Freni MTB: Idraulici vs. Meccanici - Pro e Contro

Quando si vuole comprare una MTB, tra le cose da valutare c’è l’impianto frenante. Attualmente il mercato si divide tra freni a disco per la MTB e freni tradizionali a pattini, detti anche rim brake perché agiscono direttamente sui cerchi.

I freni a disco si dividono a loro volta tra idraulici e meccanici, mentre i freni a pattini, sono a loro volta suddivisi tra V-Brake, i più diffusi sulle MTB, e Cantilever, ormai relegati ai modelli entry level di più basso prezzo. Ovviamente tra freni a disco per la MTB e tradizionali a pattini ci sono non poche differenze, in termini di prezzo, capacità frenante, modalità di frenare e manutenzione.

Qualsiasi tipo di ciclista sperimenta con il tempo la necessità di rendere sempre migliore l’esperienza di guida della bicicletta, che aumenta con l’aumentare dei chilometri percorsi e di pari passo alle informazioni che questa fornisce alla nostra mente. Partendo dal presupposto che ogni persona è un mondo a sé, il ciclista da sempre è alla ricerca della propria migliore posizione in sella, dell’ergonomia, della maggior comodità, della ricerca del componente che possa risolvere un problema di natura muscolo-scheletrica o che possa incentivare la performance.

In questo articolo parleremo di uno degli upgrade più sottovalutati ma che può davvero migliorare tutte queste condizioni. Nello specifico, abbiamo sostituito un vecchio impianto frenante a disco meccanico (i pistoni della pinza freno vengo azionati e spinti tramite il cavo direttamente collegato alla leva freno), con un nuovo impianto frenante totalmente idraulico.

I freni a disco sono divenuti ormai lo standard di riferimento per le mtb, perché sono vantaggiosi, soffrono meno il fango o l’acqua e permettono di esprimere un’elevata forza frenante senza sovradimensionare l’impianto. Nel mondo del ciclismo su strada, dopo qualche rara apparizione sperimentale per limare le questioni legate al peso che limitavano il loro sviluppo, hanno avuto il benestare dell’UCI, la federazione ciclistica internazionale, per il loro utilizzo in competizioni ufficiali e ormai hanno preso sempre più piede. E nel cicloturismo? Molte case ciclistiche da qualche tempo li propongono nei loro listini.

Funzionamento di un freno a disco

Un freno a disco per bicicletta stravolge completamente l’idea dei freni tradizionali, che erano installati sul telaio e permettevano di frenare creando attrito tra i pattini e la pista apposita ricavata sul profilo del cerchio. Questa tecnologia si compone di un rotore installato sul mozzo, che ruota in una fessura della pinza, fissata sul telaio. All’interno di questa pinza si trovano due pastiglie freno che, azionando la leva, si avvicinano al rotore (poi vedremo in dettaglio come), generando calore e attrito. Il calore deve essere sfogato al più presto, mentre l’attrito permette alla bicicletta di fermarsi.

Tipologia di freni a disco

I freni a disco per bicicletta sono essenzialmente di due tipi: meccanici o idraulici.

Freno a disco meccanico

Il primo tipo, detto anche a filo, combina la struttura tipica dei freni a disco con la filosofia di lavoro dei freni tradizionali. Infatti le pastiglie sono azionate tramite un filo metallico (di solito da 1,6mm in acciaio inossidabile), che fa scattare dei leveraggi che avvicinano le stesse al rotore.

Nei freni a disco meccanici la frenata avviene con un meccanismo a trazione sul cavo esattamente come per i freni a pattini.

I meccanici funzionano tramite un cavo d’acciaio che collega la leva del freno alla pinza freno. Nei freni meccanici, sia a pattini che a disco, a trasferire questa forza moltiplicata sono dei cavi d’acciaio a cui si imprime la tensione: nel tempo il cavo metallico tende a perdere elasticità, riducendo la possibilità di modulare la frenata.

Freno a disco idraulico

I freni a disco idraulici invece mutuano il sistema di lavoro da quelli delle motociclette. All’interno dei tubi è presente dell’olio idraulico (di tipo DOT oppure minerale)e quando si aziona la leva freno (che in questo caso si chiama pompante) si manda in pressione l’olio, che spinge su due pistoncini idraulici ai quali sono agganciate le pastiglie, avvicinandole al rotore e permettendo la frenata.

Nei freni a disco per la MTB idraulici invece l’azionamento dell’impianto avviene attraverso un cilindro che spinge l’olio dei freni dentro un tubicino facendo premere i pistoni su cui sono montate le pastiglie. Quindi il sistema lavora per compressione e non per trazione come spiegato in questo articolo su come usare i freni a disco su una MTB.

Tra i due tipi, il più performante è sicuramente quello idraulico, poiché è molto modulabile mentre quello a filo di solito frena a fine corsa, ovvero premendo la leva freno al massimo. Inoltre la potenza esprimibile è maggiore con l’idraulica. Di contro il sistema idraulico necessita di maggiore manutenzione, poiché dell’aria può inserirsi nell’impianto, annullandone l’efficacia. In questo caso bisogna procedere allo spurgo. Inoltre l’olio, nel caso trafilasse dai pistoncini, contaminerebbe le pastiglie, rendendole inutilizzabili e pericolose.

Solitamente gli impianti idraulici sono appannaggio delle mtb mentre per il cicloturismo sono più diffusi impianti meccanici.

Anatomia di un freno a disco per bicicletta

I freni a disco per bicicletta si compongono di una serie di elementi:

• La leva del freno o pompante: installata sul manubrio, ha il compito di azionare il filo nel caso di impianti meccanici o di mandare in pressione l’olio in quelli idraulici. In questo ultimo caso è dotata di un serbatoio per la raccolta dell’olio e di una valvola per effettuare lo spurgo (ovvero l’eliminazione dell’aria);
• Guaine: le guaine per gli impianti meccanici sono identiche a quelle per i freni tradizionali, solitamente in plastica con un rivestimento antigrippaggio interno in PTFE. Quelle per gli impianti idraulici possono essere di due tipi: o in polimero rivestito in kevlar oppure in treccia metallica. Le guaine per idraulica infatti devono resistere alle forze espansive esercitate dall’olio in pressione;
• Pinza del freno: la pinza del freno montata sul telaio necessita di supporti e adattatori specifici per poter essere installata. Nel caso degli impianti meccanici, una serie di leveraggi trasforma l’azione del filo in traslazione orizzontale delle pastiglie. Nei freni idraulici due pistoncini sono spinti dalla pressione dell’olio e ritornano in posizione quando questa cessa, cioè quando viene rilasciata la leva;
• Pastiglie: le pastiglie freno sono quel componente che va in battuta contro il rotore, provocando la frenata. Sono composte da una struttura di metallo, sulla qual è incollato il ferodo, un materiale a usura che lavora contro il rotore. In base alla composizione chimica del ferodo, le pastiglie si classificano in organiche, semimetalliche e metalliche. Le prime sono formate da una mescola di gomma e resina, sono morbide e funzionano molte bene a freddo. Le seconde hanno una durezza media, che aumenta la modulabilità e che di solito si utilizzano su impianti di media potenza. Le ultime sono realizzate in metallo sinterizzato, sono molto dure, riducono la potenza frenante aumentando proporzionalmente la modulabilità del freno. Le pastiglie organiche sono le più durevoli e le più utilizzate;
• Rotore: comunemente chiamato disco, è un elemento metallico installato sul mozzo. Il fissaggio può avvenire con delle spine (di solito 6) che ingaggiano dei filetti sul mozzo oppure con una ghiera (tecnologia direct mount, standard della casa giapponese Shimano), un sistema simile a quello che fissa la cassetta sulla ruota libera. I dischi hanno vari diametri, a partire dai 140mm (in realtà poco usati) ai più diffusi, ovvero 160mm e 180mm. Esistono dischi di dimensioni più elevate, che raggiungono i 220mm di diametro ma sono appannaggio di disciplina gravity come enduro o downhill. Aumentando il diametro del disco infatti aumenta il braccio di leva e quindi la forza che andiamo ad applicare sul mozzo. Maggiore il diametro del rotore, maggiore sarà la potenza di frenata, a scapito della modularità. I rotori hanno sostanzialmente due disegni: chiuso e aperto. Quello chiuso presenta pochi spazi vuoti ed è pensato per garantire maggiore capacità di frenata, diminuendo però la dissipazione del calore. Quello aperto invece presenta dischi molto scavati, che dissipano bene il calore prodotto ma che riducono la potenza dell’impianto.
• Mozzi e ruote: i mozzi e le ruote per freni a disco presentano tecnologie costruttive uniche, poiché il momento torcente che si applica sul mozzo è molto alto. I mozzi di solito sono sovradimensionati e presentano degli attacchi per poter installare il rotore. I cerchi non presentano piste frenanti mentre la raggiatura è studiata in modo da sopportare le grandi tensioni della frenata. I raggi di una ruota lavorano alternativamente a trazione e a compressione. Quando pedaliamo un raggio è tirato mentre quello immediatamente successivo è compresso. Quando freniamo la situazione si ribalta e i raggi compressi vengono tirati mentre quelli che lavoravano a trazione vengono compressi. Va da sé che la raggiatura deve tenere conto di queste forze meccaniche: perciò è stata studiata una tipologia di raggiatura specifica per i freni a disco.

Vantaggi e svantaggi dei freni a disco

Ora che abbiamo visto come funzionano e come si compongono i freni a disco vediamo di scoprirne vantaggi e svantaggi. Rispetto ai freni tradizionali, gli impianti a disco presentano indubbi vantaggi.

• Miglior dissipazione del calore: uno dei problemi più gravosi dei freni a pattino, soprattutto con piste frenanti in carbonio, è quello del calore generato tra pattino e pista. Questo calore viene dissipato in modo irregolare e poco funzionale, soprattutto se si tende a frenare spesso e a tenere il freno chiuso per lunghi lassi di tempo. I freni a disco invece dissipano meglio il calore;
• Sono più modulabili: con i freni a disco è possibile frenare anche solo toccando la leva, senza arrestare la ruota; in questo modo si riducono i rischi di perdita di grip (una ruota bloccata è una ruota che offre un attrito pari a zero). Quindi è più facile per il ciclista adattare la frenata al proprio stile di guida;
• Sono più potenti: un freno a disco, soprattutto se idraulico, offre una potenza di frenata indubbiamente superiore rispetto a un freno tradizionale;
• Soffrono meno fango e acqua: in caso di pioggia i pattini dei freni tradizionali tendono a perdere grip sulla pista e soffrono il fango, poiché quest’ultimo viene sollevato dalla ruota e si accumula sotto la forcella, proprio dove ci sono i pattini. I freni a disco offrono ottime garanzie di frenata anche in condizioni ambientali gravose;
• Sono più facili da regolare: regolare un freno a disco è di per sé un’operazione facile. Si toglie la ruota; si smontano le pastiglie e con un cacciagomme e del lubrificante spray si mandano a fine corsa i pistoncini; dopodiché si rimonta il tutto. Se le pastiglie sfregano sul disco, è sufficiente allentare le viti della pinza e centrarle sul disco. I freni a pattino richiedono più malizia ed esperienza)uno degli svantaggi dei freni a disco: il rotore si può piegare e va messo in dima per verificarne la planarità.

Ovviamente ci sono anche degli svantaggi.

• Necessitano di un telaio e di ruote apposite: non si può semplicemente passare dai freni tradizionali a quelli a disco acquistando un gruppo freni nuovi. Questa tecnologia necessita di un telaio con attacchi per le pinze e di ruote ad hoc. Solo così è possibile installare il rotore e per sopportare i grossi carichi applicati dalla frenata;
• Costano di più: un impianto a disco, soprattutto se idraulico, costa di più di uno tradizionale;
• Sono più pesanti: è vero che nel cicloturismo il peso è una cosa relativa, poiché bisognerà sommare quello di borse ed equipaggiamento, ma per i “grammomaniaci” posso confermare che un impianto a disco pesa di più di uno tradizionale;
• La manutenzione è più difficile e necessita di attrezzature apposite: per manutenzione intendo la sostituzione del cavo nel caso di impianti meccanici oppure lo spurgo dell’aria in quelli idraulici. Soprattutto nell’ultimo caso sono necessarie esperienza, conoscenza e un kit di spurgo adatto ai propri freni. Infatti ogni casa costruttrice utilizza uno standard differente e produce sia i freni che il proprio kit spurgo. Questa operazione andrebbe fatta fare a un meccanico, anche se quando si gira per il mondo non è sempre facile trovarne uno all’altezza;
• Le pastiglie si possono vetrificare: se abbiamo la cattiva abitudine di tirare il freno e di mantenerlo tirato per lunghi lassi di tempo, nonostante l’ottimale dissipazione del calore, le pastiglie tenderanno a vetrificare. La composizione chimica del ferodo, grazie allo sbalzo termico, si indurisce e non garantisce più la frenata. Una pastiglia vetrificata è una pastiglia inutile. I pattini dei freni, fino a quando non sono completamente consumati, offrono sempre garanzia di frenata;
• L’olio degli impianti idraulici è corrosivo: se il vostro impianto utilizza olio DOT (tipo i freni marca AVID), sappiate che questi è corrosivo per la vernice della bici ma soprattutto per voi, per cui va prestata molta attenzione quando si procede alla manutenzione e allo spurgo.

Freni a disco idraulici vs. meccanici

La differenza principale tra i freni a disco idraulici e meccanici è che i freni a disco idraulici sono più efficienti, ovvero forniscono più potenza di arresto con meno sforzo sulla leva del freno. Con un sistema di freno a disco idraulico, i freni vengono azionati tramite fluido. Molte persone concordano sul fatto che i freni a disco idraulici sono migliori. La ragione di questo è che forniscono una maggiore potenza di arresto con meno sforzo, ma consentono anche un controllo più preciso (sono più fluidi da usare) e offrono una maggiore sensazione di frenata rispetto ai freni a disco meccanici.

Il motivo per cui i freni a disco idraulici forniscono più potenza di arresto con meno sforzo è dovuto al modo in cui funzionano. In un sistema frenante idraulico, la pressione sul pistone è di gran lunga superiore alla forza che si sta esercitando sulla leva. Anche i sistemi di freni a disco meccanici aumentano la forza ma non della stessa quantità. Nei freni a disco idraulici il sistema è chiuso, ciò significa che non si avrà sporcizia all’interno del sistema frenante, il che è meglio se si guida in condizioni di bagnato o fango. Sfortunatamente, i freni a disco meccanici sono aperti agli elementi esterni e, questo, può portare il cavo a sporcarsi o ostruirsi con i detriti.

Uno dei maggiori vantaggi è che è più facile fare manutenzione. La maggior parte delle persone ha già lavorato con i freni a cavo e quindi se è necessario regolarli è più facile rispetto ai freni a disco idraulici. Le componenti sono inoltre prontamente disponibili e poco costose in quanto utilizzano un sistema meno complesso.

Se si affrontano trail complicati e tecnici, avere freni a disco idraulici ha più senso. Inoltre, se il budget permette freni a disco idraulici, è sicuramente meglio averli, assicurandosi che siano dei freni decenti in quanto, quelli più economici, possono avere più problemi di quelli meccanici. Se l’uso della MTB non è professionale ed è occasionale, allora potrebbe avere più senso comprare freni a disco meccanici.

Un altro grande motivo per scegliere dischi meccanici è, come già detto, la facilità di manutenzione e regolazione.

Considerazioni aggiuntive

Detto che in la qualità e potenza di frenata può variare anche in base al tipo di pastiglie che si usano, ciò che invece fa davvero la differenza in termini di potenza, precisione e modulabilità della frenata è ciò che sta tra le pinze dei freni e le leve sul manubrio.

Per tutti questi aspetti è indubbio che i freni a disco idraulici sono meglio, decisamente meglio, rispetto a quelli meccanici. Il motivo ha a che fare con il Principio di Pascal e con il fatto che la pressione che si esercita sul circuito frenante idraulico è superiore alla forza che si esercita sulla leva, o che per avere la stessa forza frenante con dei freni a disco meccanici bisognerà esercitare maggior forza.

Un altro aspetto da tenere in considerazione è che trattandosi di un sistema chiuso è molto più improbabile che in condizioni di sporco o bagnato il sistema idraulico perda di efficienza nella frenata.

Con i freni meccanici regolare la tensione del cavo è un’operazione tutto sommato semplice e alla portata di praticamente chiunque. Appena più difficile può essere sostituire integralmente i cavi, ma con un po’ di manualità e buona volontà sono operazioni che chiunque può fare anche con pochi e semplici attrezzi.

I freni idraulici invece necessitano di attrezzatura specifica sia per quanto riguarda lo spurgo, che si rende necessario quando delle bollicine d’aria entrano nel circuito, sia per la sostituzione dell’olio nel circuito.

Upgrade: da meccanico a idraulico

Se la vostra esigenza è quella di fare un upgrade della vostra bicicletta sostituendo il telaio vi troverete a fare i conti con il tipo di sistema frenante da utilizzare. Per passare ad un freno a disco meccanico non dovete sostituire i comandi della vostra bicicletta ma possiamo tranquillamente utilizzare quelli esistenti. Il freno a disco meccanico è infatti azionato dallo stesso cavo che aziona i freni caliper. Il sistema a disco meccanico è sicuramente più efficace del freno tradizionale soprattutto in condizioni di pioggia.

La praticità di questo modello consiste nella facilità di manutenzione e nella sua economicità di acquisto. Essendo comandato dallo stesso filo che attua il sistema a pattini non ha bisogno di spurghi e rabbocchi di olio. L’unico componente che ci servirà per l’upgrade sono le pinze freno che possiamo tranquillamente trovare in commercio sia nell’opzione totalmente meccanica che in quella ibrida, ovvero con il doppio sistema cavo e olio.

Un ulteriore consiglio che non è da sottovalutare è quello di sostituire le guaine freno con quelle del brand Jagwire con interno in teflon e rinforzate all’esterno con una treccia metallica.

Il disco a freno idraulico ha un feeling del tutto diverso. La frenata è più dolce e modulabile tanto che la sensazione che ne deriva è quella di una stabilità maggiore del mezzo.

Tabella comparativa

Sia i freni a disco che quelli a pattini sfruttano lo stesso principio, quello dell’attrito tra due corpi per generare la frenata. Ma le similitudini finiscono qui.

Nei freni a pattino il corpo che genera attrito sono appunto i pattini, composti di mescole di gomma, che vanno in battuta contro la pista frenante del cerchio della ruota, generando attrito e calore e consumandosi progressivamente. Sia nei Cantilever che nei V-Brake per generare attrito e frenare bisogna premere sulle leve dei freni che a loro volta tirano un cavo che “stringe” i pattini contro il cerchio.

Nei freni a disco il corpo frenante è la pastiglia, più o meno simile nella composizione e nell’azione a quella delle automobili, che aderisce al rotore, il disco in acciaio o in leghe d’acciaio che si trova al lato del mozzo della ruota.

Per rallentare o arrestare una bicicletta bisogna applicare una forza frenante che contrasti la velocità di avanzamento della ruota. Nei freni a disco la forza frenante è applicata sul mozzo e da qui si diffonde uniformemente lungo i raggi fino a raggiungere il cerchio in modo omogeneo. Nei freni a pattini invece l’azione frenante è applicata su una singola porzione del cerchio.

Le leve freno offrono un vantaggio meccanico, cioè moltiplicano in qualche modo la forza che si imprime con le dita e si applica sul sistema frenante.

Se tutto quanto detto sopra vale in generale e per qualsiasi tipo di bicicletta, comprese quelle da strada, in MTB bisogna considerare le condizioni specifiche in cui si usa la bici: sporco, fango, acqua, detriti e polvere sono l’ambiente naturale di utilizzo di una mountain bike, oltre a salite e discese anche ripide o tecniche.

Uno degli upgrade più gettonati è quello di passare da freno a disco meccanico a idraulico. La domanda che ci siamo fatti è se ne vale la pena in termini di comfort di guida ed efficienza di frenata.

Consigli utili

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.

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