È
il materiale attualmente più utilizzato nella costruzione
di biciclette. Quando si parla di alluminio in realtà si
intende una lega in cui questo materiale è presente in
percentuale maggiore.
L'alluminio viene classificato a seconda dei materiali con cui
è associato e, nell'ambito ciclistico, le leghe più
utilizzate sono la serie 5000 (alluminio - magnesio), la serie
6000 (alluminio - silicio - magnesio) e la serie 7000 (alluminio
- zinco). Per alcuni componenti, più raramente per i telai,
può essere utilizzata anche la serie 2000 (lega di alluminio
e rame).
Nell'ambito di queste classificazioni derivano altre sottoclassi
a seconde delle percentuali con cui i componenti di lega sono
presenti nel materiale finale. In linea di massima si può
dire che non c'è un primato netto di una lega sull'altra,
dipende dal telaio che si vuole realizzare e dal modo in cui verrà
lavorata la tubazione.
Perché
l'alluminio
La risposta
è semplice: è leggerissimo. La sua bassa densità
(2,7 kg per dm3) corrisponde a circa un terzo di
quella dell'acciaio e permette dunque di realizzare parti molto
leggere. A questa bassa densità corrisponde però
un modulo elastico molto basso, esattamente tre volte meno dell'acciaio.
Questo vuol dire che per avere le stesse caratteristiche meccaniche
dell'acciaio si dovrebbe usare una quantità di materiale
tre volte maggiore recuperando il risparmio di peso.
Dimensioni
oversize
La soluzione è stata trovata però lavorando sui
dimensionamenti dei tubi. L'adozione di sezioni oversize ha
fatto aumentare il momento torcente delle tubazioni recuperando
la rigidità che mancava all'alluminio.
Si tenga conto che la resistenza è proporzionale alla
terza potenza con l'aumento di diametro del tubo (ad es. raddoppiando
il diametro la rigidità amenta di otto volte - 23).
La rigidezza torsionale, invece, ha un aumento proporzionale
alla quarta potenza.
L'aumento di peso
è però più contenuto (proporzione quadratica)
per cui si può arrivare a pesi eguali a quelli dell'acciaio
ma con rigidità maggiore.
Alla
resa dei conti un telaio ben realizzato e con tubazioni di alta
gamma può pesare meno di un chilogrammo, un risultato
praticamente impossibile da raggiungere con tubi in acciaio.
Realizzare un telaio con tubazioni oversize comporta una sapiente
gestione della rigidità visto che con le caratteristiche
meccaniche ottenute la trasmissione delle vibrazioni lungo il
telaio può essere molto elevata e si traduce in un affaticamento
precoce del ciclista. Per questo motivo, infatti vengono adottate
soluzioni differenti per i pendenti (tubi sinuosi o in fibra
di carbonio) posteriori per consentire l'assorbimento delle
vibrazioni eccessive.
Quanto
dura?
Il dubbio sulla longevità
dell'alluminio è dovuto alla sua scarsa resistenza a
fatica. Le leghe più quotate non superano i 480 N/mm2,
mentre per l'acciaio si può arrivare ai 1200 N/mm2.
Inoltre per l'alluminio non c'è un carico di fatica sotto
il quale si può applicare un quantitativo infinito di
sollecitazioni senza ottenerne modificazioni nella struttura
del reticolo cristallino. Questo significa che l'alluminio comunque
si stanca un po' quando viene utilizzato e la sua vita non è
teoricamente infinita.
La situazione non è comunque così tragica poiché
un telaio di buona qualità ha caratteristiche molto elevate
che gli garantiscono una durata molto elevata. Questo grazie
anche ai trattamenti
termici cui il telaio viene sottoposto in fase di lavorazione.
Più attenzione va fatta se si sta acquistando un telaio
in alluminio usato. In questo caso prendere tutte le informazioni
possibili sull'uso che ne è stato fatto è indispensabile
per non rischiare di spendere male i propri soldi.
Occorre infatti cercare il migliore compromesso tra leggerezza
e resisenza a fatica per avere un telaio che sia adeguato alle
proprie aspettative in fatto di prestazioni e di durata.
Vale
la pena?
L'alluminio è
sicuramente un materiale molto valido per la costruzione di
biciclette. Le ditte del settore spingono molto su questo prodotto
perché è più facile ed economico da lavorare
(essendo più malleabile richiede una energia minore di
lavorazione), inoltre la sua lavorazione può essere facilmente
industrializzata per la produzione in serie. Non è un
caso che il boom dei telai orientali è stato proprio
con questo materiale.
La leggerezza ottenibile con una bici di alluminio è
notevole ma è logico non avere aspettative di vita troppo
elevate per i telai peso piuma. Ai corridori professionisti,
ad esempio, vengono fornite biciclette costruite col top delle
tubazioni (in quanto a leggerezza) e comunque per i corridori
solo più validi (per i quali vale la pena costruire qualche
telaio in più). Agli altri vengono forniti telai con
tubi leggermente più pesanti ma in grado di garantire
più affidabilità in termini di durata delle caratteristiche
meccaniche.
Molti costruttori, inoltre, proprio per sottolineare la bontà
del loro prodotto affermano di fornire una "garanzia a
vita" del telaio, ma tale dichiarazione va prese con le
molle. In caso di rottura, infatti, si deve sempre dimostrare
di aver utilizzato il telaio in maniera assolutamente normale
e non è facile ottenere il riconoscimento che un cedimento
sia dovuto ad un difetto di fabbricazione piuttosto che ad un
uso improprio (si può cadere, innescando una rottura
in un telaio senza lasciare tracce esterne evidenti).