Montare le ruote a mano, lo sappiamo, è un discorso di precisione e abilità che sfiora l’arte. Interessante questa riflessione sulla tensione dei raggi da parte di Pietro Stocco, un abile meccanico specializzato proprio nella costruzione delle ruote (vale la pena seguirlo su Facebook). Parlando con lui è venuto fuori il discorso della tensione dei raggi che, attenzione, è influenzata anche dalla pressione con cui vengono gonfiate le gomme. E questo è un altro fattore da considerare anche per i corridori che tendono sempre a esagerare. Ne avevamo parlato qui. Ecco cosa scrive Pietro sulla tensione dei raggi delle ruote per bicicletta:

La struttura di una ruota a raggi è un equilibrio dato dal bilanciamento di molte forze. Il cerchio per sua natura (più o meno a seconda del materiale di cui è fatto e del suo profilo) tende a mantenere la sua forma tonda.

I raggi hanno il compito di lavorare sempre in tensione (elevata, una buona ruota ha una tensionatura che varia dai 70 ai 160 kgf) e garantire che la ruota rimanga sempre tonda, centrata lateralmente e radialmente rispetto al mozzo e campanata rispetto alle battute dello stesso.

Il mozzo, sulle cui flange i raggi scaricano la loro tensione. Il raggio deve rimanere teso per non incorrere in fenomeni di svitamento del nipple che ne regola il carico, e soprattutto la variazione di tensione di entità troppo elevata porta alla rottura del raggio per fenomeno di fatica (quello che succede ad un componente sollecitato in maniera alternata per numerosissimi cicli). Per spiegare meglio questo concetto immaginate un filo di acciaio sottoposto ciclicamente ad una flessione elastica (ovvero non così elevata da comportarne la piegatura definitiva), con l’andare del tempo questo filo si spezza, se la stessa flessione fosse stata mantenuta costante invece il filo non si spezza.

Questo inconveniente è spesso la causa della rottura del raggio all’altezza della testa curva dello stesso nel punto di contatto con la flangia del mozzo.

La ruota a riposo è sottoposta al carico statico della sua raggiatura, i raggi sono precaricati ad un valore ottimale che deve essere comunque un po’ inferiore al massimo sopportabile dal componente più debole del sistema: il cerchio. Infatti i produttori di ruote mettono come tensione massima raggiungibile proprio quella che il cerchio può sopportare prima di sfondarsi all’altezza dei fori. Avvicinarsi troppo a questo valore non è una buona idea in quanto una volta che la ruota è su strada, sottoposta alle sollecitazioni tipiche, i valori di tensione di ogni singolo raggio possono innalzarsi fino a superare il valore critico, ed allora è possibile andare incontro a delle rotture del cerchio. Allontanarsene troppo comporta il rischio di avere delle rotture per fatica in quanto alcuni raggi potrebbero durante l’utilizzo vedere la loro tensione abbassarsi ciclicamente di un valore troppo elevato. Possiamo quindi affermare che una tensionatura corretta, ragionata ed omogenea è garanzia di una buona salute della ruota.

I carichi dinamici a cui è sottoposta la ruota sono i seguenti:

Per la scelta di una ruota il peso del ciclista è probabilmente il fattore determinante, perchè queste sollecitazioni sono direttamente o indirettamente tutte proporzionate a questo valore (si presume che un ciclista più pesante abbia bisogno di momenti torcenti più elevati per avanzare, specie in salita) o per rallentare con un sistema disc, rispetto ad un ciclista più leggero. Specie per le ruote in carbonio, per ciclisti molto pesanti è preferibile scegliere una ruota con un profilo un po’ più alto se nel contempo si vuole anche mantenere un basso numero di raggi. Il numero di raggi, a parità di profilo della ruota, permette di supportare il cerchio in un numero maggiore di punti e quindi distribuire meglio le sollecitazioni. La maggior o minore pressione di gonfiaggio (all’interno di certi range ragionevoli) è ben sopportata dalla raggiatura, di certo se si adottano sempre pressioni di gonfiaggio molto alte per quanto riguarda i tubolari (> 10 Bar) è opportuno farlo con cerchi di profilo non bassissimo, e prevedere inizialmente una tensionatura leggermente superiore di tutta la raggiatura.

Pietro Stocco (https://www.facebook.com/ribici.it/)

Con il peso i raggi a contatto con il suolo perdono la loro tensione iniziale ma quelli diametralmente opposti NON SUBISCONO ALCUNA VARIAZIONE. Il 99% di chi scrive articoli sulle ruote incorre in questo grave errore. Leggere bene “The bicycle Wheel” di Jobst Brandt!!

Gentile Marco, sono l’autore dell’articolo. La ringrazio del suo intervento che mi dà la possibilità di essere maggiormente chiaro riguardo al punto della sollecitazione statica del peso del ciclista e ai suoi effetti sulla raggiatura. Proprio la lettura del libro di Brandt e misurazioni ed esperimenti che ho fatto e continuo a fare durante la mia attività mi portano a dire che vi è una modifica della tensione della raggiatura, che si oppone allo schiacciamento della ruota (o meglio alla sua tendenza a diventare ovale) e che viene distribuita sull’intera raggiatura, non solamente sui raggi perpendicolari al terreno ma anche in quelli paralleli, che vedono la loro trazione aumentare. Concordo con lei che l’affermazione “i raggi diametralmente opposti vedono aumentare la propria tensione” è semplicistica e per certi versi non rappresentativa dell’insieme di variazioni che comporta l’applicazione del carico statico sulla ruota.

Buongiorno, L’affermazione dell’autore dell’articolo è corretta. Il mozzo e di conseguenza la bici è appesa ai raggi, in quanto essi, come ben descritto, lavorano solo in trazione.

Ciuao Pietro mi rifaccio vivo dopo tre anni per chiederti un parere. Sappiamo che ci sono raggi pulling che messi in azione dalle forze torsionali aumentano la loro tensione e permettono così il movimento trascinando il cerchio nel senso di marcia. Ci sono poi i raggi pushing che durante il movimento perdono la loro tensione. Secondo te qual’è il loro apporto nella rotazione? Per me è nullo perchè un raggio che spinge in avanti non ha punti di appoggio e tende solamente ad uscire dalle boccole. Brandt è un po’ equivoco sull’argomento. Ti ringrazio Mario

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