7. Costruire una ruota: scegliere i raggi

Ora che abbiamo in mano la lunghezza esatta dei nostri raggi, non ci resta che valutare quale tipologia costruttiva faccia al caso nostro. In questo articolo appunto definiremo quali sono le forme e le tipologie di raggi più comuni e in cosa si differenziano.

Anatomia di un raggio

Dovete immaginare un raggio come un vero tirante, composto da una parte iniziale curva, chiamata testa, che si va a innestare nel foro del mozzo, che presenta un’apposita svasatura. Il corpo del raggio è l’intera parte centrale, che può avere forme costruttive e dimensioni diverse. Infine c’è l’estremità filettata, che consente l’accoppiamento con il nipplo e rende possibile la centratura e il tensionamento della ruota.
Vi sono numerose tipologie di raggi in commercio, che sono pensate per essere usati dalle ruote di primo prezzo fino a quelle dei professionisti del Tour de France. Le caratteristiche che identificano un raggio sono:
• Materiale: in base al materiale utilizzato per la realizzazione dei raggi, varierà anche la loro risposta durante l’utilizzo;
• Forma costruttiva: la caratteristica principe tra tutte quelle menzionate, poiché è quella che maggiormente influisce sulla resistenza e la performance del raggio;
• Rivestimento: i raggi possono essere ricoperti da sottili strati protettivi, che ne modificano la colorazione e li proteggono dalla corrosione atmosferica;
• Peso: al variare del peso di un singolo raggio varierà anche il peso generale della ruota;
• Resistenza alla flessione: ovvero a che momento flettente può resistere un raggio nella parte centrale, che risulta più sollecitata (in base, ovviamente, alla lunghezza stessa del raggio);

Analizziamo nel dettaglio le caratteristiche, in modo da avere un quadro completo che possa supportarci nell’acquisto dei raggi per la nostra ruota.

Materiale

Zincati

Sono raggi di primo prezzo, realizzati in acciaio al carbonio rivestito da un sottile strato protettivo mediante zincatura. Solitamente si trovano solo del tipo dritto, senza variazione di diametro. Sono un’ottima scelta per ruote a basso costo;

Acciaio inossidabile

I raggi in acciaio inossidabile offrono un elevato compromesso tra resistenza alla flessione, resistenza alla fatica, flessibilità, costo e inoltre non arrugginiscono, poiché l’acciaio inox è già rivestito da un sottile strato di ossido invisibile che lo rende immune agli attacchi dell’atmosfera. Solitamente l’acciaio più utilizzato è il 18/18 o, come viene definito dalla normativa statunistense, AISI 302;

Titanio

I raggi in questo materiale, molto resistenti alla fatica e immuni alla corrosione atmosferica, hanno un costo elevato, giustificato solo in caso di ruote di alto livello.

Forma costruttiva: raggi dritti

Sono raggi che mantengono inalterato il diametro per tutta la loro lunghezza. Solitamente i più usati sono quelli da 2mm, che vengono utilizzati per ruote di primo prezzo o dove il peso non è una prerogativa.

Raggi sfinati

I raggi cosiddetti sfinati (o “butted” oppure “double-butted” all’inglese), sono raggi che hanno un diametro diverso alle estremità rispetto alla parte centrale. Si possono avere raggi sfinati semplici (con solo una variazione di diametro) e sfinati doppi (con due variazioni di diametro, ovvero i diametri della testa, della parte centrale e dell’estremità filettata sono diversi tra loro). Lo standard più comune per i raggi sfinati è 2mmx1,8mmx2mm. Erroneamente si può pensare che i raggi dritti siano più resistenti di quelli sfinati ma in realtà non è così, poiché la parte centrale più sottile rende i raggi sfinati più elastici e quindi più resistenti alla flessione e i punti di variazione del diametro consentono di scaricare la tensione del peso del ciclista.

Raggi piatti

I raggi piatti, o aerodinamici, sono raggi con una particolare forma costruttiva, sono infatti tondi all’estremità mentre la parte centrale è piatta come una lamina (in realtà la sezione è più ellittica, ovvero simile a un ovale schiacciato). Questo li rende molto resistenti e capaci di offrire meno resistenza all’aria, che solitamente investe il cerchio in tre direzioni (una frontale e due laterali). Sono raggi pensati per ruote di livello, che necessitano di alta resistenza e di capacità di fendere l’aria.

Rivestimento

I raggi possono essere zincati (ovvero rivestiti da una patina di zinco, che li rende “grigi”), anodizzati oppure bruniti, ovvero ricoperti da uno strato di color nero. Tutti i rivestimenti hanno lo scopo di aumentare la resistenza alla corrosione dei raggi.

Peso

Il peso è importante, poiché influisce sull’aggravio che la ruota andrà ad apportare alla bicicletta. In realtà quella del “meno raggi, meno peso” è quasi una leggenda metropolitana, poiché l’aumento in termini di peso dato dai raggi è molto lieve se paragonato a quello dei cerchi o di due coperture con differenti TPI e carcasse. Per onor di cronaca, il peso di un raggio dritto zincato è di 6,7gr, quello di un raggio sfinato da 1,8×1,4×1,8 della medesima lunghezza è di 3,8gr. Praticamente quasi la metà.

Resistenza alla flessione

Com’è già stato detto, i raggi hanno la funzione di “tiranti” e “puntoni” che sostengono la ruota. Quando mettiamo in rotazione la ruota stessa, la forza che imprimiamo passa dal mozzo al cerchio attraverso i raggi. Questa forza si distribuisce uniformemente su tutti i raggi e ha la caratteristica di spingerli al centro, ovvero di farli flettere. Maggiore quindi è la resistenza alla flessione di un raggio, minore la sua deformazione per via della forza applicata, quindi minore sarà anche la dispersione di energia. Un raggio che ha maggiore resistenza alla flessione trasmetterà meglio la forza, risulterà più rigido e tenderà a resistere meglio all’affaticamento, con una durata superiore. I raggi hanno una diversa resistenza, in base all’utilizzo che si andrà a fare. Ad esempio i raggi dritti zincati resistono a momenti flettenti di 1300 N/mm2 , mentre quelli sfinati da competizione arrivano a 2900 N/mm2. Da questi numeri si può quindi capire la differenza di destinazione d’uso.

Concludendo

Sulla base di tipologia di ruota, destinazione d’uso, necessità di durata o di performance e di prezzo della ruota assemblata, si potrà quindi scegliere una determinata tipologia di raggi. Una volta definita la lunghezza e la tipologia, non rimane altro che acquistarli e procedere, finalmente, alla costruzione della nostra ruota!