È dimostrato: il body indossato dai ciclisti ha un peso significativo nel determinare la resistenza complessiva all’aria, e body differenti per materiale e finitura superficiale possono dare risultati molto diversi. A spiegarcelo è l’ingegner Marco Belloli del Politecnico di Milano, che ci ha mostrato, insieme all’ingegner Luca Ronchi, responsabile dell’impianto, la “Galleria del Vento”, inaugurata presso il Politecnico stesso nel 2001 e oggi gioiello di sperimentazione sia per la ricerca sia per applicazioni industriali di elevato contenuto scientifico e tecnologico. Presso la Galleria, la cui gestione è coordinata dal Cirive, Centro di Ricerca sull’Ingegneria del Vento, sono state realizzate prove e ricerche prestigiose di interesse nazionale e internazionale quali il Ponte sullo Stretto di Messina, il nuovo Polo Fieristico milanese di Rho-Pero, elicotteri e aeromobili, treni ad alta velocità, imbarcazioni partecipanti alla Coppa America e molto altro. Ma anche, grazie alle dimensioni favorevoli, prove di atleti con le relative attrezzature per svariati tipi di sport, in particolare sci e ciclismo.
La ricerca al servizio dello sport
La struttura è costituita da un circuito chiuso a sviluppo verticale che consente di disporre di due sezioni di prova: quella ad alta velocità per applicazioni tipiche dell’ingegneria aerospaziale e quella a bassa velocità e grandi dimensioni, ricavata nel circuito di ritorno, per applicazioni tipiche dell’ingegneria del vento e ambientale. Per le prove dei ciclisti, che, come ci spiega l’ingegner Ronchi, avvengono nella sezione ad alta velocità, si utilizza un apposito supporto che permette la rotazione di entrambe le ruote e, offrendo un’adeguata resistenza alla pedalata, permette all’atleta di assumere la stessa posizione che assumerebbe in gara. All’interno della camera di prova di 4x4m gli atleti sono soggetti alle stesse azioni aerodinamiche che sperimentano in gara e possono quindi valutare gli effetti delle diverse attrezzature e delle diverse posture, giungendo a ottimizzare la propria efficienza aerodinamica. Una apposita attrezzatura permette di misurare le forze e i momenti aerodinamici su diverse tipologie di oggetti, anche a diversi angoli di incidenza. Su questa base possono essere montate diverse attrezzature atte a rappresentare le condizioni specifiche dello sport in esame. «L’aspetto più interessante della galleria è il fatto di poter riprodurre sempre le stesse identiche condizioni – spiega Ronchi – quindi identificare qual è l’influenza del parametro che è stato variato».
Le sperimentazioni sull’abbigliamento
«In ambito sportivo – ci racconta Marco Belloli – lavoriamo con gli sciatori e con i ciclisti, compresi gli handbikers come Vittorio Podestà e Alessandro Zanardi, con cui abbiamo collaborato recentemente. Di sport ci occupiamo da circa due anni grazie a un accordo di collaborazione del Politecnico con il Coni, di cui è partner tecnico dal punto di vista delle applicazioni ingegneristiche per tutti gli sport. Il primo ciclista con cui abbiamo lavorato è Fabrizio Macchi, mentre l’azienda è Castelli, con cui abbiamo sviluppato attività di ricerca che non riguardavano più solo la posizione dell’atleta in sella o l’ottimizzazione delle attrezzature dell’atleta (ruote, manubri, caschi, ecc) ma specificatamente le divise: l’azienda ci ha proposto una decina di tipologie di body da cronometro realizzati con tessuti diversi, e noi abbiamo fatto un’analisi sistematica di confronto, a parità di atleta e bicicletta, sul delta di prestazione direttamente imputabile al tessuto. Un’attività che ci ha dato dei grandissimi risultati, e che ha dimostrato che la tipologia di tessuto del body è uno dei fattori discriminanti nel determinare la prestazione aerodinamica del ciclista al cronometro. Conta più della differenza tra una ruota a razze e una a raggi, o di alto e basso profilo, ecc., con variazioni significative, dell’ordine di qualche percento».
Finiture superficiali dei tessuti per migliorare l’aerodinamicità
«In parallelo a questo abbiamo fatto anche un’attività di ricerca di base sul tessuto – continua Belloli – lavorando non su una forma particolare come quella dell’atleta, ma utilizzando una forma standard, un cilindro, per fare un raffronto sistematico sull’effetto dei tessuti sulla resistenza. Con l’azienda Taiana, molto focalizzata sulla ricerca e sull’alta qualità del prodotto che realizza, abbiamo svolto una campagna di prove in cui abbiamo confrontato diversi tessuti su cilindri di due diversi diametri, 200 e 400 mm, che sono rappresentativi delle curvature che ha il corpo umano (200 le spalle e 400 torso, gambe, ecc); abbiamo testato in modo sistematico tessuti realizzati con diverse tipologie di rugosità superficiali e di finiture, confrontando la resistenza che il cilindro presentava al variare di questi parametri. Quello che è importante chiarire e sapere è che la resistenza di un corpo tozzo, tipo il corpo umano seduto su una bici, non è data solo dall’attrito che l’aria fa sulla superficie di interfaccia, ma è determinata principalmente dalla larghezza della scia. Mi spiego meglio: dietro questo corpo che avanza nel fluido si forma una scia, e più questa scia è larga più la resistenza è grande; quindi lavorare sulla finitura superficiale del tessuto, e in generale sulla superficie di interfaccia fra il fluido e il solido, significa variare il punto di separazione e di conseguenza la larghezza della scia, per renderla il più stretta possibile. Superfici rugose, come per esempio quella di una pallina da golf, riducono la scia, permettendo risultati migliori rispetto a una superficie liscia (lo stesso per ruote, caschi e così via). La ricerca sui tessuti va quindi in questa direzione: collocare in certe parti del corpo dell’atleta delle superfici che abbiano una rugosità tale da indurre la scia a restringersi. In un’ottica di ottimizzazione complessiva del prodotto, intesa come body dell’atleta, l’idea è fare un patchwork in cui si vadano a mescolare in certi punti specifici parti lisce e parti con certa rugosità».
