Cambio Idraulico per MTB: Vantaggi e Svantaggi

Da ormai qualche annetto si sono affacciate sul mercato nuove tipologie di impianto frenante per le biciclette. Il tempo dei cantilever sulle mitiche MTB anni ‘80 e ‘90 è finito, la stessa storia per i V-brake. Più recentemente anche per il reparto strada si sta gradualmente passando al sistema più moderno dei freni a disco bici, quale normale evoluzione della tecnologia. Ormai i freni a disco sono diventati lo standard di riferimento per il mondo bike in quanto, rispetto ai vecchi freni a pattino, riescono a sviluppare una potenza di frenata superiore e anche più modulabile, soprattutto nelle condizioni più avverse, come con la pioggia o lo sterrato fangoso.

Componenti e Funzionamento dei Freni a Disco

Il concetto che sta alla base di tutto è l’attrito che si sviluppa attraverso il contatto tra parti fisse e mobili dei freni bici, generando calore che deve essere dissipato nel minor tempo possibile per non compromettere l‘efficienza nella frenata. Per rotore si intende il disco, ovvero quell’elemento metallico di spessore definito montato sul mozzo della ruota, solidale alla ruota stessa. I dischi possono avere diversi disegni, dove l’estetica viene ad essere affiancata all’efficienza nella dispersione del calore sviluppato durante la frenata e al peso. Come da tradizione, per praticità e soprattutto sicurezza, sono montate sul manubrio.

Le pinze sono costituite da un involucro metallico al cui interno sono alloggiate le pastiglie, ovvero gli elementi fondamentali per la frenata. Se questo strato è composto da una mescola di resina si parla di pastiglie organiche, che garantiscono una buona frenata a freddo, bassa resistenza al calore, durata limitata e scarsa usura dei dischi. Le pastiglie sinterizzate invece sono più durevoli e garantiscono una buona frenata quando entrano in temperatura.

Freni a Disco Idraulici

Da qui i freni a disco idraulici, il cui funzionamento è basato su un circuito chiuso dove scorre olio in pressione. Azionando la leva del freno, viene mandato in pressione l’olio - minerale o DOT - contenuto nel piccolo serbatoio posto sul manubrio. È sicuramente un sistema performante e potente, votato a quelle biciclette - le MTB appunto - perlopiù usate su percorsi poco tranquilli, dove la sollecitazione alla frenata è alta. I dischi idraulici ormai sono utilizzati come standard sulle mountain bike di un certo livello e anche nel mondo dei viaggi si stanno sempre più diffondendo.

Freni a Disco Meccanici

Rispetto all’idraulica che si è diffusa più precocemente nel campo dell'offroad, i freni a disco meccanici trovano la loro collocazione più naturale nel ramo del cicloturismo e dei viaggi in bicicletta. L’impulso viene sempre dato dal ciclista, che nelle condizioni in cui viene a trovarsi, aziona la leva del freno al manubrio. La leva è collegata al filo metallico, che corre all’interno di una guaina protettiva (e nel telaio nel caso di passaggio cavi interno), fino a collegarsi alle pinze frenanti.

Olio Minerale vs. Olio DOT

Come ti ho anticipato, anche nell’impianto frenante di una bicicletta le cose sono cambiate! E ogni cambiamento porta con sé dei vantaggi e ahimè anche degli svantaggi. La funzione dell’olio in un sistema idraulico è fondamentale per il trasferimento della forza frenante.

Funzione dell'Olio in un Sistema Idraulico

L’olio per freni a disco idraulici è contenuto all’interno dei tubi oleodinamici che collegano il pompante (cioè la leva del freno) al corpo freno. Quando agiamo sulla leva, detta anche master cyclinder, l’olio trasferisce la forza impressa ai due pistoni, che mandano in battuta le pastiglie contro il rotore e consentono così di rallentare la corsa. Ciò è possibile grazie alle caratteristiche d’incomprimibiltà dell’olio, che trasmette la forza senza assorbirla.

Come abbiamo già spiegato, il funzionamento di un freno a disco ha come base l’attrito tra disco e pastiglia, che genera notevole calore che si tramette anche al sistema e dunque all’olio, che deve essere in grado di sopportare lo stress senza raggiungere il punto di ebollizione. La caratteristica regina di un fluido per freni idraulici è appunto la temperatura di ebollizione che per questo è stata oggetto di ampi studi, soprattutto nel campo automotive. Se il calore all’interno del sistema supera il punto di ebollizione (detto anche di bollore) del fluido, questi inizia a passare dallo stato liquido a quello gassoso, riempiendo il sistema di bolle d’aria che non trasmettono più la pressione esercitata dalla leva, facendo decadere completamente l’efficienza del sistema frenante (gli inglesi chiamano questa situazione “fluid fade”).

Olio DOT

Si tratta di un olio sintetico a base di glicole (tranne il DOT5, che è a base di silicone), lubrificanti, additivi e inibitori. La produzione e le caretteristiche del DOT sono normate dal dipartimento dei trasporti statunitense (Department of transportation, da qui il nome DOT) ed è una tecnologia di derivazione automotive, poiché è si tratta dell’olio per freni più utilizzato nel mondo delle auto e moto.

Vantaggi dell'Olio DOT:

• Punto di ebollizione elevato: il fluido per freni DOT ha un elevato punto di ebollizione, che va dai 205°C del DOT3 ai 270°C del DOT5.1 e questo lo rende estremamente adatto agli usi gravosi, dove l’attrito sprigiona notevoli quantità di calore.
• E’ normato: essendo regolato da una normativa imposta da un organo di controllo, i fluidi DOT di marche diverse presentano gli stessi procedimenti di raffinazione e le medesime caratteristiche.

Svantaggi dell'Olio DOT:

• E’ corrosivo: i fluidi DOT sono acidi, ovvero corrodono i metalli e le vernici.
• E’ igroscopico: il fluido DOT tende ad assorbire l’umidità presente nell’aria, che penetra all’interno del sistema attraverso le tenute e le guarnizioni.
• Tende a degradare: poiché igroscopico, il DOT tende a degrarare nel tempo.

Bisogna poi fare un distinguo, poiché l’olio DOT è igroscopico (ovvero assorbe l’umidità, aspetto che analizzeremo tra poco) e questa sua caratteristica fa abbassare il punto di ebollizione. Infatti la normativa sottolinea questo aspetto divendo i punti di ebollizione in “dry” (ovvero con olio “asciutto”, che non ha assorbito umidità) e “wet” (cioè con olio “bagnato”, che ha assorbito umidità). Per fare un esempio, il punto di ebollizione del DOT5.1 passa dai 270°C “dry” ai 190°C “wet”. L’assorbimento dell’umidità abbatte le performance del fluido, che andrebbe cambiato a intervalli regolari, soprattutto se si gira in ambienti molto umidi, con fango e pioggia. E’ un problema per lo stoccaggio dei contenitori aperti, poiché una boccetta di DOT non più sigillata non si conserva per lungo tempo. La stessa problematica si ritrova su mtb che rimangono in cantina per parecchio tempo senza essere usate.

Olio Minerale

Questo tipo di olio per freni è la scelta delle case costruttive Shimano, Magura e Tektro. Si tratta di un olio minerale (quindi non sintetico) ottenuto tramite raffinazioni particolari. Ogni casa ha il proprio olio brandizzato, con caratteristiche lievemente diverse che complicano la compatibilità tra i sistemi.

Vantaggi dell'Olio Minerale:

• E’ idrofobico: ovvero non assorbe l’umidità. Questo lo rende più stabile rispetto al DOT e il punto di ebollizione non cambia mai (per questo non esiste la differenza tra “dry” e “wet” tipica dei fluidi DOT). Il sistema frenante quindi non s’inquina e la performance rimane stabile nel tempo.
• Non è corrosivo: l’olio minerale non è a base acida, per cui non è pericoloso per pelle e mucose e non corrode i metalli o la vernice del telaio.
• Alto punto di ebollizione: la tecnologia produttiva delle case ha raggiunto livelli molto alti, che ha pareggiato i punti di ebollizione tipici del DOT.
• E’ stabile nel tempo: anche se il contenitore viene aperto l’olio minerale non assorbe umidità e non degrada, per cui si può stoccare per più tempo.

Svantaggi dell'Olio Minerale:

• Non è normato: ogni casa produttrice ha i propri standard di raffinazione e il proprio marchio, poiché non c’è una normativa che ne regola la produzione. Questo aspetto rende più difficile la compatibilità tra fluidi di case diverse.

Ad esempio l’olio minerale per freni Shimano si chiama appunto “Shimano brake fluid”, poiché prodotto esclusivamente dalla casa giapponese, che ne controlla ogni passaggio e ne garantisce la qualità. Consente anche di riprendere in mano la mtb dopo parecchio tempo e di ritrovare la potenza frenante di prima senza manutenzione. Infatti l’olio minerale viene usato per speciali mezzi motorizzati come i veicoli militari o le auto d’epoca, che rimangono ferme per mesi o anni e poi messe su strada per rare uscite.

Compatibilità e Scelta dell'Olio

Come abbiamo visto non esiste un fluido migliore dell’altro, poiché hanno caratteristiche univoche. Partiamo con il dire che DOT e olio minerale non sono assolutamente compatibili, non si può passare da una tecnologia all’altra semplicemente eliminando il vecchio fluido e inserendo il nuovo. E’ il miglior modo per rovinare i freni e dover buttare via tutto. Non usate mai olio minerale su freni che usano il DOT o viceversa. L’unico modo per passare da un sistema all’altro è acquistare freni di una casa produttrice che usa la tecnologia che c’interessa. Ad esempio per passare ai freni a olio minerale Shimano ho dovuto acquistare una coppia di freni completi (leva, tubi, corpo freno, pastiglie) e sostituire i precedenti freni DOT della mia mtb.

Se invece volete un freno che sia sempre pronto all’uso, soprattutto se usate la bicicletta a lunghi intervalli e la lasciate in garage senza toccarla e non ve la sentite di effettuare manutenzioni regolari, allora l’olio minerale è la scelta giusta, soprattutto se combinato con il sistema Ice, per far lavorare il sistema a temperature più basse e quindi allungare la vita utile dei freni.

Manutenzione dei Freni a Disco

Come per i freni a disco idraulici, anche per i freni a disco meccanici è fondamentale controllare l’efficienza del sistema. Per un controllo immediato basta agire sulla leva del freno al manubrio per intuire la risposta della frenata. Se la frenata è troppo lunga (con la leva del freno a fine corsa), il cavo si può essere logorato nel corso del tempo - e quindi in questo caso deve essere sostituito - oppure non è sufficientemente tensionato. Infatti basta un minimo di buona volontà per regolare la tensione del cavo d’acciaio o per sostituirlo.

Quindi per evitare di dover sostituire un disco (il cui spessore, nonché la planarità. Altro aspetto dolente è rappresentato dalla manutenzione; infatti, in base ai dati tecnici dei produttori e anche a seguito del decadimento delle proprietà dell’olio contenuto nel circuito nel corso del tempo, ogni tanto sarebbe utile effettuare uno spurgo con successivo ricaricamento del circuito (non deve essere presente aria all’interno!). Ho parlato di sistema chiuso e cioè del circuito dove scorre l’olio. Quindi, per le bici gravel in cui i freni a disco bici sono perlopiù idraulici, il sistema non è soggetto a sporcarsi, ad esempio percorrendo le strade bianche toscane, tranne per le pinze! Nelle lunghe discese himalayane in bici è utile preoccuparsi dell’efficienza di frenata; in questi casi può avvenire un surriscaldamento del sistema, che nel caso meccanico è inferiore al suo fratello idraulico. Inoltre, essendo il disco vincolato al mozzo della ruota e non al profilo del cerchio come per i V-brake, non sussiste nemmeno la preoccupazione di una ipotetica esplosione della camera d’aria a causa di una pinzata troppo prolungata. L'unica difficoltà oggettiva spesso si ha nel reperire le pastiglie giuste in negozi MTB dove spesso le pastiglie meccaniche non vengono utilizzate.

Upgrade: Da Freni Meccanici a Idraulici

Uno degli upgrade più gettonati è quello di passare da freno a disco meccanico a idraulico. La domanda che ci siamo fatti è se ne vale la pena in termini di comfort di guida ed efficienza di frenata. Qualsiasi tipo di ciclista sperimenta con il tempo la necessità di rendere sempre migliore l’esperienza di guida della bicicletta, che aumenta con l’aumentare dei chilometri percorsi e di pari passo alle informazioni che questa fornisce alla nostra mente.

Partendo dal presupposto che ogni persona è un mondo a sé, il ciclista da sempre è alla ricerca della propria migliore posizione in sella, dell’ergonomia, della maggior comodità, della ricerca del componente che possa risolvere un problema di natura muscolo-scheletrica o che possa incentivare la performance. In questo articolo parleremo di uno degli upgrade più sottovalutati ma che può davvero migliorare tutte queste condizioni.

Nello specifico, abbiamo sostituito un vecchio impianto frenante a disco meccanico (i pistoni della pinza freno vengo azionati e spinti tramite il cavo direttamente collegato alla leva freno), con un nuovo impianto frenante totalmente idraulico.

Il sistema frenante in questione è il nuovissimo impianto freno a disco Tiagra ST-4700 di Shimano per trasmissione 2×10. Abbiamo installato la serie ST-4720 per quanto riguarda le leve freno ed i comandi del cambio, mentre per le pinze abbiamo optato sempre per la casa giapponese e ci siamo affidati allla serie Tiagra BR-4770. Lo abbiamo installato su una bici gravel, per testarne la validità sia su strada che in off-road.

Partendo dalle pinze, un po’ di tecnica: sono flat-mount equipaggiate con la tecnologia “one way bleeding” di Shimano che permette di ridurre al minimo il rischio di infiltrazioni d’aria nel sistema oltre che di rendere lo spurgo semplice, L’obiettivo di questo impianto freni a disco è far dormire sonni tranquilli a chi di chilometri ne macina tanti e spesso senza la comodità di un centro di riparazione a portata di pedalata.

Freni a Disco Idraulici vs. Meccanici: Un Confronto

I freni a disco possono essere idraulici o meccanici . Il tipo di freno più adatto dipende dalle proprie esigenze di guida e dalle proprie finanze. La differenza principale tra i freni a disco idraulici e meccanici è che i freni a disco idraulici sono più efficienti, ovvero forniscono più potenza di arresto con meno sforzo sulla leva del freno. In un sistema di freno a disco meccanico, i freni sono azionati da un cavo, e questo è simile ai freni a cerchione. Con un sistema di freno a disco idraulico, i freni vengono azionati tramite fluido.

Molte persone concordano sul fatto che i freni a disco idraulici sono migliori. La ragione di questo è che forniscono una maggiore potenza di arresto con meno sforzo, ma consentono anche un controllo più preciso (sono più fluidi da usare) e offrono una maggiore sensazione di frenata rispetto ai freni a disco meccanici. Il motivo per cui i freni a disco idraulici forniscono più potenza di arresto con meno sforzo è dovuto al modo in cui funzionano. In un sistema frenante idraulico, la pressione sul pistone è di gran lunga superiore alla forza che si sta esercitando sulla leva. Anche i sistemi di freni a disco meccanici aumentano la forza ma non della stessa quantità.

Nei freni a disco idraulici il sistema è chiuso, ciò significa che non si avrà sporcizia all’interno del sistema frenante, il che è meglio se si guida in condizioni di bagnato o fango. Sfortunatamente, i freni a disco meccanici sono aperti agli elementi esterni e, questo, può portare il cavo a sporcarsi o ostruirsi con i detriti. Uno dei maggiori vantaggi è che è più facile fare manutenzione. La maggior parte delle persone ha già lavorato con i freni a cavo e quindi se è necessario regolarli è più facile rispetto ai freni a disco idraulici. Le componenti sono inoltre prontamente disponibili e poco costose in quanto utilizzano un sistema meno complesso.

Dipende da cosa si intende fare con la bici. Se si affrontano trail complicati e tecnici, avere freni a disco idraulici ha più senso. Inoltre, se il budget permette freni a disco idraulici, è sicuramente meglio averli, assicurandosi che siano dei freni decenti in quanto, quelli più economici, possono avere più problemi di quelli meccanici. Se l’uso della MTB non è professionale ed è occasionale, allora potrebbe avere più senso comprare freni a disco meccanici. Un altro grande motivo per scegliere dischi meccanici è, come già detto, la facilità di manutenzione e regolazione.

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