Perché la Supercaliber Gen 2 è la nostra bici con l’anima più race di sempre
Esaltati insieme agli ingegneri del Trek Performance Research e osserva come esaminano i miglioramenti delle performance della Supercaliber: la serie inedita di test innovativi nel settore che hanno condotto conferma quanto questa bici si sia migliorata. Grazie a esaurienti test in laboratorio e sul campo, gli ingegneri espongono le basi scientifiche a supporto delle dichiarazioni di performance e dimostrano che la Supercaliber di seconda generazione non è solo più comoda e più efficiente della prima generazione, ma anche più efficiente di una hardtail.
Nella Supercaliber di seconda generazione, gli ingegneri MTB Trek hanno apportato un’evoluzione al design esclusivo di IsoStrut con l’obiettivo di migliorare significativa l’efficienza, il controllo e il comfort della bici.
Basta un colpo d’occhio per capire che l’escursione maggiorata del 33% su Supercaliber aumenta il movimento complessivo dell’asse. Questo comprende anche la compressione e l’estensione dalla posizione del sag, perché offre più spazio per comprimersi verso l’alto sugli impatti e per estendersi verso il basso sui solchi o nelle buche. Non solo, Supercaliber Gen 2 ha un rapporto di leva più alto del 18%: l’ammortizzatore quindi è più reattivo perché supera molto più facilmente la frizione delle guarnizioni. Infine, gli ingegneri Trek hanno collaborato a stretto contatto con gli ingegneri RockShox per regolare lo smorzamento in compressione: l’obiettivo era quello di offrire l’equilibrio tra efficienza di pedalata e risposta al terreno, mentre l’escursione maggiorata offre una regolazione del ritorno più rapido per mantenere la ruota incollata al terreno.
Cosa vuol dire tutto questo? Significa che farai meno fatica per andare veloce (maggiore efficienza), sfrutterai una trazione migliore (maggiore controllo) e una guida più uniforme (maggior comfort). Per illustrare i vantaggi di queste caratteristiche, gli ingegneri Trek Performance Research hanno condotto una serie di test mai vista prima, sia in laboratorio che sul trail.
Chiunque faccia cross country sa che su rocce e radici l’efficienza della pedalata è fondamentale. La sospensione gioca un ruolo decisivo per mantenere lo slancio, tenere lo pneumatico ben piantato a terra e ridurre i movimenti del telaio, che tolgono fluidità di guida e comfort. In poche parole, un’ottima sospensione migliorerà allo stesso tempo efficienza, controllo e comfort.
Il trail si sposta in laboratorio
L’efficienza di pedalata di Supercaliber sui terreni accidentati è stata messa alla prova sul tapis roulant del Trek Performance Research Lab, dove possiamo evitare la scelta della linea e la variabilità della guida e controllare con precisione la temperatura, la velocità e il profilo del terreno. Per ricreare il profilo del terreno, abbiamo percorso i trail Trek con un sensore montato sull’ammortizzatore che ci ha permesso di misurare l’attività delle sospensione su una sezione di un trail con molte radici. Abbiamo utilizzato questi dati per regolare il profilo del tapis roulant affinché corrispondesse al funzionamento della sospensione sul trail.
Efficienza
Misurata con una maschera facciale per test metabolici
Dopo aver fatto corrispondere la superficie del tapis roulant al trail, abbiamo utilizzato una maschera facciale per test metabolici VO2 Master per misurare l’efficienza complessiva del sistema rider+bici per la Supercaliber Gen 2, la Supercaliber Gen 1 e una hardtail. Questa maschera misura il consumo di ossigeno del ciclista, una metrica che indica l’energia totale utilizzata.
Perché non affidarsi esclusivamente a un misuratore di potenza per mettere a confronto l’efficienza? I misuratori di potenza misurano solo l’energia utilizzata per far muovere la bici, senza considerare lo sforzo del ciclista per assorbire impatti ripetuti e controllare la bici su un terreno accidentato. Il modo migliore per stabilire qual è la bici più veloce è quindi la misurazione del consumo di ossigeno.
Per ottenere una metrica sul volume di ossigeno consumato che fosse valida e coerente, abbiamo condotto delle prove di 5 minuti a 16 km/h, al 60% della soglia di potenza funzionale (FTP), che equivale a uno sforzo intenso ma sostenibile. Passando al setaccio i dati, ci siamo assicurati che la nostra metrica principale (il consumo di ossigeno) e le variabili secondarie (la frequenza cardiaca e la potenza nella guarnitura) fossero stabili: in questo modo abbiamo potuto confermare che la fatica non si stesse facendo sentire. Per avere più omogeneità, gli ammortizzatori sono stati tarati allo stesso sag del 29% e regolati in base alle impostazioni raccomandate dal calcolatore delle sospensioni Trek.
Basta con i protocolli, passiamo ai risultati
Dai nostri test in quelle condizioni, considerando la stessa attività di pedalata, la Supercaliber Gen 2 è risultata il 6% più efficiente rispetto alla Supercaliber Gen 1 e il 23% più efficiente di una hardtail.
Comfort
Misurato con un sistema di rilevamento del movimento in 3D
La Supercaliber Gen 2 è risultata la bici più efficiente soprattutto perché la sua sospensione IsoStrut aggiornata assicura una guida molto fluida. Quando il terreno è accidentato, assorbe i sobbalzi (molla) e ne dissipa l’energia (smorzamento) per trasferire il minimo movimento ai punti di contatto tra rider e bici (manubrio, pedali e sella). Questa capacità di assorbimento delle sollecitazioni riduce la tendenza del rider a usare l’energia dei muscoli per assorbire gli impatti e mantenere il controllo. Com’è prevedibile, la bici più fluida da guidare è anche la più comoda.
Per scoprire tutti questi effetti, un insieme di dodici fotocamere in 3D hanno rilevato con precisione il movimento di indicatori posizionati su tutta la bici e sul corpo per acquisire dati a una frequenza di 360 volte al secondo. Ogni bici è stata registrata per 60 giri sul tapis roulant e le incongruenze tra i giri sono state ridotte al minimo calcolando la media dei dati in un unico giro medio.
Ci siamo concentrati innanzitutto sulla zona del movimento centrale, dove le gambe hanno la prima possibilità di assorbire il movimento verticale e di conservare una pedalata efficiente. Nel grafico in alto si osserva che Supercaliber Gen 2 ha ridotto significativamente – del 15% – il movimento verticale del telaio in corrispondenza del movimento centrale. Ciò significa che il ciclista subisce meno colpi dai piedi e può impegnare più energia per pedalare piuttosto che per mantenere stabile il corpo.
In secondo luogo abbiamo osservato il movimento relativo tra la sella e il bacino (osso sacro). Questa metrica dovrebbe essere preferibilmente pari a zero, a parte l’effetto ciclico della pedalata. Una maggiore variabilità nella distanza tra sella e bacino indica che la bici spinge il ciclista ad alzarsi dalla sella o che il ciclista sta usando le gambe per stare sopra la sella e lascia che questa si muova. In entrambi i casi, la pedalata perde efficienza. Nel grafico in basso, invece, si nota che il movimento relativo sella-bacino della Supercaliber Gen 2 è inferiore del 22% rispetto alla generazione precedente.
Controllo
Misurato con una fotocamera ad alta velocità
La velocità a cui puoi guidare la bici equivale al controllo che hai. La sospensione gioca un ruolo fondamentale nel mantenere lo pneumatico incollato al terreno ondulato, e quindi nel migliorare la trazione e il controllo. Inoltre, quando c’è maggiore trazione, la potenza per far muovere la bici viene trasferita con più efficienza.
Nel video di seguito si vedono il movimento dell’asse della Supercaliber Gen 2 (in blu) e della Supercaliber Gen 1 (in arancione) a confronto. Quando si sovrappongono i marcatori dell’asse, si nota che la Gen 2 mantiene un controllo più rapido e più composto sulla ruota posteriore e recupera la trazione più rapidamente dopo gli impatti.
Attività della sospensione
Misurata con un sensore posizionato sull’ammortizzatore
Per capire in che modo Supercaliber Gen 2 ha raggiunto efficienza, controllo e comfort superiori, abbiamo posizionato un potenziometro lineare sull’IsoStrut per misurare lo spostamento dell’ammortizzatore a una frequenza di 5.000 campioni al secondo. Dopo qualche calcolo, siamo arrivati a tracciare questo grafico dell’“inviluppo dell’attività della sospensione” sull’asse posteriore, che fornisce un quadro completo sul lavoro svolto dalla molla e dallo smorzatore per consentire il movimento della ruota in quelle identiche condizioni di guida. In questa sovrapposizione, vediamo che la sospensione del nuovo design di IsoStrut della Supercaliber Gen 2 è significativamente più attiva in questa condizione di guida, perché permette alla ruota posteriore di muoversi in un raggio più lontano del 68% e il 71% più velocemente. A questo corrispondono compressione ed estensioni maggiori rispetto alla posizione di sag, fondamentali per assorbire gli impatti e copiare il terreno (trazione).
Finora, i nostri test hanno esaminato le prestazioni quando si pedala su terreni accidentati, un fattore indubbiamente fondamentale nelle competizioni cross country. Ma i percorsi cross country moderni premiano sempre di più le bici che hanno anche la capacità di affrontare con sicurezza tratti tecnici e discese con molte rocce. Noi volevamo studiare come si sarebbe comportata la Supercaliber Gen 2 su quel tipo di terreno: allora ci siamo tolti i camici da laboratorio, abbiamo preso le protezioni portatili tascabili e siamo tornati nel bosco.
Di nuovo sul trail
Una volta tornati sui trail della sede di Trek, abbiamo cercato una discesa con molte rocce e abbiamo iniziato a mapparne la topologia con precisione servendoci di uno scanner laser 3D ad alta risoluzione. Abbiamo trovato un tratto di rocce lungo circa 8 metri, con una pendenza del 15% e che comprendeva svariati sbalzi e salti alti fino a 180mm.
Comfort ed efficienza
Misurati con un sistema di rilevamento del movimento in 3D
Ci siamo serviti di treppiedi enormi, staffe personalizzate da montare sugli alberi e centinaia di metri di cavo e abbiamo ricreato nel bosco l’insieme delle dodici telecamere 3D per il rilevamento del movimento che abbiamo in laboratorio. Questa tecnica innovativa di test ci ha consentito di ricostruire con precisione i movimenti e la posizione della bici sul trail.
Come è ovvio, quello del trail è un ambiente meno controllabile di un laboratorio, quindi abbiamo fatto il possibile per controllare fattori variabili come la velocità in entrata e la scelta della linea. Grazie al tracciamento in 3D della bici su più corse, abbiamo potuto effettuare dei confronti validi misurando quei fattori e raggruppando insieme corse simili. Alla fine abbiamo analizzato 5 corse con ciascuna bici, con una velocità in entrata media pari a 21 km/h +/- 0,7 (DS). Abbiamo posizionato anche degli indicatori sia sulla bici che sul trail per calcolare la posizione laterale in entrata nel trail di ogni bici perché si mantenesse sempre entro gli 0,10m.
Abbiamo monitorato una a una le parti della Supercaliber Gen 2 in movimento alla ricerca di differenze in ogni dimensione: sbandamento laterale, uso della sospensione, progressione, fluidità di guida, attaccamento della ruota al terreno, solo per citarne alcune. Nel video di seguito mostriamo il monitoraggio dell’asse posteriore rispetto alla superficie del trail seguita dal laser e poi facciamo il confronto con il percorso dell’asse di tutte le corse sovrapposte.
Il tracciamento dell’asse posteriore e del telaio ci ha permesso di conoscere la posizione e la velocità esatte della bici nello spazio. A causa della sottile variabilità tra le linee del percorso e del numero inferiore di ripetizioni rispetto al tapis roulant, è stato difficile riprodurre la stessa analisi che avevamo utilizzato sul tapis roulant, ma altre impostazioni di dati hanno confermato le stesse tendenze. Ancora una volta, è stata evidente l’eccellente capacità della Supercaliber Gen 2 di offrire fluidità di guida, facendo risparmiare al rider energie da utilizzare in un secondo momento.
Non solo, la Supercaliber Gen 2 ha mantenuto più slancio sugli ostacoli, come si è osservato facilmente su una roccia isolata verso la fine del percorso. Se esaminiamo le bici che hanno affrontato quella stessa roccia, la sospensione eccellente della Supercaliber Gen 2 ha aiutato ad attutire l’impatto senza far perdere velocità. Rispetto alla Supercaliber Gen 1 e alla hardtail, abbiamo osservato una variazione minima di velocità sulla stessa distanza e una perdita complessiva di velocità inferiore tra l’entrata e l’uscita.
Controllo
Misurato con una fotocamera ad alta velocità
Utilizzando una fotocamera ad alta velocità possiamo monitorare con precisione il movimento dell’asse e misurare la trazione mentre lo pneumatico si allontana dal terreno e si riconnette. Un sistema di guide di scorrimento, un ingegnere svelto e moltissime riprese ci hanno permesso di vedere IsoStrut in azione da vicino e in movimento, mentre un treppiede statico vicino al suolo ci ha fornito un motion tracking calibrato in 2D.
Come si vede nel video, la ruota della Supercaliber Gen 2 si è mantenuta più aderente al terreno e ha recuperato trazione più rapidamente dopo salti e impatti grandi. Nel caso dei due salti più grandi, la Supercaliber Gen 2 ha recuperato trazione il 14-50% prima delle altre bici del test. Una connessione migliore con il trail significa maggiore controllo al momento di frenare e sterzare.
Attività della sospensione
Misurata con un sensore posizionato sull’ammortizzatore
Alla base di queste migliorie nelle prestazioni c’è la nuova sospensione IsoStrut, su cui abbiamo posizionato di nuovo un sensore lineare che ci permettesse di svolgere misurazioni. Proprio come accaduto in laboratorio, abbiamo misurato il movimento dell’ammortizzatore in termini di inviluppo dell’attività della sospensione e abbiamo osservato che, sulla Supercaliber Gen 2, la sospensione era più attiva sul trail in discesa, perché si spostava del 40% più lontano ed era più veloce del 31% rispetto alla prima generazione. Un aspetto importante da notare è il movimento più ampio al di sopra e al di sotto del punto di sag dinamico, il che comporta, rispettivamente, un aumento significativo sia nella capacità di reagire agli impatti che nella trazione che segue il terreno. In effetti, la Supercaliber Gen 2 si è compressa oltre il punto di massima escursione (fine corsa) della Gen 1 e aveva ancora altro spazio per affrontare impatti e atterraggi ancora più intensi.
Riassunto
Chi sono gli autori
Paul Harder è ingegnere capo della ricerca e sviluppo Trek Bicycle. Dopo la laurea in ingegneria meccanica presso l’Università del Wisconsin - Madison nel 2007, Paul ha dedicato la sua carriera a migliorare la guida delle biciclette grazie alla scienza e all’innovazione.
Wendy Ochs è un’ingegnere di ricerca biomeccanica in Trek Bicycle. Ha conseguito il dottorato in ingegneria biomedica all’Università del Wisconsin - Madison.
Kyle Russ, capo ingegnere biomeccanico, si occupa di studiare l’interazione tra ciclista e bicicletta per Trek Bicycle dal 2011. La sua passione per la comprensione del movimento umano e della fisiologia dei ciclisti è nata mentre studiava all’Ohio State University.