Telaio MTB allumino o carbonio: vantaggi e svantaggi

Telaio MTB allumino o carbonio: vantaggi e svantaggi

Il telaio MTB in alluminio o carbonio è il primo dei grandi dubbi a cui si trova davanti chiunque voglia comprare una mountain bike, nuova o usata che sia. Ovviamente tra i due materiali esistono profonde differenze, di prezzo, di comportamento e anche di durata, e ciascuno dei due ha dei vantaggi e degli svantaggi oggettivi. Ma sulla differenza tra carbonio e alluminio nei telai delle mountain bike ci sono anche tanti miti e false credenze da sfatare. Prima fra tutte quella secondo cui un telaio da mountain bike in carbonio si rompe più facilmente. Per capire in cosa sono diversi l’alluminio e il carbonio per un telaio di una bicicletta bisogna partire dal modo in cui sono prodotti questi materiali, in generale e nello specifico per un telaio ciclistico, e che conseguenze hanno dal punto di vista del loro comportamento.

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Come prima cosa: alluminio e carbonio non sono due materiali “puri”.
L’alluminio è una lega metallica, con una base di alluminio puro a cui si aggiungono in percentuali diverse degli elementi alliganti. Quindi non tutte le leghe di alluminio sono uguali, benché la caratteristica principale di essere un metallo duttile, sia comune a tutti. Oggi nella produzione dei telai per biciclette si usano quelle del gruppo 6000 (leghe Al – silicio e magnesio) per via di alcune caratteristiche: hanno buona saldabilità (i telai delle bici sono fatti da tubi saldati tra loro), sono idonei alla produzione di profili a una o più cavità (i tubi dei telai sono vuoti all’interno, per alleggerirli e/o per farvi passare i cavi) e consentono particolari lavorazioni per aumentarne la rigidità o la robustezza strutturale in determinati punti di maggior sollecitazione. In quanto metallo duttile l’alluminio si deforma fino al punto di piegamento ma non si spezza.
Nemmeno il carbonio usato nei telai è un materiale “puro”, ma è un materiale composito a base di fibra di carbonio e resina epossidica. Per rendere l’idea è come una millefoglie in cui si stratificano fibre di carbonio tenendole assieme con un collante, appunto la resina epossidica. Quindi quando si parla di fibra di carbonio o telaio in fibra di carbonio si parla di un materiale estremamente variabile in termini di resistenza, flessibilità, qualità, sicurezza e costo. La variabilità è data dalla qualità delle fibre e delle resine utilizzate, dal modo in cui sono prodotte e lavorate, dal numero di strati, dalla disposizione delle fibre di carbonio, dalla loro purezza e da numerosi altri fattori. Ovviamente tutte queste differenze danno vita a prodotti estremamente diversi dal punto di vista delle caratteristiche meccaniche e di conseguenza del prezzo.
Cioè, detto più banalmente: al netto delle differenze geometriche, due telai in alluminio si comporteranno in maniera meccanicamente molto simile, con differenze spesso impercettibili a chi non ha una elevata sensibilità alla guida di una mountain bike; due telai in carbonio uguali nella geometria ma diversi nella qualità della fibra potrebbero avere comportamenti diametralmente diversi e con differenze percepibili anche a un rider poco esperto. E questo spiega anche il motivo di tutti quei video che mostrano telai in fibra di carbonio che si spezzano come un grissino: sono telai in carbonio di pessima qualità, ma il difetto è nella produzione, non nel materiale in sé.

Capite le differenze in sé dei materiali, vediamo ora quelle specifiche quando si parla di telaio di una mountain bike.

1. Peso: il carbonio non è più leggero in sé dell’alluminio, è che a parità di resistenza meccanica se ne può usare meno. Cioè il carbonio ha una resistenza meccanica superiore all’alluminio, per cui per ottenere lo stesso grado di sopportazione delle sollecitazioni si può usare meno fibra di carbonio. Da cui il fatto che un telaio in fibra di carbonio è – generalmente e a parità di condizioni – più leggero di uno di alluminio

2. Vibrazioni: pedalando su una bicicletta inevitabilmente le vibrazioni date dallo scorrimento delle ruote sul terreno vengono trasmesse ai punti di contatto del rider con la bici, cioè manubrio, pedali e sellino. Ovviamente una bici che trasmette meno vibrazioni è una bicicletta più confortevole e di qualità superiore. L’alluminio, pur essendo duttile in sé, è in realtà più rigido del carbonio, che avendo una struttura a trame incrociate tende invece a smorzare le vibrazioni dissipandole. Inoltre, essendo una fibra composita, il carbonio può essere lavorato in modo da essere più o meno flessibile. Quindi una stessa MTB può avere pezzi di telaio che assorbono ancor meglio le vibrazioni (tipicamente i foderi posteriori nelle Front, mentre nelle Full ammortizzate anche dietro il problema si pone meno). Questo non è possibile con l’alluminio. Quindi da questo punto di vista per una MTB un telaio in carbonio è meglio di uno in alluminio.

3. Fragilità: qui bisogna spiegare che cosa significa fragilità per i materiali, che non vuol dire che si rompe più facilmente. La fragilità è la tendenza di alcuni materiali a rompersi bruscamente senza che avvengano precedentemente deformazioni (è la definizione tecnica). Cioè, un materiale fragile prima si flette e poi si spezza, senza subire una deformazione permanente. Esempio: prendiamo gli stessi tubi di un telaio di una MTB, uno in alluminio e uno in fibra di carbonio, e flettiamoli facendo pressione sulle due estremità. L’alluminio prima di flette, poi si piega, e solo alla fine probabilmente si spezza (cioè si crepa); il carbonio si flette e non si piega, spezzandosi repentinamente.
Questo però non significa che il carbonio si rompe più facilmente, perché la fibra di carbonio ha un carico di rottura più alto dell’alluminio, cioè una maggior resistenza strutturale (sempre, va da sé, che si tratti di fibra di carbonio di qualità). Quindi sì, un telaio di carbonio è più fragile, ma è anche più resistente (sembra una contraddizione ma non lo è). Per chi non ne fosse ancora convinto: le celle di sopravvivenza delle Formula 1 sono in fibra di carbonio, e non sarebbero tali se non fossero più resistenti di altri materiali.

4. Resistenza all’urto. Questo sì che è un punto importante per il telaio di una mountain bike e nel quale il carbonio è meno vantaggioso dell’alluminio. Quasi tutti temono il telaio di carbonio che si spezza a metà mentre stanno pedalando (ma abbiamo visto con il punto precedente che non è un timore fondato) mentre il vero problema potrebbe essere dato da un urto, per esempio una caduta. L’alluminio, in quando lega duttile, si può ammaccare (o al limite limite bucare) ma non si rompe; la fibra di carbonio, in quanto materiale composito, si può invece rompere, anche con rotture interne non percepibili dall’esterno. La prova? Basterebbe dare una martellata a un tubo del telaio, quello in alluminio si piega, quello in carbonio molto probabilmente si frantuma (poi dipende dalla qualità, come nell’esempio delle celle di sopravvivenza per le F1).

5. Durata (o resistenza all’affaticamento). Premessa: una mountain bike è sottoposta a continue e infinite sollecitazioni al suo telaio. Da questo punto di vista i telai in alluminio sono meno resilienti, nel senso che sollecitazione dopo sollecitazioni subiscono delle microfratture che a lungo andare possono portare a delle crepe (in primis nelle zone di saldatura). La fibra di carbonio invece è più resiliente, mantiene le sue caratteristiche meccaniche sostanzialmente invariate e, in definitiva, a parità di utilizzo, dura di più nel tempo. Il che, considerando che il carbonio è più costoso, apre a considerazioni sul valore dell’investimento e sul rapporto qualità prezzo.

Credits photo di Maurice Müller da Pixabay

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