Mozzi ceramici: Una delle tecnologie più evolute

Una delle tecnologie più evolute e che sta dividendo il mondo degli appassionati sono sicuramente i cuscinetti ceramici. Utilizzati soprattutto all’interno dei mozzi (ma c’è anche chi li monta nei movimenti centrali e nelle serie sterzo), sono sempre più presenti nel mondo del ciclismo professionistico. C’è chi ormai li considera il non plus ultra della tecnica e chi invece è ancora restio e preferisce affidarsi ai cari e vecchi cuscinetti a sfere ingabbiate. Qual è la tecnologia dietro la diffusione dei cuscinetti ceramici nel mondo della bicicletta? Apportano dei vantaggi reali? Sono solo una strategia di marketing per vendere più prodotti? Con questo articolo cercheremo di trovare le risposte ai nostri dubbi.

La ceramica è un composto inorganico e inerte, non metallico, formata da elementi di argilla, quarzo, silicio, ossidi di ferro, che è malleabile allo stato naturale e diviene rigida in seguito a cottura. I cuscinetti ceramici non sono altro che normali cuscinetti a sfere industriali, come quelli che vengono proposti anche su mozzi tradizionali (differente è il discorso della casa giapponese Shimano, che propone esclusivamente mozzi con sfere e coni). La differenza tra un cuscinetto sigillato industriale e uno ceramico è all’interno: le sfere che permettono la rotazione delle calotte, invece di essere in acciaio, sono in Nitruro di Silicio (formula chimica: Si3N4), un materiale definito appunto ceramico. Ampiamente utilizzati nel mondo dei motori e in quello industriale, i cuscinetti ceramici hanno cominciato a fare la loro apparizione anche nel ciclismo, dove ora sembrano essere divenuti la soluzione definitiva. Ma quali sono i vantaggi dell’uso di sfere ceramiche?
∙ Durezza maggiore: il nitruro di silicio è un materiale molto duro, addirittura più resistente dell’acciaio;
∙ Estrema leggerezza: nonostante sia molto duro, il nitruro di silicio ha una densità incredibilmente bassa, nell’ordine dei 3.21 g/cm3 (l’acciaio si attesta sui 7,85 g/cm3, praticamente più del doppio);
∙ Resistenza a rottura: essendo duro, il nitruro di silicio può resistere a forze molto elevate senza deformarsi. In questo modo si possono utilizzare sfere di minor diametro;
∙ Resistenza alla temperatura: test di laboratorio hanno evidenziato come il nitruro di silicio possa resistere, in condizioni di atmosfera neutra, a temperature fino a 1600°C

Come abbiamo visto il Nitruro di silicio ha delle caratteristiche fisico-meccaniche notevoli, che si traducono in:
∙ Minor peso: essendo un materiale più leggero e consentendo l’utilizzo di sfere con diametro minore, i cuscinetti ceramici pesano meno di quelli industriali;
∙ Maggior scorrevolezza: essendo le sfere di diametro minore, la superficie di contatto tra le stesse diminuisce, riducendo gli attriti interni e quindi la frizione, donando una scorrevolezza molto elevata;
∙ Resistenza all’ossidazione: il nitruro di silicio non arrugginisce e quindi è insensibile all’azione di acqua, umidità, pioggia ecc..;
∙ Miglior dissipazione del calore: data la resistenza al calore molto elevata, le sfere in nitruro dissipano meglio il calore generato durante il lavoro, garantendo una maggior durata nel tempo.
Vista così sembra che i cuscinetti ceramici siano la soluzione definitiva ma prima che corriate a comprarli, conviene valutare anche il rovescio della medaglia.

Partiamo col dire che il nitruro di silicio è un materiale sinterizzato che ha costi di produzione più elevati dell’acciaio, che si riflettono sul prezzo dei cuscinetti, che è decisamente più alto (e parecchio) di quelli industriali o delle tradizionali gabbie a sfere. Questo significa che l’investimento richiesto per dotarsi di mozzi ceramici o per sostituire i cuscinetti industriali con alternative in ceramica non è da sottovalutare, soprattutto se visto sotto l’ottica dell’effettiva efficacia sulla bicicletta.
Già, perché i cuscinetti ceramici sono pensati per lavorare in condizioni gravose, con elevati numeri di giri, grandi carichi radiali e temperature eccessive, tipiche del mondo industriale in generale ma anche di quello automotive e motociclistico.
In una bicicletta in movimento i numeri di giri della ruota sono comunque bassi, i carichi limitati e le temperature di esercizio contenute, per cui l’applicazione dei cuscinetti ceramici potrebbe non risultare così conveniente da giustificare l’investimento. Su questo punto la letteratura scientifica è discordante: da un lato si
trovano studi sull’effettivo miglioramento della durata e delle prestazioni nel ciclismo ma dall’altra parte alcuni test condotti con biciclette da strada non hanno evidenziato gap di efficienza così ampi.

Ricordatevi sempre che la bici è un insieme di componenti fatti per lavorare in simbiosi e che il livello qualitativo deve unificarsi. Montare i cuscinetti ceramici su una bici da supermercato non ha alcun senso, poiché non sarà la scorrevolezza del nitruro di silicio a compensare la bassa qualità delle lavorazioni meccaniche del mozzo o del gruppo cambio. I cuscinetti ceramici possono essere una soluzione per innalzare il livello qualitativo di una bici già di alta gamma, che viene usata con intensità e frequenza tali da consentire di ammortizzare la spesa d’acquisto. Per questo i cuscinetti ceramici sono diffusi nel mondo dei pro bikers, dove le bici sono il riassunto di quanto più tecnologicamente evoluto è disponibile al momento. Ma la domanda è: quello che vale per i professionisti, vale sempre per noi comuni mortali? La risposta secondo me non può essere affermativa, perché le nostre esigenze (anche se siamo agonisti e facciamo gare) non raggiungono quei livelli.

Un consiglio “spassionato” lo voglio dare a chi comunque deciderà di montare i cuscinetti ceramici sulla sua bici: acquistate solo quelli dei mozzi, poiché le ruote sono i componenti della bici che raggiungono il maggior numero di giri al minuto. Non montateli sul movimento centrale o sulla serie sterzo, poiché il numero di giri di questi cuscinetti è talmente risicato che l’installazione di cuscinetti ceramici non apporta alcun vantaggio.
Se proprio dovete farlo (io rimarrò nei secoli fedele ai mozzi a coni e sfere), meglio acquistare solo quelli per i mozzi e destinare il resto del budget a qualcos’altro.

VIDEO:

Fonte: @bikeItalia.it