Freni Idraulici per Bici Elettrica Shimano: Caratteristiche e Manutenzione

I freni a disco sono diventati lo standard di riferimento per tutti i tipi di biciclette, indipendentemente dalla disciplina praticata: Mountain Bike, strada, Ciclocross o Gravel. Esistono numerose differenze tra i freni a disco idraulici e quelli meccanici.

Entrambi i sistemi hanno gli stessi pezzi essenziali: manico, tubo o coperchio del cavo, morsetto, pastiglie e disco. Ma differiscono nella tecnologia utilizzata per funzionare.

Differenze Fondamentali tra Freni Idraulici e Meccanici

Nel freno meccanico, la forza impressa sulla maniglia viene trasferita a una delle pastiglie (non entrambe) attraverso un cavo del freno in tensione. Invece, nel freno idraulico, la forza che il ciclista imprime nella maniglia viene trasferita ai pistoni del morsetto - e da lì alle due pastiglie - per mezzo di un olio liquido (minerale o sintetico, a seconda del marchio dei freni).

L'uso di un cavo o di un liquido per il trasferimento di energia da parte del circuito di frenatura fa cambiare sostanzialmente il tipo di frenata. Le ruote non bloccheranno improvvisamente, riducendo il rischio di incidente o caduta e favoriscono un migliore controllo e la movimentazione delle biciclette.

Invece, un freno a disco meccanico fornisce un tipo più brusco di frenata, meno lineare. La potenza di frenata può essere maggiore nel primo momento di frenata, ma il ciclista ha meno margine per modulare l'energia di frenata in base alle loro esigenze.

Efficacia in Condizioni di Pioggia

Un'altra delle grandi differenze tra freni idraulici e meccanici è il loro livello di efficacia con la pioggia. Con il terreno umido o scivoloso è meglio avere freni a disco idraulici e non solo perché hanno una maggiore progressività di frenata. Il circuito di un freno a disco idraulico è completamente chiuso ed è più stagno all'ingresso dell'acqua. Nei freni a disco meccanico, il cavo è esposto in relazione al morsetto.

Auto-Regolazione e Durata

I freni a disco idraulici sono auto-aggiustanti in potenziale, modulazione, ecc., grazie alle proprietà del fluido del freno, responsabili del suo funzionamento. Ricorda che l'impostazione del freno a disco meccanico è eseguita nelle due pastiglie, ma separatamente.

I freni idraulici sono molto più facili da mantenere e sono più durevoli della meccanica. Sarà sufficiente fare una revisione annuale del sistema e spurgare il circuito, cambiando il fluido del freno per uno nuovo. È un'operazione un po' più approfondita, ma rara, che aumenterà la durata del freno.

I freni a disco meccanico, al contrario, sono più facilmente in disaccordo e richiedono una manutenzione più costante, sebbene semplice, molto simile alle scarpe classiche.

Prezzo

Infine, uno degli aspetti in cui entrambi i sistemi di frenatura differiscono maggiormente è nel prezzo. Un kit di freni a disco idraulico Shimano (gruppo Deore) ha un certo costo, mentre ci sono alternative meccaniche a metà prezzo.

Pertanto, i freni a disco idraulici, sebbene attualmente diffusi in tutti i gruppi, sono più tipici delle gamme medie e alte, mentre i meccanici, che sono stati i primi tipi di freno a disco per le biciclette che sono apparse sul mercato, sono limitati a range bassi.

Componenti del Sistema Frenante

Iniziamo con una descrizione di ciascun componente che costituisce il sistema frenante:

Le leve: Sono le appendici attaccate alle maniglie e utilizzate come sistema di attivazione principale per i freni.
Il cavo: Collega la leva alla pinza, dal manubrio alle ruote. I freni a disco meccanici hanno cavi riempiti d’aria, mentre i freni a disco idraulici hanno cavi pieni di liquido.
La pinza: È l’unità centrale di alloggiamento per altri due componenti critici della frenata: la pastiglia del freno e i pistoni.
Il rotore del freno: È un grande disco di metallo che si trova nel mozzo della ruota. Più grande è il rotore del freno, più velocemente rallenti a causa del maggiore attrito generato.
I pistoni: Quando si tira la leva del freno, il cavo collegato applica pressione ai pistoni della pinza del freno. I pistoni spingono la pastiglia del freno attaccata alla pinza verso il basso nel rotore del freno, usando la forza di attrito sul mozzo della ruota che gira a cui è collegato il rotore del freno.

Olio Minerale vs. Fluido DOT

Esistono due tipi principali di fluidi utilizzati nei freni idraulici: olio minerale e fluido DOT. Shimano utilizza olio minerale.

Olio Minerale

Questo tipo di olio per freni è la scelta delle case costruttrici Shimano, Magura e Tektro. Si tratta di un olio minerale (quindi non sintetico) ottenuto tramite raffinazioni particolari. Ogni casa ha il proprio olio brandizzato, con caratteristiche lievemente diverse che complicano la compatibilità tra i sistemi.

Vantaggi dell’olio minerale

È idrofobico: Ovvero non assorbe l’umidità. Questo lo rende più stabile rispetto al DOT e il punto di ebollizione non cambia mai (per questo non esiste la differenza tra “dry” e “wet” tipica dei fluidi DOT). Il sistema frenante quindi non s’inquina e la performance rimane stabile nel tempo.
Non è corrosivo: L’olio minerale non è a base acida, per cui non è pericoloso per pelle e mucose e non corrode i metalli o la vernice del telaio.
Alto punto di ebollizione: La tecnologia produttiva delle case ha raggiunto livelli molto alti, che ha pareggiato i punti di ebollizione tipici del DOT.
È stabile nel tempo: Anche se il contenitore viene aperto l’olio minerale non assorbe umidità e non degrada, per cui si può stoccare per più tempo. Consente anche di riprendere in mano la mtb dopo parecchio tempo e di ritrovare la potenza frenante di prima senza manutenzione. Infatti l’olio minerale viene usato per speciali mezzi motorizzati come i veicoli militari o le auto d’epoca, che rimangono ferme per mesi o anni e poi messe su strada per rare uscite.
Non è normato: Ogni casa produttrice ha i propri standard di raffinazione e il proprio marchio, poiché non c’è una normativa che ne regola la produzione. Questo aspetto rende più difficile la compatibilità tra fluidi di case diverse. Ad esempio l’olio minerale per freni Shimano si chiama appunto “Shimano brake fluid”, poiché prodotto esclusivamente dalla casa giapponese, che ne controlla ogni passaggio e ne garantisce la qualità.

Fluido DOT

Si tratta di un olio sintetico a base di glicole (tranne il DOT5, che è a base di silicone), lubrificanti, additivi e inibitori. La produzione e le caratteristiche del DOT sono normate dal dipartimento dei trasporti statunitense (Department of transportation, da qui il nome DOT) ed è una tecnologia di derivazione automotive, poiché è si tratta dell’olio per freni più utilizzato nel mondo delle auto e moto.

Caratteristiche del Fluido DOT

Punto di ebollizione elevato: Il fluido per freni DOT ha un elevato punto di ebollizione, che va dai 205°C del DOT3 ai 270°C del DOT5.1 e questo lo rende estremamente adatto agli usi gravosi, dove l’attrito sprigiona notevoli quantità di calore. Bisogna poi fare un distinguo, poiché l’olio DOT è igroscopico (ovvero assorbe l’umidità, aspetto che analizzeremo tra poco) e questa sua caratteristica fa abbassare il punto di ebollizione. Infatti la normativa sottolinea questo aspetto divendo i punti di ebollizione in “dry” (ovvero con olio “asciutto”, che non ha assorbito umidità) e “wet” (cioè con olio “bagnato”, che ha assorbito umidità). Per fare un esempio, il punto di ebollizione del DOT5.1 passa dai 270°C “dry” ai 190°C “wet”.
È normato: Essendo regolato da una normativa imposta da un organo di controllo, i fluidi DOT di marche diverse presentano gli stessi procedimenti di raffinazione e le medesime caratteristiche.
È corrosivo: I fluidi DOT sono acidi, ovvero corrodono i metalli e le vernici. Per questo i sistemi freni che usano il DOT sono dotati di guarnizioni in gomma specifica, poiché la gomma naturale non resiste all’acidità.
È igroscopico: Il fluido DOT tende ad assorbire l’umidità presente nell’aria, che penetra all’interno del sistema attraverso le tenute e le guarnizioni. L’assorbimento dell’umidità abbatte le performance del fluido, che andrebbe cambiato a intervalli regolari, soprattutto se si gira in ambienti molto umidi, con fango e pioggia.
Tende a degradare: Poiché igroscopico, il DOT tende a degrarare nel tempo. E’ un problema per lo stoccaggio dei contenitori aperti, poiché una boccetta di DOT non più sigillata non si conserva per lungo tempo. La stessa problematica si ritrova su mtb che rimangono in cantina per parecchio tempo senza essere usate.

Incompatibilità tra DOT e Olio Minerale

DOT e olio minerale non sono assolutamente compatibili, non si può passare da una tecnologia all’altra semplicemente eliminando il vecchio fluido e inserendo il nuovo. È il miglior modo per rovinare i freni e dover buttare via tutto. Non usate mai olio minerale su freni che usano il DOT o viceversa.

Manutenzione dei Freni a Disco

La corretta manutenzione dei freni a disco richiede cure specifiche.

Sostituzione delle Pastiglie

Innanzitutto, per effettuare la sostituzione delle pastiglie, dobbiamo tenere conto che la mescola delle pastiglie scompare a causa dell'attrito con il disco, ciò implica che dobbiamo controllarne lo stato ogni due o tre mesi. Quando lo spessore della pastiglia è inferiore a 1 mm, dobbiamo considerare di cambiarla, e se scende a 0,5 mm, dobbiamo sostituirla immediatamente, poiché il supporto metallico della pastiglia comincerebbe a sfregare contro il disco, danneggiandone la frenata.

Spurgo dei Freni

Il sanguinamento (spurgo) dovrebbe essere effettuato una volta all'anno, indipendentemente da quanto si utilizza la bicicletta. Questo perché il liquido dei freni perde le sue proprietà con o senza utilizzo, quindi dobbiamo estrarre il vecchio liquido pompandolo con nuovo liquido dalla leva al foro di uscita della pinza.

Centratura delle Pinze

D'altra parte, dobbiamo tenere conto della centratura del morsetto, poiché frenate violente, urti, cadute o l'uso della bicicletta possono causare un disadattamento nel fissaggio della pinza al telaio o alla forcella. Ciò produce un disallineamento delle pastiglie rispetto al disco, che genera attrito, anche se non applichiamo il freno.

Per centrare le pinze, evitando fastidiosi rumori e riducendo l'usura, sarà necessario allentare le viti di fissaggio delle pinze.

Pulizia

È essenziale che prima di iniziare ogni percorso ti assicuri che i freni a disco, le pinze e le leve siano puliti, questo ti aiuterà a guidare in modo più efficiente, sicuro e aggiungerà anni di vita utile al tuo bicicletta. Devi solo abituarti a pulirlo con acqua e sapone dopo ogni uscita, questo eviterà che entri nella pinza.

Freni Meccanici: Manutenzione

I meccanici funzionano tramite un cavo d’acciaio che collega la leva del freno alla pinza freno.

Le pastiglie si consumano con l’uso e devono essere sostituite quando sono usurate. Controllate regolarmente lo spessore delle pastiglie e sostituiscile se sono diventate sottili o mostrano segni di danni.
Potete pulire i dischi con un panno pulito e alcol isopropilico per rimuovere sporco e residui.

Tabella Comparativa: Olio Minerale vs. Fluido DOT

Caratteristica	Olio Minerale	Fluido DOT
Base	Minerale	Sintetica (glicole)
Igroscopicità	No (idrofobico)	Sì
Corrosività	No	Sì
Standardizzazione	No	Sì (DOT 3, DOT 4, DOT 5.1)
Stabilità nel tempo	Alta	Bassa (degrada con l'umidità)

In sostanza, le differenze ci sono: meno manutenzione, più economici e semplici da preparare i freni meccanici, più costosi ma anche più precisi e potenti quelli idraulici.

Quindi, prenditi sempre qualche minuto per controllare, regolare e pulire periodicamente i freni. Quando si acquista una seconda bici a mano o nuova con i freni a disco a volte non prestiamo attenzione al sistema di guida. Sono freni meccanici o sono freni idraulici? Tuttavia, questo aspetto è di grande importanza nel comportamento frenante.

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