza. Per ottenere questo risultato, la pressione degli pneumatici deve essere ridotta man mano che la strada diventa più accidentata. Tuttavia, su superfici molto sconnesse, uno pneumatico troppo stretto potrebbe non avere un volume sufficiente per assorbire le asperità più grandi e rischia di affondare sul cerchio. Ad esempio, se si colpisce una buca, il pneumatico può essere schiacciato tra il cerchio e l'ostacolo, causando potenzialmente uno scoppio e danneggiando sia il pneumatico che il cerchio.
Questo problema si aggrava per i piloti e le moto più pesanti, che esercitano una maggiore pressione verso il basso sul pneumatico. Per questo motivo, Pirelli raccomanda, ad esempio, ai motociclisti che pesano più di 96 kg (o che hanno un peso combinato di pilota e bicicletta di quelle dimensioni) di non utilizzare pneumatici più piccoli di 700 x 25 mm.
Aerodinamica
D'altra parte, su strade di buona qualità, dove lo smorzamento delle vibrazioni è meno critico, i pneumatici più stretti possono offrire un piccolo vantaggio aerodinamico, riducendo leggermente l'area frontale esposta al vento. Molti veicoli moderni biciclette da strada aerodinamiche e le ruote sono progettate per ottenere la minima resistenza aerodinamica con un pneumatico da 25 mm. Come regola generale, in genere la larghezza esterna del cerchio deve essere leggermente superiore a quella del pneumatico. Tuttavia, questo aspetto può essere preso in considerazione solo da chi partecipa a gare a cronometro o su strada su strade di buona qualità.
In generale, il trucco è trovare uno pneumatico che offra il giusto equilibrio tra smorzamento delle vibrazioni, aderenza e aerodinamica. Se la vostra guida è lenta su strade sconnesse, lo smorzamento delle vibrazioni e l'aderenza sono prioritari, il che significa scegliere uno pneumatico più largo. D'altra parte, se si guida ad alta velocità su superfici lisce, il leggero vantaggio aerodinamico di uno pneumatico più stretto può essere utile.
Impressioni sul mondo reale
Sebbene i dati sui rulli indichino le differenze di resistenza al rotolamento tra i pneumatici in condizioni controllate, per la maggior parte delle persone sono le prestazioni su strade reali quelle che contano di più. Per raccogliere impressioni più soggettive, abbiamo anche testato entrambi i modelli di pneumatici su un anello di 2,7 km a sud di Bristol, che presenta una varietà di superfici. Questo anello combina abilmente una salita appena asfaltata, una tipica strada britannica "normale", una discesa imperfetta e una breve strada pianeggiante quasi completamente interrotta nel mezzo.
Per questo test ho utilizzato pressioni di gonfiaggio conformi alle raccomandazioni di Pirelli: 83psi per il pneumatico da 26 mm e 65psi per il pneumatico da 30 mm per il mio peso. Sebbene si possa tentare di raccogliere alcuni dati misurando il tempo trascorso in sella a una potenza media stabilita, questo test è stato condotto su strade aperte, rendendo difficile eliminare l'influenza delle variabili ambientali e del pilota. Ad esempio, la velocità del vento, il traffico e le variazioni individuali nella frenata e nella scelta della linea possono distorcere i dati e introdurre errori significativi.
Pertanto, lo scopo di questo test non era quello di raccogliere dati, ma di farsi un'idea di come ciascuna larghezza di pneumatico si comporta nel mondo reale.
Conclusioni sull'equitazione nel mondo reale
Come previsto, la differenza tra le due larghezze di pneumatico era minima sull'asfalto liscio. Sulle strade in buone condizioni, l'aumento del volume del pneumatico più largo 700×30 mm rispetto al pneumatico 700×26 mm non ha avuto un effetto apprezzabile sul comfort, ma sappiamo che c'è stata una piccola penalizzazione aerodinamica.
Quando la strada si è fatta più accidentata, i vantaggi in termini di comfort e aderenza del pneumatico più largo sono diventati molto evidenti. Anche sulle "normali" strade del Regno Unito, il pneumatico più largo era notevolmente più confortevole. Inoltre, l'aderenza extra del pneumatico più largo ha aumentato la fiducia quando la superficie si è fatta più accidentata. Questo è stato particolarmente vero nelle discese, dove lo pneumatico più largo ha dato un maggiore senso di stabilità.
È importante notare che, sebbene i pneumatici stretti possano sembrare veloci su strade dissestate, le vibrazioni ad alta frequenza che abbiamo sperimentato erano piuttosto sgradevoli. Come illustrato nella nostra guida alla pressione degli pneumatici, pneumatici più larghi a pressioni più basse possono aiutare a mantenere il contatto dello pneumatico con la strada più spesso, riducendo così la resistenza al rotolamento.
Come si ottiene una minore resistenza al rotolamento?
Si tratta di un argomento complesso, ma la resistenza al rotolamento prodotta da uno pneumatico dipende in gran parte dalla sua costruzione e dalla mescola di gomma. In generale, i pneumatici più leggeri, con gomma più sottile e morbida, sono generalmente più veloci di quelli più pesanti, più spessi e più rigidi, dotati di caratteristiche come la protezione contro le forature: basti pensare alla differenza tra pneumatici estivi e invernali. Come si può intuire, gli pneumatici stradali sono quasi sempre un compromesso tra velocità e durata. La scelta migliore dipende dal vostro stile di guida. Gli pneumatici leggeri e sottili sono adatti per le gare a tempo su strade perfette, ma potrebbero non essere adatti per le gite impreviste o per le lunghe pedalate sui sentieri di ghiaia locali.
Quale larghezza di pneumatico utilizzare?
I test sui rulli dimostrano che, a parità di pressione, gli pneumatici più larghi presentano un vantaggio in termini di resistenza al rotolamento rispetto a quelli più stretti. Tuttavia, questo vantaggio scompare una volta che ci si trova nel mondo reale. Nel mondo reale, la risposta alla domanda "I pneumatici più larghi sono più veloci?" è più sfumata. Sebbene gli pneumatici più larghi non producano una minore resistenza al rotolamento rispetto a quelli più stretti, una volta normalizzata la tensione degli pneumatici, non dovrebbero nemmeno rotolare più lentamente. I pneumatici più larghi possono anche essere più confortevoli e offrire una migliore aderenza. Una bicicletta più confortevole e che ispira fiducia può anche essere complessivamente più veloce, a seconda del terreno.
Pertanto, la larghezza degli pneumatici può essere scelta in base ad altri criteri, come i requisiti di smorzamento, l'aderenza e l'aerodinamica. In definitiva, è necessario valutare ciò che si vuole ottenere con la configurazione della bicicletta.
Se la vostra bicicletta ha spazio sufficiente, in genere consigliamo un pneumatico da 28 mm, un compromesso che trova un equilibrio tra tutte queste caratteristiche.
Se si gareggia su strade di buona qualità o nelle prove a tempo, uno pneumatico leggermente più stretto da 25 mm può offrire un leggero vantaggio aerodinamico alle alte velocità. Tuttavia, se si corre su strade più accidentate, potrebbe essere meglio uno pneumatico leggermente più largo.
Se si pedala spesso su superfici particolarmente accidentate o si desidera accedere a tratti di ghiaia, uno pneumatico da 30 mm (o più grande) può offrire maggiore comfort, aderenza e maneggevolezza, senza compromettere la resistenza al rotolamento.