Dibattiti a parte, e al di là delle polemiche riguardo al loro utilizzo nelle alte competizioni, i freni a disco dominano il mercato ciclistico. Se vuoi vantarti di avere una bicicletta completamente aggiornata, dovrai montare questo tipo di freni. In questa guida ti raccontiamo tutto sul loro funzionamento e sulle tecnologie attuali. Inoltre, condivideremo trucchi semplici (ma efficaci) per la loro cura e manutenzione.
Il sistema dei freni a disco: parti e funzionamento
Cominciamo rinfrescando alcuni concetti di base. Quali sono gli elementi che compongono i freni a disco?
Leva
La sua costruzione sarà diversa, a seconda che il circuito di frenata sia idraulico o meccanico. Se è idraulico, avrà attaccato al suo corpo un piccolo serbatoio o pompa con liquido dei freni all'interno (olio minerale o sintetico, a seconda della marca o modello). Tramite la leva della manetta si esercita pressione su questo liquido, spostandolo per azionare le pinze del freno. Se il circuito è meccanico, non avrà pompa né serbatoio. La stessa azione del liquido viene svolta, invece, da un cavo d'acciaio intrecciato, che guadagna o perde tensione a seconda di quanto premiamo la leva.
Pinze
Prima che il liquido diriga quella pressione sulla pinza e sul disco del freno, scorre all'interno del tubo o cavo fino ad arrivare al pistone della pinza. Questo, a sua volta, si muove per premere le pastiglie, l'altro elemento interno della pinza del freno. Attualmente, si possono distinguere due tipi di pinze:
- Da 2 pistoni. Sono le più comuni in tutte le modalità di ciclismo. I due pistoni si trovano uno per lato della pinza, dietro la rispettiva pastiglia.
-
Da 4 pistoni. Si usano soprattutto nelle discipline più estreme della MTB, come l'Enduro
o la Discesa
, anche se è sempre più comune vederle nel Cross Country
, bici rigide
, ecc. In questo caso, si raddoppia il numero di pistoni: due per ogni lato della pinza per applicare maggiore potenza di frenata con la stessa o simile modulazione.
Da ogni lato, il primo pistone posizionato secondo il senso di rotazione del disco è più piccolo del secondo. In questo modo si compensa l'effetto cuneo o la maggiore forza frenante che si verifica nella zona. Così, si evita che la pastiglia si consumi più da un lato che dall'altro e si eliminano le oscillazioni del disco.
Le pinze dei freni a 4 pistoni riescono ad aumentare la potenza di frenata fino al 20%.
Le pinze a quattro pistoni sono pinze più grandi e circa 20-40 gr più pesanti rispetto a quelle a due pistoni. Sono compatibili solo con modelli di freni specifici per 4 pistoni e sono più costose: circa 50 €, in media.
Pastiglie
Quando ci riferiamo alle pastiglie dei freni, parliamo del componente metallico incaricato di trattenere la rotazione del disco e fermare la ruota. Un elemento fondamentale che ha una durata limitata e il cui consumo deve essere controllato frequentemente. Possiamo distinguere due tipi principali, a seconda del composto utilizzato sulla superficie frenante: organiche (migliore frenata ma durata breve) e metalliche (frenata leggermente meno efficace, ma più duratura).
Dischi
A seconda delle loro dimensioni (diametro) e costruzione (monopezzo o bipartito), esalteranno alcune proprietà piuttosto che altre.
1.- Il diametro dei dischi Determina la capacità frenante. Un disco di diametro maggiore ridurrà, generalmente, il tempo che intercorre tra l’azionamento della leva e l’arresto della ruota. D’altra parte, un aumento del diametro del disco è consigliabile per gestire la maggiore potenza di un freno specifico. Ad esempio, uno a quattro pistoncini richiederà dischi di grande diametro per gestire meglio questa potenza. Di seguito, rivediamo i diversi diametri disponibili sul mercato.
- 140 mm: lo standard attualmente più piccolo. Prevalente su biciclette da strada o ciclocross.
- 160 mm: misura intermedia, la più utilizzata e versatile: MTB cross country, strada o gravel.
- 180 mm: più tipica dell’MTB (come disco freno anteriore) e in discipline con grandi esigenze di frenata: XC/trail o enduro.
- 203 mm: presente soprattutto nelle discipline radicali dell’MTB: trail, enduro e downhill.
- 220 mm: disco specifico per biciclette da enduro e downhill, soprattutto sulla ruota anteriore.
Un disco di diametro maggiore tende a ridurre il tempo che passa da quando azioni la leva del freno a quando la ruota si ferma.
2.- Il design e la costruzione dei dischi A seconda del loro design e struttura, il disco può essere più o meno pesante e sopportare meglio il riscaldamento e la fatica della frenata. In questo senso, possiamo distinguere due categorie: i dischi rigidi e i dischi flottanti o a due pezzi.
I dischi rigidi sono costituiti da un pezzo unico in acciaio inox. Sono i più comuni, che puoi trovare su biciclette entry level e di fascia media. Anche nell’alta gamma con design speciali per dissipare il calore.
I dischi flottanti o a due pezzi hanno una parte esterna o superficie frenante in acciaio, insieme a un nucleo in materiale più leggero e resistente al calore (alluminio o carbonio). Sono più costosi dei rigidi e vengono montati su bici di fascia media e alta, sia da strada che MTB.
D’altra parte, bisogna considerare il tipo di attacco al mozzo della ruota, poiché non esiste uno standard universale ed è importante per determinarne la compatibilità con la bici. Si possono distinguere due standard di attacco: a 6 viti (SRAM, principalmente) e Center Lock (a filettatura, brevettato da Shimano). La maggior parte dei marchi offre modelli con versioni per uno o l’altro sistema.
Tipi di freno a disco
Per classificare i freni a disco, possiamo considerare due criteri: secondo il loro azionamento e secondo la disciplina ciclistica.
Secondo il loro azionamento
Abbiamo già menzionato che esistono due sistemi universali di freni a disco in base alla loro tecnologia di azionamento: idraulici e meccanici.
1.- Freni a disco idraulici Si tratta del sistema più diffuso. Il circuito frenante è riempito con liquido dei freni (un olio minerale o sintetico) che viene pompato dalla leva alla pinza. Tra i suoi punti di forza c’è una frenata più progressiva e modulata, da meno a più, che evita il bloccaggio delle ruote favorendo un miglior controllo.
2.- Freni a disco meccanici I freni a disco meccanici utilizzano un cavo di frenata tradizionale. La frenata è un po’ più brusca, meno progressiva. Inoltre, tendono a disallinearsi di più e a perdere sensibilità. Tuttavia, le riparazioni e le regolazioni sono più semplici rispetto a un freno idraulico. Non necessitano dei fastidiosi spurghi del sistema e della sostituzione del liquido.
➡️ Freni a disco idraulici o meccanici: in cosa si differenziano?
Secondo la disciplina
Un altro criterio per classificare i freni a disco è considerare la disciplina ciclistica che pratichiamo.
1.- Mountain Bike I freni a disco sono arrivati nel ciclismo da montagna
più di 20 anni fa, come risposta a percorsi sempre più tecnici e alla necessità di una frenata più efficace e controllata. Lo standard del disco va da 160 a 220 mm, e la leva è dritta e regolabile in portata (senza bisogno di attrezzi nei modelli superiori). Inoltre, è anche possibile aumentare la potenza con modelli a quattro pistoni.
2.- Strada I freni a disco da strada
, di più recente introduzione, hanno le loro particolarità, nelle leve, nella dimensione della pinza e nel diametro del disco. Sono più piccoli rispetto a quelli da MTB (140 e 160 mm) e quelli di tipo flottante stanno diventando più popolari rispetto ai rigidi, con una parte centrale più estesa e opaca, oltre a alette per dissipare meglio il calore (tecnologia Ice di Shimano).
3.- Gravel I freni a disco per Gravel
hanno somiglianze in dimensioni e tecnologie con quelli da strada, utilizzando lo stesso tipo di leva per il manubrio ricurvo. Tuttavia, il diametro del disco è solitamente maggiore, optando per 160 o 180 mm. Inoltre, le leve dei freni hanno un design ed ergonomia differenti che offrono una migliore presa delle dita, sacrificando un po’ il peso.
Tecnologie: nuove tendenze
Vuoi conoscere alcune delle nuove tecnologie che si stanno imponendo nei freni a disco attuali per il ciclismo?
Leve: regolabili in portata e punto di contatto
È un sistema presente nei freni a disco da mountain bike, come i SRAM G2. Oltre alla regolazione più comune della posizione della leva rispetto al manubrio (tramite una piccola rotella), esiste un'altra rotella o ghiera integrata nel corpo della leva che regola il punto di contatto con la pastiglia. Influisce sulla corsa della leva, offrendo un feeling più rigido o morbido senza spostare la posizione della pastiglia.
Pinze: a quattro pistoni e rigide
I freni con pinza a quattro pistoni hanno superato il confine della competizione e delle discipline MTB più estreme. Le grandi marche offrono già modelli per tutti i tipi di bici da mountain bike e in tutte le fasce di prezzo. L’arrivo delle e-bike
, che richiedono freni più resistenti e potenti, ha contribuito anch’esso a questa espansione. Le pinze presentano design che offrono maggiore integrazione e rigidità, favorendo una frenata uniforme senza vibrazioni e prevenendo il movimento o la disallineatura della pinza.
Attacco: Flat Mount
Le pinze freno anteriori e posteriori di molte biciclette di fascia media e alta, sia da strada che MTB, sono già fissate con il sistema Flat Mount. Permette di fare a meno dell’adattatore della pinza per avvitarla al telaio con l’attacco Post Mount, risparmiando qualche grammo, ottenendo una migliore integrazione con la bici e maggiore rigidità nell’area di frenata.
Raffreddamento di pinze e dischi
Surriscaldare i freni a disco, soprattutto per un uso continuo (in discesa, ad esempio), genera affaticamento del sistema, perdita di feeling e potenza. I produttori lavorano costantemente su tecnologie che permettano di dissipare meglio il calore di dischi e pinze, le zone dove la temperatura aumenta di più.
Nelle pinze, i pistoni in alluminio si stanno affermando come soluzione al surriscaldamento.
Shimano ha perfezionato la sua tecnologia Ice, ora chiamata Ice Freeza per i suoi freni più avanzati (Dura-Ace, Ultegra, XT per MTB, ecc). Si concentra soprattutto sui dischi, aggiungendo delle alette in acciaio o alluminio (a seconda del modello) nella parte centrale per dissipare il calore. Inoltre, aggiunge uno strato sottile di alluminio sul corpo e sulla pista frenante, un materiale che trattiene meno calore rispetto all’acciaio e anche una speciale vernice come rivestimento, capace di ridurre la temperatura di 10°C. Da parte sua, SRAM ha lanciato nel 2021 i suoi dischi HS2 per Mountain Bike. Sono di tipo flottante e hanno la particolarità di avere delle nervature con rivestimento speciale di vernice nera che riescono ad abbassare la temperatura fino a 40°C nelle condizioni di frenata più estreme.
Inoltre, l’aumento dello spessore del disco, da 1,85 a 2 mm, in questo caso, si traduce sempre in una riduzione del surriscaldamento grazie all’uso di più materiale.
Manutenzione: cure di base per evitare guasti
L’operazione di spurgo del liquido è una delle operazioni più importanti per una buona manutenzione dei freni a disco; senza dimenticare la sostituzione delle pastiglie, ovviamente.
Spurgo
Bisogna farlo una volta all'anno, sia che tu usi molto la bici sia che tu non la usi spesso. Il liquido dei freni perde le sue proprietà sia con l'uso che senza, quindi sarà necessario estrarre il liquido vecchio pompando quello nuovo dalla leva verso il foro di uscita della pinza. In teoria, è un'operazione semplice che potresti fare a casa, ma dovrai avere due piccoli tubi, un imbuto e liquido per freni per effettuare lo spurgo.
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Sostituzione delle pastiglie
Il composto delle pastiglie si consuma per l'attrito con il disco. Bisogna controllare spesso il loro stato, ogni due o tre mesi. Se lo spessore è inferiore a 1 mm, bisognerà pensare di cambiarle; se scende a 0,5 mm, dovrai sostituirle immediatamente, poiché il supporto metallico della pastiglia (più duro) inizierebbe a sfregare contro il disco, danneggiando la pista frenante. Puoi smontare la pinza ed estrarre, tramite il suo ponte metallico, la coppia di pastiglie per controllare l'usura del composto. Questa operazione puoi effettuarla insieme allo spurgo annuale, per avere una migliore organizzazione della manutenzione dei tuoi freni. Il costo delle pastiglie non è molto elevato, variando da 10 a 20 euro. Potrai cambiarle a casa senza troppe complicazioni, risparmiando una buona somma sulla manodopera dell'officina.
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Allineamento delle pinze
Frenate forti, urti o cadute, o semplicemente l'uso, possono provocare uno scompenso nel fissaggio della pinza al telaio o alla forcella (nel caso del freno anteriore). Questo provoca un disallineamento delle pastiglie rispetto al disco, generando attrito anche senza azionare il freno. Per evitare il fastidioso rumore che ciò genera e ridurre l'usura del composto dovuta a questi attriti, allenta le viti di fissaggio della pinza. Muovila e centrarla leggermente, stringendo contemporaneamente la leva per riallinearle con il disco, e stringi nuovamente le viti, alternando il serraggio per renderlo uniforme su entrambi i lati.
Pulizia: pinze, pastiglie e dischi
Freni con dischi, pinze e leve puliti prima di ogni uscita funzioneranno in modo più efficace e aggiungeranno anni di vita utile. Una pulizia superficiale con acqua e sapone, evitando che entri all'interno della pinza, è obbligatoria dopo ogni uscita.
Per la pulizia dell'interno della pinza, che è consigliabile effettuare mensilmente, dovrai prima rimuovere le pastiglie. Poi, pulisci l'interno con acqua e sapone neutro, o un detergente specifico per freni a disco. Infine, lubrifica la superficie dei pistoni con lo stesso liquido dei freni del circuito.
I freni a disco dovranno essere controllati a fondo una volta all'anno, con sostituzione del liquido e delle pastiglie.
Per quanto riguarda le pastiglie, controlla che il composto non presenti residui di sporco, olio, ecc. In caso contrario, saranno contaminate e sarà necessario trattarle con acqua e alcol, quindi carteggiarle delicatamente per eliminare questi residui. Se non lo fai, l'efficacia della frenata sarà compromessa, così come la sensibilità durante la frenata. Pulire la pista frenante del disco è anche essenziale. Fallo dopo ogni uscita con un panno morbido (microfibra), un po' d'acqua e sapone neutro. Esistono inoltre in commercio detergenti per dischi, che hanno anche proprietà repellenti per polvere o fango.
Non dimenticare il rodaggio preliminare
Infine, alcuni consigli per ciclisti poco abituati ai freni a disco. Innanzitutto, la sensibilità, la potenza e la modulazione della frenata sono diverse rispetto ai freni tradizionali a pattino. Pertanto, è necessaria una fase di adattamento e rodaggio preliminare. In questo senso, quando si acquista una bici nuova con freni a disco, o dopo ogni cambio di pastiglie, bisogna effettuare un processo di rodaggio o acclimatazione al sistema. Poiché la superficie del composto delle nuove pastiglie è così compatta e liscia, queste scivoleranno sul disco e non lo fermeranno, aumentando il rischio di incidenti.
Dopo ogni cambio di pastiglie, è consigliabile effettuare un processo di adattamento sulla bicicletta.
Quindi, bisogna pedalare e azionare il freno da un'intensità minima a una massima, ripetutamente, su un tratto pianeggiante o una strada poco trafficata, in modo controllato. Si consiglia di farlo fino a quando si sente che la sensibilità si indurisce e la bicicletta si ferma sempre più rapidamente. Si può anche effettuare questo rodaggio da fermi, montando la bici su un cavalletto con la ruota sospesa e frenando ripetutamente fino a indurire il sistema. Con questo rodaggio si ottiene anche che le pastiglie si allineino con il disco e l'usura sia uniforme su tutta la superficie.
