La chimica è...

Chimica inside

La bicicletta

16 maggio 2022

Mountain bike, da città, da corsa, fat bike, ibrida ed elettrica, per downhill e da cicloturismo e ancora, tandem e il triciclo: c’è una bicicletta per ogni avventura.
Proprio come nelle favole più belle, anche la storia delle bici comincia con “C’era una volta…”: si narra erroneamente che fu Leonardo Da Vinci a disegnare il primo prototipo del più antico antenato dei moderni velocipedi. In realtà, fu un frate giocherellone che nell’800 inserì nel Codice Atlantico dell’Ambrosiana un suo disegno per molto tempo scambiato per quello del Maestro. Da allora la bicicletta ne ha fatta di strada, diventando uno dei mezzi di trasporto più amati e diffusi al mondo: comoda, leggera e adatta ad ogni esigenza.
A coloro che pensano che dietro alle due ruote ci siano solo fisica e meccanica, facciamo notare che state sottovalutando il ruolo della chimica! Fibra di carbonio nei telai, mescola nei copertoni e gomme nei pattini di freni, tutti elementi imprescindibili per la nostra bici.
Scopriamo come sono fatte le biciclette!


13 min






La chimica è...

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La bicicletta

16 maggio 2022


Mountain bike, da città, da corsa, fat bike, ibrida ed elettrica, per downhill e da cicloturismo e ancora, tandem e il triciclo: c’è una bicicletta per ogni avventura.
Proprio come nelle favole più belle, anche la storia delle bici comincia con “C’era una volta…”: si narra erroneamente che fu Leonardo Da Vinci a disegnare il primo prototipo del più antico antenato dei moderni velocipedi. In realtà, fu un frate giocherellone che nell’800 inserì nel Codice Atlantico dell’Ambrosiana un suo disegno per molto tempo scambiato per quello del Maestro. Da allora la bicicletta ne ha fatta di strada, diventando uno dei mezzi di trasporto più amati e diffusi al mondo: comoda, leggera e adatta ad ogni esigenza.
A coloro che pensano che dietro alle due ruote ci siano solo fisica e meccanica, facciamo notare che state sottovalutando il ruolo della chimica! Fibra di carbonio nei telai, mescola nei copertoni e gomme nei pattini di freni, tutti elementi imprescindibili per la nostra bici.
Scopriamo come sono fatte le biciclette!


13 min
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Il telaio: a voi la scelta

Lo scheletro della bicicletta è composto dal telaio, sul quale vengono montati gli elementi come manubrio, forcella, ruote e sella.
La ricerca e la tecnologia alle spalle dei telai sono in costante evoluzione: non solo per fisionomia, ma anche per aspetti più tecnici come l’aerodinamicità e la formulazione chimica, che ne stabilisce leggerezza e robustezza.
Le prime strutture erano in legno, sostituito poi con il ferro. Entrambi i materiali, però, erano poco durevoli e non garantivano delle prestazioni ottimali: in caso di umidità marcivano o si arrugginivano.
A questi problemi si è potuto rimediare facilmente grazie all’impiego dell’acciaio inossidabile, di una lega di cromo e molibdeno. Queste miscele conferiscono al telaio delle caratteristiche molto importanti per la resistenza e la durevolezza: il nichel favorisce resistenza meccanica; il cromo la temprabilità e il molibdeno opera contro l’infragilimento in determinate situazioni o temperature. Ancora oggi l’acciaio è uno dei materiali più diffusi per i telai delle biciclette da trekking.
Tra le varie possibilità che i ciclisti hanno a disposizione ci sono anche l’alluminio, combinato in tantissimi modi per creare leghe con svariate proprietà – ad esempio, il magnesio ne aumenta la resistenza alla corrosione, il rame la resistenza meccanica, lo zinco migliora le proprietà meccaniche – e la fibra di carbonio.
Quest’ultima è la composizione più scelta dai ciclisti professionisti, che hanno bisogno di un mezzo che garantisca prestazioni di alto livello, rimanendo molto leggero e resistente.
Sai che un telaio in fibra di carbonio può pesare meno di un chilo? Questo perché, durante il processo di fabbricazione alcuni “fili” vengono intrecciati, per creare una vera e propria maglia di carbonio. Una volta ultimata la trama, il tessuto viene immerso in una soluzione chimica, che unisce i fili tra loro rendendoli forti ed elastici, ma molto più leggeri di qualsiasi altro materiale! Non solo, questo processo garantisce anche un’elevata resistenza meccanica, capacità di isolamento termico e alta resistenza a variazioni di temperatura.





Gira la ruota!

Una delle parti più importanti di una bicicletta, è ovviamente la ruota, composta da copertone e cerchio.
La caratteristica più importante per un copertone è il grip, cioè la capacità di aderenza al fondo stradale, ed è garantito dal materiale di cui è fatto lo pneumatico, chiamato “mescola”. Si tratta di un composto multimateriale formato da polimeri, emollienti, cariche e vulcanizzanti, come lo zolfo.
In base al polimero e agli additivi utilizzati la gomma risulterà più o meno dura: sai come misurare la durezza di un copertone? Basta far rimbalzare un corpo su di essa: più la gomma è dura, maggiore sarà l’altezza raggiunta!
I cerchi, invece, sono composti da 36 raggi di acciaio inossidabile e da un “cerchione” di alluminio. È fondamentale che i raggi siano tesi, in modo tale che non si rompano e resistano al peso della bicicletta e del conducente, e che i cerchi siano allineati, per far sì che la ruota sia dritta.





Per stare belli comodi

La sella è composta da vari elementi che la rendono comoda e adatta ai diversi tipi di bicicletta e di terreno!
Lo scafo, ad esempio, è lo strato più interno di una sella e ne conferisce forma e caratteristiche. I materiali utilizzati sono i più vari: plastica, fibra di carbonio, resina termoplastica, titanio e altre soluzioni miste e viene fissato al telaio ad incastro o tramite incollaggio.
L’imbottitura è la parte più importante per il comfort, soprattutto per chi trascorre parecchie ore in bici. Generalmente è realizzata in poliuretano espanso o in foam neoprenico in grado di assorbire lo stress.
Lo strato più esterno, infine, è detto copertura e può essere in pelle o in materiale sintetico. In entrambi i casi la caratteristica principale deve essere la possibilità di traspirazione che permette di non accumulare eccessivamente il calore. Deve essere anche in grado di tenere il ciclista fermo in posizione senza che il bacino scivoli sotto le forze della pedalata: spesso i ricami fatti sulla pelle hanno un sistema “anti slip system”, che svolge proprio questa funzione.





“Prima freno e poi discendo”

Ultimi, ma non di certo per importanza, troviamo i freni.
Così come i telai e le gomme, anche i freni possono essere di diversi tipi e materiali: ci sono quelli stradali, caratterizzati da due leve che vengono fissate su un unico perno in comune; a tamburo, che spingono i pedali nel senso contrario alla marcia non appena vengono spinti, a bacchetta, azionati ad aste, e molti altri.
Tra quelli più all’avanguardia troviamo i freni a disco idraulici, che contengono dell’olio in tubi che collegano la leva del freno al freno stesso. Frenando, si crea attrito, e quindi calore, tra il disco e la pastiglia. Qui entra in gioco l’olio (e quindi la chimica!) che deve essere in grado di sopportare lo stress senza raggiungere il punto di ebollizione. Per questo motivo gli oli più utilizzati sono delle miscele di glicole (lo stesso materiale dell’antigelo, vi ricordate?) e lubrificanti, come il politene o il polipropilene.

Quindi, ora che è arrivata la bella stagione concedetevi qualche avventura sfrecciando con il vento tra i capelli. “Sotto questo sole è bello pedalare” … anche grazie alla chimica!





Per saperne di più: ilblogdellasci.com