Io ho sempre avuto biciclette in acciaio, indistruttibili! Il problema della scelta deve essere considerato però in maniera più tecnica. Innanzitutto dobbiamo esaminare quelli che sono i criteri che caratterizzano un telaio sia esso di acciaio che di alluminio. questi elementi sono: la densità, il modulo di elasticità, la resistenza alle rotture, il limite di fatica e la duttilità.
La densità è per l' alluminio di 2,70 kg/dm3, il titanio 4,50 kg/dm3 e l' acciaio 7,80kg/dm3. Da questi dati si evince che una bicicletta in acciaio debba pesare molto di più di una in alluminio. In realtà non è così. Infatti nei telai in alluminio perche abbiano una sufficiente rigidità si devono utilizzare tubazioni di diametro più grande, conosciute come oversize, mentre le tubazioni in acciaio hanno bisogno di spessori più ridotti. Perciò un telaio in alluminio peserà meno di uno in acciaio, ma non poi così tanto.
Veniamo al modulo di elasticità. Questo modulo è importante allorchè è decisivo che il telaio debba essere rigido affinchè la forza che il ciclista imprime sui pedali non vada dispoersa, cosa che accadrebbe con un telaio trioppo elastico. I valori di elasticità sono per l' alluminio 70.000 N/mm2, per il titanio 105.000N/mm2 e per l' acciaio 210.000N/mm2. Questo ci fa comprendere come il valore più rigido spetti all' acciaio. Ma allora perchè anche i telai in alluminio hanno sufficienrte rigidità? E' il cane che si morde la coda. stesso discorso di prima, affinchè un telaio di alluminio sia rigido deve avere le tubazioni maggiorate ovvero oversize. Anche questo artificio comporta che la differenza di peso tra acciaio e alluminio non sia così eclatante.
Ora analizziamo la resistenza alle rotture che è per le tubazioni in alluminio di 400-470 N/mm2, per il titanio di 800-900N/mm2 e per l' acciaio di 1200-1500N/mm2. Attualmente un buon telaio di alluminio non supera un carico di rottura che vada oltre 480N/mm2, ovvero un terzo delle più curate leghe in acciaio. Quindi anche in questo caso i produttori di telai in alluminio intervengono con il seguente artificio, ovvero diminuiscono lo spessore nei punti meno sollecitati e lo aumentano in quelli più sollecitati. Mai comunque il telaio di alluminio potrà raggiungere gli elevati livelli di resistenza alle rotture dei telai in lega di acciaio o di quelli in lega di titanio.
Altro elemento importante da analizzare è il limite alla fatica che esiste per l' acciaio e per il titanio, ma non per l' alluminio. cosa significa questo? che acciaio e titanio hanno una intensità carico limite sal di sotto della quale possiamo applicare sollecitazioni in numero infinitosenza che questo provochi fratture da fatica. Non è così per l' alluminio, infatti un telaio in alluminio si consuma con le sollecitazioni, tanto che fatica dopo fatica a cui il telaio di alluminio viene sottoposto questo può fratturarsi.
Ora vi invito a seguire bene il discorso sull' ultimo criterio, quello della duttilità. I dati di questa definiscono la percentuale di allungamento dei vari materiali. questa è per l' alluminio 6-12per l' acciaio 10-15 e per il titanio 20-30. Ora tenendo conto che la letteratura considera un allungamento dell' 8% come soglia critica a rischio di rottura, la soglia dell' alluminio può essere anche al di sotto di questa e nel migliore dei casi appena superiore alla soglia critica di rottura.
La densità è per l' alluminio di 2,70 kg/dm3, il titanio 4,50 kg/dm3 e l' acciaio 7,80kg/dm3. Da questi dati si evince che una bicicletta in acciaio debba pesare molto di più di una in alluminio. In realtà non è così. Infatti nei telai in alluminio perche abbiano una sufficiente rigidità si devono utilizzare tubazioni di diametro più grande, conosciute come oversize, mentre le tubazioni in acciaio hanno bisogno di spessori più ridotti. Perciò un telaio in alluminio peserà meno di uno in acciaio, ma non poi così tanto.
Veniamo al modulo di elasticità. Questo modulo è importante allorchè è decisivo che il telaio debba essere rigido affinchè la forza che il ciclista imprime sui pedali non vada dispoersa, cosa che accadrebbe con un telaio trioppo elastico. I valori di elasticità sono per l' alluminio 70.000 N/mm2, per il titanio 105.000N/mm2 e per l' acciaio 210.000N/mm2. Questo ci fa comprendere come il valore più rigido spetti all' acciaio. Ma allora perchè anche i telai in alluminio hanno sufficienrte rigidità? E' il cane che si morde la coda. stesso discorso di prima, affinchè un telaio di alluminio sia rigido deve avere le tubazioni maggiorate ovvero oversize. Anche questo artificio comporta che la differenza di peso tra acciaio e alluminio non sia così eclatante.
Ora analizziamo la resistenza alle rotture che è per le tubazioni in alluminio di 400-470 N/mm2, per il titanio di 800-900N/mm2 e per l' acciaio di 1200-1500N/mm2. Attualmente un buon telaio di alluminio non supera un carico di rottura che vada oltre 480N/mm2, ovvero un terzo delle più curate leghe in acciaio. Quindi anche in questo caso i produttori di telai in alluminio intervengono con il seguente artificio, ovvero diminuiscono lo spessore nei punti meno sollecitati e lo aumentano in quelli più sollecitati. Mai comunque il telaio di alluminio potrà raggiungere gli elevati livelli di resistenza alle rotture dei telai in lega di acciaio o di quelli in lega di titanio.
Altro elemento importante da analizzare è il limite alla fatica che esiste per l' acciaio e per il titanio, ma non per l' alluminio. cosa significa questo? che acciaio e titanio hanno una intensità carico limite sal di sotto della quale possiamo applicare sollecitazioni in numero infinitosenza che questo provochi fratture da fatica. Non è così per l' alluminio, infatti un telaio in alluminio si consuma con le sollecitazioni, tanto che fatica dopo fatica a cui il telaio di alluminio viene sottoposto questo può fratturarsi.
Ora vi invito a seguire bene il discorso sull' ultimo criterio, quello della duttilità. I dati di questa definiscono la percentuale di allungamento dei vari materiali. questa è per l' alluminio 6-12per l' acciaio 10-15 e per il titanio 20-30. Ora tenendo conto che la letteratura considera un allungamento dell' 8% come soglia critica a rischio di rottura, la soglia dell' alluminio può essere anche al di sotto di questa e nel migliore dei casi appena superiore alla soglia critica di rottura.
Capite a me. Acquistate una bella bicicletta in acciaio. Risparmierete anche e porterete a casa una struttura indistruttibile. Naturalmente attendo commenti su questo mio articolo.
densità, elasticità, telaio acciaio, telaio alluminio,
internetgrafia. studi ingegneria università di Trento
nella foto bicicletta con telaio in legno da bicidepoca.com
Questo articolo ha licenza Creative commons BY-NC-SA
ciao, grazie per le informazioni, ma come si fa oggi a comprare una bici d'acciaio da corsa? chi le fa? ciao.
RispondiEliminaAntonio
la Vetta di Padova
RispondiEliminaUn grande marchio storico italiano per l'acciaio é Scapin; il loro sito é terribile ma alcune bici sono veri capolavori. Producono anche alcuni telai in acciaio con inserti in carbonio, ne vidi uno dal vivo un paio di anni fa e rimasi sconvolto dalla qualità di lavorazione e finitura..
RispondiEliminaE pensare che volevo comprare una bici in alluminio (però senza tanta convinzione! ). Optero' per una semplice olandese in ferro ...potrebbe andar bene una casadei ?
RispondiEliminadevo dire che sei veramente ingnorante al riguardo, innanzitutto questi dati sono degli elementi non trattati sai benissimo che se si farebbe un telaio in alluminio non trattato si spezzerebbe scendendo dal marciapiede. infatti si utilizzano delle leghe da cui poi prende il nome il telaio per esempio il mio è alluminio 7005, il numero cambia a seconda dell materiale usato per indurirlo o per la lavorazione, per esempio con zinco, magnesio, silicio,ecc.... se come tu dici il telaio in alluminio pesasse di più perchè lo fanno più grosso per non spezzarsi non avrebbe senso costruirci bici perchè l'estrazione della materia prima alluminio e i suoi costi di lavorazione sono di gran lunga più costosi rispetto a quello dell'acciaio. in pratica stai dicendo che le aziende come lee cougan, kona, wistle, scott, ecc..... costruiscono le bici con materiali più costosi e scadenti. e poi perchè le bici del supermercato da 2 soldi hanno il telaio in acciaio e le bici costose di marca professionali hanno il telaio o in fibra di carbonio o in alluminio se l'alluminio e cosi scadente? e come mai non fanno più ormai da decine d'anni le bici da corsa in acciaio?
RispondiEliminacon questo ho detto tutto!
Se si "facesse un telaio in alluminio" e NON se si "farebbe"!
EliminaQuesto commento è stato eliminato dall'autore.
EliminaTu hai il coraggio di dare dell'ignorante a qualcuno? sei almeno stato in grado di rileggere le boiate che hai scritto? I dati esposti non sono certo sufficienti ad un ragionamento completo, ed effettivamente con una ingegnerizzazione complessa e costosa (inevitabile su bici da competizione) le bici di alluminio sono più prestanti, ma finche riusciranno a vendere bici di alluminio (che costa il doppio dell'acciaio) a delle bestie ignoranti come te che pensano "se lo fanno sulle bici da corsa allora dev'essere il meglio", di sicuro andranno avanti a produrre e vendere bici di alluminio con spessori variabili cosi da risparmiare 1 Kg su tutta la bici, quando con la metà dei soldi e 1Kg in più finirebbero per ottenere le stesse prestazioni con l'acciaio.
Eliminadevo dire che sei veramente "ingnorante" al riguardo, innanzitutto questi dati sono degli elementi non trattati sai benissimo che se si "farebbe" un telaio in alluminio non trattato si spezzerebbe scendendo dal marciapiede.
RispondiEliminaComunque è vero che per fare i telai di alluminio si usano delle leghe e non alluminio puro. I dati sopra riportati hanno pochissimo valore. Non per niente tali leghe vengono molto usate anche in aviazione. Passano decenni prima che le strutture degli aerei costruiti con tali leghe di alluminio presentino segni di "affaticamento".
Le mie bici di alluminio dureranno sicuramente più di me e dei miei figli.
Detto questo, devo però anche dire che io non resisto alla bellezza ed il fascino di certi telai in acciaio:
Scapin epta, Colnago master, Moser leader, Vetta, ...
Non avevo letto nulla di più assurdo sull'argomento! Preferire biciclette in acciaio invece di quelle in lega d'alluminio?!
RispondiEliminaCerto, fatti una bella bici in acciaio, con delle forme bizzarre: metti anche le foto su facebook dell'acquisto. Poi, dopo aver provato ad utilizzarla un paio di volte e aver sudato come un matto per pochi km, usa le stesse foto per fare l'annuncio su ebay... dove è piano di bici da 16-20 kg in acciaio che nessuno usa
buono l'articolo e i commenti, soprattuto per un neofita come me. Grazie a tutti
RispondiEliminaI calcoli sono tutti sballati, inoltre la densità atomica non basta neanche a calcolare il peso, figuriamoci se si può dedurre qualcosa sulle caratteristiche meccaniche che invece dipendono da ben altri fattori come il reticolo cristallino e il grado di purezza. Poi, come dicono abbondantemente gli altri commenti: Sono leghe di alluminio e non alluminio puro. Per favore correggi questo articolo o almeno rimuovi le parti di calcolo. Ciao.
RispondiEliminaCome si fa a limitarsi a questi discorsi? Io parlerei di pro e contro reali! Mi spiego con un esempio: io mi reputo un viaggiatore. Voglio andare in bici fino a Dakar. (L'ho gia fatto in auto). So che trovare una saldatrice per l'acciaio è relativamente più facile nei paesi dove passo, dunque un pro del telaio in acciaio è la "riparabilità". Poi certo che se uno mi risponde per esempio: "L'alluminio si rompe meno" ...allora non ha capito
RispondiEliminaUn altro esempio: monto delle borse Vaude, tra l'altro le trovo molto valide! Queste dispongono di un "gancio"/"uncino" (chiamatelo come volete) che va a contatto con l'alluminio e vibrando lo smangia! L'uncino di plastica smangia l'alluminio! e dopo un viaggio di soli 400 km! facendone 3'000 penso si formerebbe un buco...Questa mi sembra una debolezza reale dell'alluminio (magari capita anche con l'acciaio..non so).
RispondiEliminaLa mia amica ha una bici dalla elementare in acciaio, lei ne ha, 64 anni, la sua bici è ancora in piedi..io cerco una bici, per passeggiare, e leggo che quelle in acciaio siano migliore, allora, se uno cerca per corse, gate l'alluminio è la più adatta
Eliminanon so chi abbia ragione, io cerco la bici per mia figlia, in acciaio pesa 10,3 Kg mentre invece in alluminio 9,8 ... costa il doppio ma vuoi mettere quel mezzo chilo.
RispondiEliminaAdesso so che grazie allo stampaggio pressofusione alluminio è possibile ottenere pezzi molto leggeri ma al tempo stesso performanti sia per le bici che per auto e moto.
RispondiEliminamah, io ho e ho avuto sia bici in acciaio che in alluminio. la bdc in acciaio pesava di più di quella attuale in alluminio. ma parliamo delle rotture: con le mie mtb in alluminio, pur facendo salti, pur facendo anche ruzzoloni, non si sono MAI rotte, mai spaccate, mai fratturate. niente di niente. quindi che dire: prendete pure la bici in alluminio che di sicuro non vi si spezzerà, perché i costruttori mica sono scemi.
RispondiEliminacome si chiama la bicicletta nell'immagine
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