Bicicletta

La bicicletta è una macchina a due ruote che il ciclista tiene in equilibrio sterzando e spinge con le gambe, attraverso pedali, una catena e un pignone sulla ruota posteriore. Nata dalla macchina da corsa in legno di Karl Drais nel 1817, prese nel 1885 la forma della bicicletta di sicurezza a catena che, con le gomme ad aria, permette di percorrere una distanza con una piccola parte dell'energia necessaria a piedi.

Che cos’è

Una bicicletta porta una persona su due ruote disposte una dietro l’altra. Il ciclista siede su una sella, mantiene la macchina in piedi sterzando e spinge la ruota posteriore con le gambe, attraverso pedali, pedivelle e una catena. Non ha motore, e la manutenzione ordinaria richiede solo pochi attrezzi a mano.

La tavola mostra una bicicletta di sicurezza degli anni Novanta dell’Ottocento, l’impianto da cui discendono quasi tutte le bici di oggi: due ruote della stessa misura, un telaio di tubi d’acciaio a forma di due triangoli e gomme piene d’aria.

Come funziona

L’equilibrio viene dallo sterzo. Quando la bicicletta comincia a inclinarsi, il ciclista gira un poco la ruota anteriore dalla parte dell’inclinazione e le ruote tornano sotto il suo peso. A passo d’uomo le correzioni devono essere più ampie, ed è per questo che una bici lenta sbanda.

I pedali fanno girare due pedivelle fissate in direzioni opposte su un perno che attraversa la parte bassa del telaio. Una grande corona dentata, solidale con la pedivella destra, tira una catena a rulli, che fa girare un piccolo pignone sul mozzo posteriore. Con 44 denti davanti e 18 dietro, a ogni giro di pedali la ruota compie circa 2,4 giri, e una ruota di 70 cm di diametro percorre così circa 5,4 m. Le macchine più antiche, con i pedali sul mozzo anteriore, non avevano questa moltiplica: per andare più lontano a ogni pedalata serviva una ruota più grande.

Lo pneumatico degli anni Novanta dell’Ottocento: una camera d’aria gonfia dentro un copertone di gomma e tela.

Una catena pulita e lubrificata trasmette alla ruota quasi tutto il lavoro delle gambe, fino al 99% circa nelle prove di laboratorio. In pianura, oltre i 30 km/h circa, tre quarti o più dello sforzo servono a spostare l’aria. A parità di sforzo, un ciclista va circa tre volte più veloce di chi cammina, così una data distanza gli costa molta meno energia: secondo le stime, fra un terzo e un quinto di quella necessaria a piedi.

Uno pneumatico si schiaccia intorno a un sasso invece di sollevare tutta la macchina per superarlo. Su una strada dissestata scorre quindi più dolcemente e spreca meno fatica delle gomme piene usate prima. Raggi sottili di filo d’acciaio, tenuti in tensione, mantengono rotondo e rigido un cerchio leggero.

Come costruirla

La macchina del 1817 non aveva pedali: si avanzava spingendo il terreno con un piede e poi con l’altro, e si frenava tirando una cordicella che agiva sulla ruota posteriore.

La macchina di Drais era un lavoro da falegname e da carradore: una trave di frassino, due ruote di legno cerchiate di ferro, una forcella anteriore che ruotava su un perno di ferro, una sella imbottita, una tavoletta per gli avambracci e un freno posteriore tirato da una cordicella. Per provare oggi lo stesso modo di andare, la soluzione più sicura è trasformare una piccola bicicletta in buono stato in una bici senza pedali: telaio, ruote e freni restano quelli originali.

Scegliere la bicicletta. Deve essere abbastanza piccola perché il ciclista, con la sella al minimo, poggi entrambi i piedi ben piatti a terra con le ginocchia appena piegate, e deve avere due freni a mano, anteriore e posteriore: un freno a contropedale smette di funzionare appena si toglie la catena. Controllate che il telaio non abbia crepe, che le ruote girino dritte e che entrambi i freni funzionino.

Togliere la trasmissione. Smontate i due pedali con una chiave per pedali; quello sinistro ha la filettatura inversa e si svita in senso orario. Per togliere la catena aprite la maglia rapida o spingete fuori un perno con uno smagliacatena, oppure rivolgetevi a un meccanico di biciclette. Se avete un estrattore per pedivelle, rimuovete anche pedivelle e corona, così che nulla possa impigliarsi nelle gambe.

Regolare la sella. Abbassate la sella finché entrambi i piedi poggiano piatti, tenendo il segno di inserimento minimo del reggisella sempre nascosto dentro il telaio, e stringete bene il collarino.

Provare i freni. Tirate ciascuna leva spingendo la bici in avanti: la ruota deve fermarsi. Altrimenti regolate il freno o fatelo regolare da un meccanico di biciclette prima che qualcuno la usi.

Imparare a scivolare. Su un sentiero piano e tranquillo camminate prima a cavalcioni, poi spingetevi con un piede e con l’altro, sollevate entrambi per brevi tratti in scivolata e frenate per fermarvi.

Sicurezza. Indossate il casco e girate lontano dal traffico. Prima di ogni uscita controllate i freni, i dadi delle ruote o gli sganci rapidi e il collarino della sella. Tenete le dita lontane dai raggi in movimento e dai denti della corona se è ancora montata, e non affrontate discese finché non sapete fermarvi con sicurezza.

Storia ed evoluzione

Karl Drais, funzionario dell’amministrazione forestale del Baden, uscì da Mannheim sulla sua Laufmaschine il 12 giugno 1817. I resoconti di quell’uscita parlano di 13-15 km in circa un’ora; una prova cronometrata su 12,5 km diede una media superiore ai 12 km/h, più del doppio del passo di un camminatore. In Francia la macchina fu venduta dal 1818 come vélocipède e in Gran Bretagna fu copiata come hobby horse. Un esemplare conservato pesa 23 kg; le macchine giunte fino a noi hanno un freno posteriore azionato da una cordicella. Le strade erano cattive, e la moda passò nel giro di pochi anni.

Nel biciclo degli anni Settanta dell’Ottocento i pedali muovevano direttamente la ruota anteriore, e la velocità dipendeva dalla sua grandezza.

Negli anni Sessanta dell’Ottocento, a Parigi, si fissarono pedivelle e pedali alla ruota anteriore. Si discute ancora se l’idea sia del carradore Pierre Lallement o della bottega di Pierre Michaux. Lallement la portò negli Stati Uniti e vi ottenne un brevetto il 20 novembre 1866; le macchine di Michaux accesero in Francia, alla fine del decennio, la prima mania del velocipede. Le ruote di legno cerchiate di ferro valsero loro in inglese il soprannome di boneshakers, «scuotiossa». Negli anni Settanta i raggi di filo metallico e le gomme piene alleggerirono le ruote, e quella anteriore crebbe fin dove arrivavano le gambe del ciclista. Questi bicicli erano veloci, ma a ogni ostacolo il ciclista rischiava di volare a testa in giù oltre il manubrio.

La bicicletta di sicurezza risolse il problema mettendo il ciclista in basso, fra due ruote piccole, e muovendo quella posteriore con una catena. Nel 1885 John Kemp Starley costruì la Rover a Coventry; l’esemplare conservato a Londra pesa 16,8 kg e ha ancora gomme piene. Nel 1887 o nel 1888 (le fonti divergono) John Boyd Dunlop, veterinario a Belfast, realizzò gomme ad aria per il triciclo del figlio e le brevettò il 7 dicembre 1888. Il brevetto fu poi annullato, perché Robert William Thomson aveva brevettato la stessa idea negli anni Quaranta, ma gli pneumatici Dunlop entrarono in produzione a Belfast alla fine del 1890. In pochi anni il telaio a diamante e lo pneumatico divennero la norma, e la bicicletta di sicurezza fu usata sia dalle donne sia dagli uomini. Ruota libera, cambi e freni migliori arrivarono più tardi, senza cambiarne l’impianto.