Chimica e bicicletta

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

a cura di Mauro Icardi e Claudio Della Volpe

mauroicardiChe chimica e bicicletta fossero associabili non ne dubita nessuno; abbiamo avuto dei casi eclatanti di tale associazione in Italia. L’attuale presidente di Confidustria, Giorgio Squinzi, nel giugno 2010, mise proprio la bici, di cui è un entusiastico sostenitore (Squinzi è amministratore delegato di Mapei, e quindi finanziatore della squadra di ciclismo Mapei-Quick Step), al centro di una iniziativa nella quale ebbe occasione di dichiarare:
“Anche se non ce ne accorgiamo, una grande parte dei materiali di una bicicletta e dell’abbigliamento sportivo è fatta di chimica e l’omaggio vuole ricordare a tutti il legame forte che esiste tra chimica e vita di ogni giorno. La chimica opera per mettere a disposizione di tutti materiali che consentano un tenore elevato di qualità della vita, così come traguardi sempre più alti nelle performance sportive”. E ancora “La bicicletta è anche un mezzo di trasporto a emissioni zero”.
Quindi questo post è ben motivato; ma dato che i due autori di questo post hanno una visione diversa del mondo rispetto a quella di Squinzi si diranno molte altre cose oltre a quelle già indicate.
E tanto per cominciare ricordiamo qui un inaspettato legame fra chimica e bici.
Molti anni fa un ricercatore abbastanza famoso, tale Albert Hofmann, classificato fino a qualche anno fa nella lista dei 100 geni viventi stilata dalla Creator Synetics nel 2007 e scopritore delll’LSD scriveva:

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Albert Hofmann, 1906-2008

Chiesi al mio assistente di laboratorio, che era al corrente dell’esperimento, di accompagnarmi a casa. Andammo in bicicletta -non c’erano automobili in vista, durante la guerra solo pochi privilegiati potevano permettersele. Sulla via del ritorno, cominciai a sentirmi perseguitato. Ogni cosa nel mio campo visivo fluttuava ed era distorta, come se fosse vista in uno specchio ricurvo. Avevo inoltre la sensazione di essere bloccato nello stesso posto, anche se il mio assistente mi disse, in seguito, che avevamo pedalato di gran lena. Alla fine arrivai a casa sano e salvo; riuscii appena a chiedere al mio compagno di chiamare il medico di famiglia e di farsi dare un po’ di latte dai vicini. Malgrado il mio delirante stato confusionario, avevo brevi momenti di pensiero lucido e sensato -il latte come antidoto generico per intossicazioni….
(A. Hofmann, Il mio bambino difficile)

Si tratta della descrizione del secondo esperimento dell’LSD su un uomo (il primo era avvenuto casualmente tre giorni prima sempre da parte del medesimo ricercatore), uno scienziato peraltro divenuto poi famoso per i suoi esperimenti sulle droghe psicotrope; la bicicletta era come si capisce un must nella Svizzera del 19 aprile 1943, durante la 2 guerra mondiale e l’episodio è diventato famoso tanto da essere usato come simbolo da chi rivendica la libertà di usare le droghe di questo tipo.

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La letteratura in effetti è ricca di citazioni che sottolineano i legami a prima vista inaspettati fra chimica e bicicletta.
Primo Levi parlando di chimica ne “L’altrui mestiere” si esprime così.
“…distillare è bello. Prima di tutto, perché è un mestiere lento, filosofico e silenzioso, che ti occupa ma ti lascia tempo di pensare ad altro, un po’ come l’andare in bicicletta.”

In effetti uno dei tanti benefici della bicicletta è proprio il senso di libertà che trasmette, la possibilità mentre si sta pedalando, di lasciarsi andare ai propri pensieri.
Si possono cogliere tanti legami tra l’uso della bicicletta e la chimica.
Per esempio l’utilizzo della bicicletta per gli spostamenti quotidiani permette di ridurre le emissioni di CO2. Il movimento fisico legato all’uso della bicicletta fa produrre endorfine all’organismo, aumentando il senso di benessere e serenità. Riduce i rischi di contrarre malattie cardiovascolari, e mantiene sotto controllo l’aumento di peso e la crescita del colesterolo.
Ma dal rapporto chimica bicicletta si può cogliere lo spunto anche per raccontare un’altra storia. Che riguarda la bicicletta, la sua evoluzione nel tempo, ed i materiali con cui è stata costruita. E qui i riferimenti con la chimica si fanno più stretti. Perché le biciclette di oggi sono costruite con materiali che i chimici conoscono bene. Per le biciclette moderne si parla di telai in Alluminio, Titanio, Carbonio. E immediatamente la mente del chimico torna alla tavola periodica. Ma la bicicletta ha una storia lunga, e qui vogliamo provare a raccontarla.
Nel codice atlantico di Leonardo si trova il disegno di un mezzo di trasporto molto simile alla bicicletta.

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Leonardo da Vinci, Codice Atlantico (f. 133v)

Tuttavia ci sono alcuni dubbi sulla autenticità del progetto**.
I primi mezzi che si possono definire antenati della bicicletta sono il Celerifero, inventato dal conte francese Mede de Sivrac (1790)

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e la più sofisticata Draisina inventata da un altro nobile questa volta tedesco Karl Friedrich Drais von Sauerbronn (1820) che come vedete presenta un manubrio.

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Singolare come questi antenati di un mezzo che per decenni sarà il mezzo di trasporto delle classi popolari, siano costruiti da nobili che nell’ottocento ne saranno praticamente gli unici utilizzatori.

Il celerifero è sostanzialmente un asse di legno con due ruote poste alle estremità. Ci si siede a cavallo del mezzo e si spinge con i piedi. Spesso il celerifero ha, nella parte anteriore, una criniera leonina sulla quale il conducente si aggrappa. Non ha manubrio, le curve si affrontano inclinandosi come in motocicletta. Per cambiamenti di direzione più accentuati, ci si ferma e si indirizza il mezzo verso la direzione desiderata. La draisina, più sofisticata ha un manubrio per affrontare meglio i cambiamenti di direzione, e una sella. I materiali che la compongono oltre al legno sono i rinforzi in ferro e componenti in pelle, quindi materiali naturali principalmente con piccoli componenti chiave di metallo.
Le ruote sono di legno con eventualmente una copertura metallica esterna.
Fu solo nel 1855 che Michaux un meccanico quattordicenne aggiunse i pedali ad una struttura che si avviava a diventare ormai tutta di metallo:

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Comunque nel 1868 il meccanico tedesco E. Meyer, che abitava a Parigi, ricorse per primo all’impiego di tubi in ferro per costruire i telai e si servì di cerchi cavi per permettere il fissaggio delle gomme piene. Poco dopo Jean Suriray di Melun inserì cuscinetti a sfere (brevettati nel 1861 negli Stati Uniti) nei mozzi delle ruote e nei pedali e costruì la prima sella in cuoio . Nel novembre del 1869 si svolse a Parigi la prima Esposizione del velocipede che vide la partecipazione di ben 19 costruttori.
Negli anni 70 dell’800 vi furono vari brevetti per l’introduzione di una trasmissione a catena, e qui effettivamente Leonardo può rivendicare la propria primogenitura, che è accertata storicamente anche se non applicata al caso in questione. Comunque fu solo nel 1876 che il tedesco Meyer (sempre lui) introdusse la trasmissione a catena che fu poi perfezionata tra gli altri da Edoardo Bianchi, fondatore dell’omonima marca di bici.

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(http://www.museoscienza.org/) 1885: Bicicletta con telaio tubolare a croce in ferro e forcella in lamiera, verniciati di nero; la forcella è collegata al telaio per mezzo di uno sterzo a pivot. Un piccolo parafango in lamiera è appeso al tubo obliquo del telaio, in corrispondenza della ruota anteriore. Il manubrio è dotato di manopole in legno; nella parte destra del manubrio è posizionata la leva che comanda il freno a pattino sulla ruota anteriore. La bicicletta monta una sella rigida in cuoio. Il funzionamento si basa su una trasmissione a catena sulla ruota posteriore, tesa tra una corona a 18 denti e un pignone da 10; i pedali sono registrabili. La bicicletta appoggia su due ruote di uguale dimensione, provviste di 40 raggi tangenti e battistrada in gomma piena. La verniciatura del veicolo probabilmente non è originale.

Si noti il passo avanti pazzesco costuito dalla forcella curva che incrementa in modo enorme la stabilità di guida della bicicletta. Da notare ancora l’originale forma del telaio che lasciava solo immaginare la geometria chiusa a trapezio e che sarebbe arrivato fino ai giorni nostri; esso fu creato nel 1885 dall’inglese John Kemp Starley che lo chiamò Safety (sicurezza) The Rover” proprio perche’ garantiva maggiore stabilità e scorrevolezza al mezzo:

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Nella Safety la forcella è ancora diritta, come potete vedere. Torneremo sulla questione forcella, perchè la modifica dei materiali e delle strade ha riportato poi alla forcella diritta.

Si può far risalire al 1839 l’invenzione casuale della vulcanizzazione da parte del chimico americano Charles Goodyear che scoprì per caso il processo osservando un miscuglio di lattice e zolfo caduto su una stufa. Fu solo nel 1869 che un altro americano, Bradfort fece il primo tentativo di applicare delle strisce di gomme piene sulle ruote dei velocipedi per attenuare le vibrazioni e i contraccolpi dovute alle strade del tempo. Alla fine del 1869 la gomma si impose sugli altri materiali soprattutto per merito del costruttore inglese Beck che presentò un biciclo con gomme piene inchiodate ai cerchioni in legno con delle strisce di tela gommata. Un anno dopo arrivarono i primi cerchioni in ferro sagomati a forma di U per contenere le strisce di gomma, mentre si moltiplicarono per vari anni i tentativi di trovare mescole di gomma sempre più adattabili alle necessita’. Pochi anni dopo, nel 1888 lo scozzese G.J. Boyd Dunlop, veterinario di professione, per eliminare i contraccolpi delle ruote del triciclo regalato al figlio sperimentò una sua idea: al posto delle gomme rigide inchiodò alle ruote dei tubi di gomma vulcanizzata gonfiati a pressione minima con una siringa di vetro. Nacque così il primo pneumatico. Dunlop propose ad una squadra di ciclisti inglesi che si accingevano a partecipare ad una gara, di montare il suo tipo di gomme e la squadra vinse la gara. Lo stesso Dunlop smise di esercitare e fondò a Dublino la “Dunlop pneumatic Tyre Co. Ltd” società che esiste ancora oggi.
Nel 1891 i fratelli francesi Andrè e Eduard Michelin, produttori locali di articoli in gomma, ebbero l’idea di dividere il pneumatico in due parti: un tubo in caucciù munito di una valvola, inserito in un altro tubo più spesso e resistente, facilmente smontabile dal cerchione: erano i primi copertoni smontabili agganciati alla ruota con due fili di acciaio. Per riparare una gomma forata bastava estrarre la camera d’aria e rappezzarla o sostituirla con una nuova. Siamo arrivati alla gomma moderna, inventata per la bicicletta non per l’automobile.
Prima della prima guerra mondiale la Bianchi produceva già decine di migliaia di biciclette e l’esercito le aveva introdotte in servizio già nel 1875; le bici Bianchi pieghevoli erano il mezzo di trasporto dei bersaglieri come si vede da queste foto dei modelli 1910-12:

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La bicicletta diventa un mezzo di guerra. Un bersagliere famoso che la utilizzerà è Enrico Toti. Nel 1908 Toti subisce l’amputazione di una gamba a seguito di un incidente sul lavoro. Ma in seguito, perso il lavoro, pedalerà con una gamba sola per L’Europa, andrà volontario al fronte e verrà ricordato per il gesto di lanciare la stampella contro il nemico, ormai ferito a morte.
« Quante volte di notte i nostri proiettori sono serviti unicamente per far luce ai nemici usciti per soccorrere i feriti e seppellire i morti; potevamo annientarli, eppure un senso di pietà ci spingeva ad aiutarli »
(Enrico Toti nelle lettere a casa del 1916)

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Arrivano gli anni trenta e, soprattutto in Italia, la bicicletta è il mezzo di trasporto più diffuso. In città come in campagna. Gli operai spesso la usano al posto dei mezzi pubblici, che sono ancora troppo cari. Si vedono centinaia di biciclette fuori dalle fabbriche, e dagli stadi alla domenica. Le marche di biciclette sono molte: Legnano, Bianchi, Umberto Dei. Il ciclismo è uno degli sport più popolari, e alcuni ciclisti famosi aprono alla fine della carriera la loro fabbrica di biciclette. Uno fra i primi Giuseppe Olmo che chiude l’attività agonistica nel 1941. Ma negli anni a seguire anche Bartali, Moser, Fondriest. Una bicicletta di quel periodo è solitamente una bicicletta dall’aspetto robusto e classico. E’ munita di carter, parafanghi, luci azionate da una dinamo. Nel 1935 l’ importante innovazione tecnica è rappresentata dal cambio di velocità ad opera dell’italiano Tullio Campagnolo.

Prima dell’invenzione del cambio si correva con un pignone unico e due rapporti. Per passare da un rapporto all’altro si doveva scendere di bici, staccare la ruota posteriore e cambiare pignone. Girardengo in una Milano Sanremo con le mani gonfie nel disperato tentativo di effettuare questa operazione, lancia la bici a terra, e traccia una croce nella sabbia, a simboleggiare la resa. Lo stesso Campagnolo nel 1927 alle pendici del passo di Croce d’Aune, impreca per smontare la ruota bloccata dal gelo. Capisce che “Bisogna cambiar qualcossa de drio”. E quindi brevetta prima lo sgancio rapido, che è in uso ancora oggi, e poi il cambio a due leve, quello dove lo spostamento della catena da un pignone all’altro era fatto grazie ad un comando a bacchetta, che obbligava in ogni caso il corridore a dare un colpo di pedale all’indietro al momento del passaggio da un rapporto all’altro. Negli anni 30 il cambio di velocità è montato quasi esclusivamente sulle biciclette da corsa.

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Tullio Campagnolo, inventore e ciclista italiano

Solo nei primi anni 40 lo sgancio rapido, ed il cambio Campagnolo cominciano a diffondersi nei cataloghi delle grandi marche di biciclette.
Nel 1949 al salone del ciclo e motociclo viene presentato il cambio gran sport di Campagnolo. Realizzato in bronzo cromato, con il parallelogramma deformabile (il principio su cui si basano i cambi moderni ancora oggi) è il cambio che permette lo spostamento della catena sul pignone con un filo metallico manovrato da una levetta posta sul tubo obliquo. Può gestire fino a cinque rapporti, e la posizione del tendicatena che è ora nella parte inferiore rispetto ai pignoni evita di dare il colpo di pedale all’indietro per effettuare la cambiata.
Successivamente verrà lanciato sul mercato il cambio record nel 1958. La novità è nella guarnitura, che viene realizzata in lega leggera. Aumentano l’efficienza e la velocità di cambiata.

Cercando in rete, si possono trovare le riproduzioni dei vecchi cataloghi di biciclette, quelli degli anni quaranta e cinquanta, e scoprire i materiali con cui vengono realizzati i telai. Possiamo trovare acciaio al manganese, ferro. Ma anche una delle prime leghe di allumino (il duralluminio) che ha tra i suoi componenti rame, manganese e magnesio. I telai subiscono trattamenti di cromatura, nichelatura, ed in tempo di guerra anche di cadmiatura.

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Altri legami con la chimica vengono in mente perché in quegli anni si possono acquistare fari a carburo o ad acetilene per la bicicletta.
Nel dopoguerra si troveranno nel catalogo della Legnano modelli di biciclette che propongono come optional l’alluminizzazione delle parti in bianco del telaio, per proteggerle dall’ossidazione. La stessa funzione della cromatura, ma con meno effetto sul peso della bicicletta.
Sono i primi effetti della fine della guerra, si cominciano a produrre le bici denominate sportive. La bicicletta è ancora il mezzo più desiderato è più utilizzato. E la fine della guerra fa venire voglia di potersi permettere qualche finezza in più.
Ma a partire dagli anni 50 la bicicletta vivrà un periodo difficile. Lo scooter prima, e l’automobile poi, sembreranno relegarla nel dimenticatoio. Andare in bicicletta negli anni del boom economico sarà visto agli occhi di molti, come la certificazione del fallimento sociale. Sono gli anni che creano il mito dell’automobile.
Ben rappresentato in una scena del film “Il sorpasso”, il protagonista Bruno Cortona, interpretato magistralmente da Vittorio Gassman, durante il viaggio che si concluderà tragicamente, affianca un ciclista ansante e gli urla beffardamente “Fatte la Vespa!”

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Ma negli anni 70, complice la prima crisi del petrolio che impatterà in maniera forte sulle abitudini dei cittadini italiani, quella del 1973, la bicicletta verrà riscoperta. E inizierà una specie di rinascimento per questo mezzo, che nel corso della sua storia non è mai cambiato nella sua configurazione di base: un sistema a pedali, una trasmissione a catena, un manubrio e due ruote. Ci saranno ovviamente modifiche, uso di nuovi materiali, trasferimento di tecnologie da un tipo di bicicletta all’altra (ultimo in ordine di tempo il montaggio dei freni a disco sulle bici da corsa), ci sarà il boom delle mountain bike.
Quindi il nostro racconto può ripartire dagli ultimi anni, da quando cioè la bicicletta viene riscoperta per l’uso ricreativo, ma anche per l’uso quotidiano. E quindi raccontare di biciclette moderne, super accessoriate, costruite con materiali quali leghe leggere, titanio, alluminio, fino ai telai in carbonio. Dell’evoluzione della bicicletta con l’adozione della pedalata assistita, e dei vari tipi di batterie che si possono utilizzare.
Piano piano, a partire dagli anni 80, con l’avvento delle prime mountan bike, la bicicletta si riappropria degli spazi che le erano stati sottratti. La mountan bike risolleva le vendite. E’ una novità, un modo diverso di concepire l’uso della bicicletta. Ha un successo molto superiore a quello di biciclette in stile “Graziella” o bici da cross, che negli anni 70 erano il mezzo di trasporto di ragazzini ancora troppo giovani per il cinquantino.
Permette di effettuare escursioni in montagna, in strade di campagna. E grazie alla mountan bike inevitabilmente anche le altre bici vengono riscoperte. Fino ad arrivare ad oggi, quando a causa di una grave crisi, paragonabile se non addirittura più grave di quella del 1929, dopo quasi cinquant’anni le vendite delle biciclette supererano quelle delle automobili nel 2011 e nel 2012. Si torna ad usare la bicicletta in città, per lo shopping, e per andare al lavoro.
Nel frattempo l’offerta si diversifica: si possono acquistare bici da corsa, mountan bike, city bike, bici ibride (un po mountain bike, un po city bike), bici sportive con telaio da corsa ma senza il manubrio a corna d’ariete per chi non sopporta la posizione molto piegata in sella. L’evoluzione delle bici modello “Graziella” porta alla bici pieghevole, per chi ha scoperto l’intermodalità. Chi può uscire di casa per andare in stazione, ripiegare la bicicletta e salire su un treno o un autobus per andare al lavoro.
E ultima in ordine di tempo la bici a pedalata assistita, pensata per chi non vuole fare troppa fatica, magari in salita.
E nelle biciclette a pedalata assistita oltre al telaio diventa importante la batteria. Ecco quindi altri legami con la chimica. (l’elettrochimica).
La batteria nelle BIPA (biciclette a pedalata assistita) dà energia al motore ausiliario che aiuta il ciclista, ed è in questo tipo di biciclette il componente più costoso: in Italia può fornire al massimo 250W e solo in condizioni di pedalata attiva.
Le batterie possono essere divise in tre grandi gruppi.
Batterie agli ioni di Litio (Li-Ion): questa è attualmente la tecnologia migliore fra quelle usate per produrre batterie di bici elettriche. Sono molto più piccole e leggere delle altre, con una capacità di 90-150 Wh per Kg: ciò può tradursi in un ridotto peso a parità di capacità, o in una maggiore capacità a parità di peso, aumentando quindi l’autonomia della bici; è più frequente naturalmente un compromesso fra questi due estremi, per creare bici che sono più leggere e con maggiore autonomia di quelle che montano batterie al piombo. Inoltre, le batterie agli ioni di litio non soffrono del famigerato “effetto memoria”. Il lato negativo è che hanno un prezzo maggiore degli altri tipi, dovuto anche al più complesso sistema elettronico di gestione della batteria.
Batterie al piombo (PB): questa è la tecnologia più vecchia ancora in uso per le batterie ricaricabili. Il rapporto peso/autonomia è sfavorevole, nel senso che sono molto pesanti per l’autonomia che riescono ad offrire (circa 25-30Wh per Kg). I tempi di ricarica sono molto lunghi, richiedendo in genere 8 o più ore. Sono quindi indicate per chi prevede di usare la bici elettrica per percorsi brevi.
Batterie al Nichel-metallo idruro (Ni-MH), migliori di quelle al piombo ma non ancora al top dell’efficienza (hanno una capacità di 55-70 Wh per Kg). Hanno lo svantaggio di soffrire maggiormente dell’effetto di autoscarica (nel senso che tendono a scaricarsi anche quando non utilizzate).
Quali sono i materiali delle biciclette attuali?
Abbiamo 4 set di materiali:
-acciaio
-leghe di alluminio
-composito in fibra di carbonio
-leghe di titanio o di magnesio
a cui si potrebbero aggiungere dei tentativi artigianali in bamboo, almeno per quanto riguarda il telaio.

Le bici di acciaio tradizionali sono più pesanti ma molto robuste; possono essere ottenute sulla base di leghe di acciaio ad alta resistenza e più leggere, con profili ridotti ma i loro costi ovviamente aumentano; in genere le bici di acciaio sono meno costose ma più durature. In anni recenti le bici di acciaio costruite da tubi non sono saldate ma brasate, ossia i tubi del telaio sono infilati in un pezzo metallico più ampio e la temperatura aumentata in modo da favorire la penetrazione capillare di un metallo nell’altro, questo tipo di connessione è migliore e meno costoso di una saldatura tradizionale, perché fatta a temperature più basse.
Le bici in lega di alluminio sono più leggere, ma la loro durata può essere ridotta a causa della minore resistenza a fatica delle leghe di alluminio; anche qui tuttavia tutto dipende dai dettagli; le leghe con le migliori proprietà sono quelle delle serie 6000 e 7000 che si usano anche per applicazioni aeronautiche; le saldature per esempio che non sono banali, anche se sono state automatizzate, devono essere condotte in atmosfera non ossidante per evitare la formazione di ossido di alluminio.
Le bici in fibra di carbonio, sono fatte di un materiale composito, fibre di carbonio immerse in una matrice epossidica; la bici acquista una leggerezza inimitabile, ma va incontro a potenziali problemi di invecchiamento a fatica ma anche in dipendenza dell’esposizione alle intemperie che possono ridurne la durata e portare eventualmente anche a veri e propri cedimenti strutturali improvvisi; ovviamente anche qui la scelta e il trattamento esatto dei materiali può fare la differenza. Costi elevati.

Tocca qui ritornare a parlare di forcella; la curvatura delle forcelle era data da due elementi: dalla necessità di assorbire le vibrazioni della strada: in pratica si aveva una sorta di “balestra” la cui deformazione é ridottissima (si sta nel mm) e poi questo elemento si sposa anche con la necessità di creare l’avancorsa necessaria per dare la stabilità al telaio (si veda nelle note scientifiche).
Anni fa le forcelle avevano una curvatura molto piú accentuata soprattutto sia per enfatizzare l’assorbimento, visto che i telai erano a spessore costante e risultavano piú “rigidi” nel modo sbagliato (assorbimento delle vibrazioni scarso, e poco rigidi nella pedalata) che per un secondo elemento: l’avancorsa era ridotta per via degli angoli molto rilassati, ed il passo molto lungo delle bici contribuiva alla stabilità.

Oggigiorno si ha un buon compromesso tra stabilità e guidabilità;  i telai hanno migliori qualità di assorbimento per cui si é potuti tornare sulle forcelle dritte, e l’uso del carbonio ha migliorato ancora questo aspetto, in quanto la struttura del carbonio puó essere modificata a livello di sezioni, orientamento e tipo delle fibre in modo da ottenere parti della forcella che assorbano bene le vibrazioni, mantenendo allo stesso tempo una rigidità necessaria ad una buona guidabilità.

Hanno costi molto elevati le leghe di titanio che offrono probabilmente il miglior mix di leggerezza e resistenza e durata nel tempo; ma a fronte di costi veramente alti. Le leghe di Ti con Al e Va offrono le migliori performances.
La scienza dei materiali e le tecnologie del calcolo ingegneristico consentono di ottimizzare i rapporti dimensionali dei tubi usati a seconda del tipo di materiale.
Per esempio nel caso di telai costruiti in lega di magnesio il calcolo conclude che la forma migliore è quella ad I, come una putrella; mentre invece le superiori performances della fibra di carbonio o addirittura del kevlar consentono di sagomare il profilo del tubo per ottimizzarne la resistenza aerodinamica quando le velocità da mantenere superano (come nelle gare attuali) i 30-40 kmh di media.
Recentemente sono stati fatti tentativi con altri materiali; leghe a base di Scandio, di Berillio e più recentemente tubi di bamboo con elementi di unione metallici.
L’evoluzione della bicicletta continua. Inarrestabile come la sua riscoperta. Il futuro sono queste super biciclette di oggi. La bici più leggera del mondo. 2.7 chilogrammi di tecnologia industriale.

Oppure la Varna Diablo, una bicicletta reclinata o “ricombente” che ha raggiunto la velocità di 133 km/h sulla distanza misurata necessaria al record. Le bici reclinate offrono risultati migliori in tutte le performances di durata e velocità, potendo sfruttare meglio la muscolatura umana, ma non sono ammesse attualmente alle gare internazionali.

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Oggi parlando di chimica e bicicletta si rischia di trovare come immagine di riferimento la morte di Pantani, l’EPO, l’ormone della crescita, il testosterone, ma perfino la cocaina. Perché tutto questo? Perché gli interessi economici spingono ad ottenere e ripetere risultati impensabili ed inottenibili senza l’”aiutino” sintetico che è molto pericoloso per l’organismo e che falsa ogni risultato. L’uso duale della chimica anche qui, da una parte la tecnologia splendida e il sudore, dall’altra l’aiutino che fa vincere i mondiali.

Al di fuori delle indicazioni previste nella scheda tecnica, il farmaco EPO è stato anche impiegato come sostanza dopante sfruttando la sua capacità di aumentare il numero di eritrociti anche in soggetti sani, come gli atleti, al fine di aumentare il trasporto di ossigeno ai tessuti (specie quello muscolare scheletrico e cardiaco) e di migliorare quindi la performance sportiva.

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Della chimica e della bicicletta abbiamo detto tante cose. Del rapporto tra chimica e sport, pensiamo sia giusto parlare in un post apposito. L’argomento è interessante e ampio: sono rimasti fuori i materiali dell’abbigliamento: scarpe, magliette impermeabili, caschi etc. Cosi come interessante, ampio e sterminato è il rapporto della chimica, con la vita di tutti i giorni. E con la passione di noi che di chimica (ma non solo di quella) scriviamo, e con la chimica manteniamo questo stretto rapporto di professione e di passione. Parleremo ancora di bicicletta.

Ma nel frattempo voi che ne pensate?

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**si veda per esempio: http://www.bclaudios.net/leonardo/other.html 

oppure

http://www.leonardo3.it/bicicletta/index.html

Nota:

Anche questo link aiuta a raccontare la storia della bici

http://www.bicidepoca.com/index.php?option=com_content&task=view&id=74&Itemid=73

Altre cose da qua:
http://www.cyclinside.com/Storia-della-Bicicletta/Evoluzione-dei-materiali.html

Note scientifiche: per approfondire la fisica della bicicletta occorre approfondire la sua meccanica e la stabilità del mezzo; occorrono decine di equazioni differenziali per analizzare la questione stabilità; gli interessati possono trovare ampie indicazioni in:

http://home.phys.ntnu.no/brukdef/undervisning/tfy4145/diverse/UnridableBicycle.pdf

http://www.real-world-physics-problems.com/bicycle-physics.html

http://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=9&ved=0CGkQFjAI&url=http%3A%2F%2Fwww.sewanee.edu%2Fphysics%2FSEMINARS%2FDaniel06.ppt&ei=SvI9U5D4H83M0AWHpoDgBA&usg=AFQjCNHSOqgBgf1qyiHWtkJ9ojNpGyNlIA&sig2=XyEqozvIe40mXM3cXdHDaw&bvm=bv.64125504,d.d2k

11 thoughts on “Chimica e bicicletta

  1. Bellissimo articolo! Grazie per la cronistoria. Un solo piccolo dettaglio: Hofmann si trovava a Basilea, nei laboratori della Sandoz, quando nel 1943 sperimentò su di sè gli effetti dell’acido lisergico.

  2. Pingback: Lampade a carburo | il blog della SCI

  3. Articolo fantastico ed esaustivo. La bicicletta però non viene molto analizzata nei suoi significati simbolici, che meriterebbero ancor più spazio

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