Altezza del movimento centrale: è veramente così importante?

Altezza del movimento centrale: è veramente così importante?

03/10/2012
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03/10/2012

di Daniel Naftali

Si sente spesso parlare, soprattutto nelle discussioni relative ai diversi formati di ruota, di un particolare valore geometrico: l’altezza del movimento centrale. Tutti ne parlano, regolarmente si va a finire sull’argomento, ma alla fine siamo sicuri di sapere tutti che cos’è? Ed in che modo può questo valore influire sulle caratteristiche della nostra mountain bike? Cercheremo di capirlo nell’articolo di oggi.

Di cosa si tratta?

In inglese bottom brachet height, abbreviata spesso in BBH, l’altezza del movimento centrale è un parametro geometrico molto importante per valutare le caratteristiche di guida di un telaio.

Solitamente si misura nel seguente modo:

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Ovvero come la distanza da terra dell’asse della guarnitura. Si tratta quindi di una misura facilmente rilevabile con un semplice metro: avendo cura di posizionare la bici perfettamente verticale, si posiziona il metro a terra e si legge l’altezza del movimento centrale.

Risulta però evidente che variando le misure delle gomme, anche l’altezza del movimento centrale vari in proporzione. Per questo alcuni produttori forniscono tale misura come differenza rispetto all’asse dei mozzi:

[img]http://fotoalbum.mtb-forum.it/image.php?id=242226&s=576&uid=3504[/img]

Questa misura in inglese si chiama bottom bracket drop (BBD), mentre in italiano non ha un nome specifico e può essere chiamata differenza di altezza del movimento centrale rispetto ai mozzi.

Il bottom bracket drop può essere sia positivo che negativo:

  • Se positivo significa che il movimento centrale è sopra la linea dei mozzi
  • Se negativo significa che il movimento centrale è sotto la linea dei mozzi

Il vantaggio di questa misurazione sta nel fatto è che è indipendente dalle dimensioni delle ruote e dell’altezza delle gomme, tuttavia è impossibile da misurare direttamente.

Inoltre con l’avvento delle ruote da 27,5” e 29”, con questo parametro risulta difficile fare confronti diretti tra bici con diametri ruota differenti, proprio perché a parità di altezza del movimento centrale, il bottom bracket drop cambia a seconda del diametro delle ruote e della conseguente altezza dei mozzi da terra.

Altezza movimento centrale e baricentro

Di per se che il movimento centrale sia posizionato più in alto o più in basso poco importa per la guidabilità della bici. Quello che però è importante è la posizione del baricentro del sistema bici e rider.

Essendo infatti la guarnitura, insieme al manubrio ed al sellino, uno dei tre punti di contatto del biker con la bici, la sua altezza determinerà l’altezza del baricentro del biker. Il biker è molto più pesante della bici, per cui la posizione del baricentro del sistema bici e biker sarà notevolmente influenzata dalla posizione del biker stesso.

L’altezza della sella rispetto alla guarnitura (altezza sella) può essere considerata un parametro fisso, in quanto dipende direttamente dalle misure antropometriche del rider e dalle regole biomeccaniche che stanno dietro al movimento di pedalata. Possiamo quindi tranquillamente dire che l’altezza totale della sella da terra è data dalla somma dell’altezza del movimento centrale (variabile) più quella che abbiamo chiamato altezza sella vera e propria (la distanza tra il sellino ed il movimento centrale, che è fissa):

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Aumentando ad esempio l’altezza del movimento centrale ed essendo l’altezza sella fissa, l’altezza totale della sella da terrà sarà maggiore ed il bacino sarà posizionato più in alto. Un bacino più in alto significa un busto più alto e quindi un baricentro posizionato ad un’altezza maggiore.

Le parti più pesanti di una persona sono infatti il busto ed il bacino, la cui posizione dipende da quella della sella.

In discesa il discorso è ancora più semplice. Poiché si guida sempre in piedi sui pedali, i punti di contatto si riducono a due: pedali e manubrio. Variando l’altezza del movimento centrale e quindi dei pedali su cui appoggiamo i piedi, varierà di conseguenza anche il posizionamento del busto e quindi del baricentro, a parità naturalmente di posizione assunta al biker visto che in discesa non si sta mai fermi.

L’altezza del movimento centrale determina quindi direttamente la posizione del baricentro complessivo bici e biker: per questo è così importante ed influente.

Effetti nella guida e nel comportamento del mezzo

L’altezza del movimento centrale è un parametro variabile nelle geometrie di un telaio. Come detto in precedenza, telai di pari tipologia e destinazione d’uso possono avere altezze movimento centrale anche molto differenti per ottenere comportamenti differenti della bici.

Solitamente l’escursione del telaio è determinante per quanto riguarda l’altezza del movimento centrale. Più escursione alle ruote c’è, più alto dovrà essere il movimento centrale per evitare che a sospensioni compresse risulti troppo basso.

Gli effetti che l’altezza del movimento centrale determina nella guida sono molteplici, come vedremo qui di seguito.

LUCE DA TERRA

Il primo parametro correlato con l’altezza del movimento centrale è la distanza della guarnitura dal terreno, ovvero la luce da terra.

Un movimento centrale alto infatti posiziona la guarnitura più in alto, riducendo il rischio di impatti con il terreno.

Questo è un vantaggio sia quando si pedala su salite tecniche e sconnesse, riducendo il rischio che la pedivella vada a toccare contro il terreno, sia quando si scende su sentieri molto sconnessi ed accidentati, riducendo il pericolo che le corone o il bash vadano ad impattare contro rocce ed altri ostacoli fissi.

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Naturalmente oltre all’altezza del movimento centrale, sono molto importanti ai fini di prevenire indesiderati impatti della guarnitura con il terreno, il passo della bici e la lunghezza del carro posteriore. Ad ogni modo è comunque evidente che un movimento centrale più alto è di sicuro aiuto in queste situazioni.

L’unico inconveniente che si presenta (oltre ai problemi relativi al baricentro ed alla tendenza al ribaltamento, che analizzeremo in seguito) è che la maggiore altezza della sella da terra può rendere difficoltoso appoggiare il piede in caso di bisogno, specialmente in salita a sella alta.

TENDENZA AL RIBALTAMENTO

Nel capitolo precedente abbiamo analizzato come l’altezza del movimento centrale sia direttamente correlata all’altezza del baricentro ed è per questo motivo che è così importante ai fini del comportamento dinamico della bici.

Come prima cosa andremo ad analizzare come l’altezza del baricentro sia importante per determinare la tendenza al ribaltamento della bici. Analizzeremo la situazione in salita, tenendo comunque conto che analoghe considerazioni possono essere fatte riguardo alla discesa.

Quando saliamo la pendenza del terreno fa si che il nostro baricentro arretri relativamente alla posizione delle due ruote, come in figura:

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Senza scendere in particolari dettagli fisici e semplificando un po’ la questione, se la retta di applicazione del vettore peso (P, applicato nel baricentro e sempre verticale, indipendentemente dalla pendenza) cade all’interno delle due ruote (linea gialla) stiamo in equilibrio, se invece cade al di fuori abbiamo il ribaltamento.

Vediamo ora come aumentando l’altezza del baricentro la situazione peggiori e la risultante del peso si ritrovi applicata più indietro. Vediamo il disegno:

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Quando aumenta l’altezza del movimento centrale, si sposta il baricentro seguendo la perpendicolare al terreno. Questo, se il terreno è in salita significa che il baricentro oltre che più in alto si trova anche più indietro, per via della pendenza.

Il disegno rappresenta un caso limite: nella configurazione di movimento centrale più alto (rosso) la risultante del peso cade dietro la ruota posteriore: si ha quindi il sollevamento dell’anteriore. Nel caso di movimento centrale più basso (blu) questa risultante ricade all’interno delle due ruote: in questo caso entrambe le ruote rimangono a terra.

Lo stesso ragionamento si può fare anche in discesa: se la risultante delle forze applicata nel baricentro supera il punto di contatto della ruota anteriore con il terreno si ha il ribaltamento. In questo caso il peso è da comporre con il vettore inerzia e con la coppia frenante, entrambi estremamente influenti in questo caso.

Per questo motivo un movimento centrale basso infonde molta sicurezza anche percorrendo tratti di sentiero particolarmente ripidi.

STABILITA’ SUL VELOCE E RIBALTAMENTO SUGLI OSTACOLI

La posizione del baricentro influenza anche la tendenza della bici a rimanere stabile sul veloce e la sua tendenza o meno a ribaltarsi sugli ostacoli.

Un baricentro più vicino al terreno infatti riduce il braccio di leva tra l’inerzia (applicata nel baricentro) che è quella forza che tende a farci andare avanti e le pertubazioni indotte dal terreno (applicate sulle ruote, quindi a livello del terreno).

Facciamo un esempio pratico, riprendendo quanto detto nell’articolo delle 650b. Immaginiamo di impattare su un ostacolo, una roccia per esempio. Il nostro rider sta pedalando spensieratamente, osservando il paesaggio non accorgendosi di un masso lungo il percorso e ci va dritto contro.

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L’ostacolo quando tocca la ruota genera una reazione vincolare che può essere scomposta in due componenti. Noi consideriamo solo la componente orizzontale R, opposta al moto, trascurando quella verticale. Il biker, visto che si sta muovendo, ha una sue inerzia, rappresentata da un vettore applicato nel baricentro. La composizione delle due forze, moltiplicate per la loro distanza (braccio) genera un momento ribaltante, che tende a far capovolgere il biker in avanti.

Variando l’altezza del movimento centrale e quindi del baricentro, si varia il braccio. Minore braccio significa minore tendenza al ribaltamento ed allo stesso tempo una maggiore stabilità sul veloce e sullo sconnesso, in quanto è minore la perturbazione indotta dalla reazione vincolare degli ostacoli.

Per questo motivo le bici con movimento centrale basso danno molta sicurezza in discesa, risultando stabili anche su fondi irregolari ed alle alte velocità.

AGILITA’ IN CURVA E MANEGGEVOLEZZA

La posizione del baricentro è importante anche ai fini dell’agilità della bici e della sua maneggevolezza. Una bici si dice agile e maneggevole quando è rapida e reattiva nel cambi di direzione, permettendo di passare da una curva all’altra con facilità, senza sforzo.

Quando noi curviamo, per compensare la forza centrifuga, dobbiamo inclinare la bici. Per fare questo dobbiamo spostare il baricentro verso l’interno della curva, facendo ruotare attorno alle ruote (centro di istantanea rotazione) tutto l’insieme bici e biker.

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Poiché siamo in movimento il nostro corpo è soggetto ad un inerzia, quella forza che tende a far mantenere al corpo la direzione ed il verso del moto a cui è soggetto. Per spostare il baricentro lateralmente dobbiamo quindi compiere un lavoro, lavoro che è direttamente proporzionale alla distanza che dobbiamo far percorrere al nostro baricentro.

Viene quindi facile capire come più alto si trovi il baricentro, più strada questo debba compiere affinché il corpo raggiunga una data inclinazione. La rotazione infatti avviene attorno alle ruote, che mantengono la stessa traiettoria e direzione. Più ci si allontana dal terreno (baricentro più alto) maggiore è l’area spazzata per ottenere un determinato angolo di inclinazione e quindi più energia dobbiamo fornire.

Per questo motivo le bici con movimento centrale basso tendono ad inserirsi più facilmente in curva e ad essere più agili nei cambi di direzione.

 

Come abbiamo capito l’altezza del movimento centrale è un parametro tutt’altro che secondario. Non dimentichiamoci però che il comportamento di un telaio r di una bicicletta in generale è dato dall’insieme delle sue geometrie. Non basta quindi un movimento centrale basso per avere una bici stabile sullo sconnesso, serviranno anche un angolo di sterzo aperto, un carro lungo ed un piantone sella con la giusta inclinazione. Una bici insomma va valutata nel suo insieme.

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