Nella scelta dei materiali per la gara, bicicletta esclusa, dopo il casco riveste una certa importanza l'insieme cerchio+ gomma. Una ruota aerodinamica è molto più importante di una ruota leggera nelle competizioni pianeggianti o ancor più a cronometro; il peso gioca un ruolo più importante nei rilanci e in salita, dove si ha una migliore accelerazione, perché la massa rotante sulle ruote è minore e la ruota risulta più agile. Su percorsi piatti senza scia (dove un kg di peso aggiuntivo genera un gap di circa 1'' al km a parità di Cx), dopo la fase di accelerazione da bassa velocità, il peso di una ruota non determina grandi svantaggi rispetto agli effetti benefici di una ruota altamente aerodinamica sopra i 35 km/h. Gli pneumatici larghi hanno un rotolamento migliore solo a parità di pressione, mentre i modelli più stretti possono essere utilizzati con pressioni di gonfiaggio superiori, risultando comunque meno confortevoli.
Aerodinamica e rotolamento sono due parametri chiave nella scelta delle gomme per la bicicletta, poiché influiscono sulla prestazione in modo significativo sia nelle prove in linea che a cronometro. Nella scelta del modello, il tubolare, per la sua struttura (non ha interruzioni nelle tele) possiede un comportamento potenzialmente più uniforme, confortevole e migliore nell'aderenza; non avendo i vincoli meccanici tra il cerchietto e la spalla del cerchio tipici dei copertoncini, ed una sezione perfettamente rotonda, riesce a restituire deformabilità e assorbimento ineguagliabili da un qualsiasi copertoncino di uguale battistrada, mescola e larghezza. Per quanto riguarda appunto la sezione, la gomma stretta (da 19mm vs 22mm, Continental), ai 50 orari, permette un buon risparmio in termini di potenza erogata, pari a circa il 5-6% (vedasi grafico a barre), MA con un rotolamento peggiore, come abbiamo già sottolineato. Questo risparmio ai 50 km/h è dovuto piuttosto ad un beneficio aerodinamico che si instaura a velocità elevate (sempre per una bicicletta).
Nella stessa versione, infatti, un tubolare da 22mm è fatto con uguale materiale e spessore del modello da 19mm, e rotola più velocemente (figura sotto), perché l'attrito e l'isteresi all'interno dei materiali dello pneumatico (nella distorsione della forma della carcassa, in alcune zone la gomma viene compressa ed in altre viene stirata) sono inferiori. Inoltre si consuma meno energia per la deformazione durante il rotolamento. Anche l'aderenza migliora con larghezze maggiori, perché le imperfezioni del manto stradale vengono assorbite più facilmente (maggior capacità di flessione). Ne risulta quindi che una sezione più larga, pur penalizzante in termini aero, sia più indicata dal punto di vista del confort di guida, aderenza e rotolamento nelle ferie situazioni a velocità fluttuante.
Sotto: grafico riassuntivo delle differenze sostanziali tra pneumatici di uguale costruzione e disegno, ma con differenti larghezze. Se la pressione del pneumatico è la stessa, l'area della zona di contatto deve essere la stessa per sostenere lo stesso carico. Tuttavia, minore è la superficie di contatto, minore è la verticale di flessione dello pneumatico, minore attrito interno ed isteresi nei materiali.
In termini pratici, passando da 19 a 21mm di larghezza (pressione e disegno costanti naturalmente) si ha un guadagno di 1,8w in termini di rotolamento, e va sottolineato che ciò accade pur gonfiando pneumatici più larghi alla STESSA pressione degli pneumatici di uguale disegno, ma più stretti. In ogni caso, l'effetto positivo -in termini di rotolamento- viene ampiamente annullato dalla minore efficacia, in termini di aerodinamica, della gomma più larga ad alte velocità.
In sostanza, su percorsi non troppo veloci ha senso utilizzare gomme (tubolari e non copertoncini!) più larghe (da 23mm) alla stessa pressione, perché si avranno dei benefici in termini di rotolamento pur senza subire un effetto penalizzante in termini di cx. Per le cronometro invece, meglio scegliere gomme più strette, per garantirsi un buon beneficio aerodinamico sacrificando il rotolamento e l'aderenza. La resistenza aerodinamica e l'aggravio di peso dello pneumatico largo, esagerando, 32 o 35 mm, sono comunque molto più elevati di quanto si potrebbe guadagnare attraverso il miglioramento nella resistenza al rotolamento, il cui beneficio decresce invece all'aumento della larghezza del pneumatico.
Altrettanto importante risulta far corrispondere la larghezza del pneumatico alla larghezza del cerchio, per minimizzare la resistenza aerodinamica; in tal senso, alcune case, come Zipp e Mavic, si sono mosse per creare un perfetto equilibrio tra il sistema ruota+pneumatico. Si è tentato di ridurre la resistenza aerodinamica complessiva anche con gommature leggermente più larghe (21-23 mm), lavorando sul profilo della pista frenante (bombato, per regolare le turbolenze fuori dal pneumatico), ridurre la resistenza a elevati angoli di imbardata e la coppia di sterzata indotta dal vento.
Sopra: l'asse verticale rappresenta il coefficiente aerodinamico a differenti angoli di imbardata (asse orizzontale) per alcune coppie di cerchi e pneumatici.
Queste prove, in galleria del vento, permettono ai ciclisti di scegliere i pneumatici in base a misurazioni dirette della resistenza al rotolamento e aerodinamica, e non solo sulla base di affermazioni del fabbricante. Si è consapevoli di quanto tempo si posa risparmiare attraverso la selezione appropriata di gomme e cerchi, ed il suo effetto in termini di aerodinamica e resistenza al rotolamento va tenuto in considerazione anche della disciplina ciclistica praticata.
Per quanto riguarda le pressioni, gli pneumatici larghi vengono normalmente usati a bassa pressione, ma il volume di aria più elevato è vantaggioso nell' assorbimento delle irregolarità del fondo stradale, pur senza penalizzare il rotolamento o la protezione dalle forature. Di norma è sempre meglio gonfiare le gomme a pressioni medio-alte per massimizzare la resistenza al rotolamento: tuttavia, la scelta dipende da svariati fattori, tra cui le condizioni meteo (in caso di pioggia o terreno sconnesso, abbassare la pressione di 0,5 bar rispetto allo standard), il peso, l'assetto sulla bici e il tipo di percorso/pneumatico. Una prova pratica consiste nell'attenersi alla pressione consigliata dal costruttore,portarsi su un circuito standard ed elevarla ad ogni giro di 5psi, finchè non si sente che la gomma inizia a rimbalzare e slittare sul terreno (e quindi sulla tipologia di asfalto determinata). Questa è la vostra pressione massima per quella condizione, da abbassare fino al compromesso migliore in caso di gara o percorso tortuoso.
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