Il sistema frenante nelle moto

Esiste poi l’amplificazione della forza dovuta alle dimensioni del pistone: più piccolo è il pistone del cilindro maestro, maggiore sarà la forza applicata al freno del disco per una data forza sulla leva. La forza della frenata che viene generata dipende infatti dal rapporto tra le aree delle facce dei pistoni. Per fare un esempio numerico supponiamo che il pistone del cilindro maestro, quello posizionato accanto alla leva del freno, abbia un diametro di 15 mm con un’area di 177 mm². Supponiamo inoltre che il pistone della pinza della ruota abbia un diametro di 25 mm con un’area di 1964 mm². Per la legge fisica di Pascal, la pressione esercitata sulla leva del freno deve essere la stessa che viene applicata sul disco del freno (la pressione è uguale alla forza diviso la superficie di applicazione; P=F/A), ma, dato che la superficie di applicazione della forza è diversa, ne consegue che anche la forza sarà diversa. Nel nostro esempio numerico, affinché il sistema rispetti la legge di Pascal (Pressione leva freno = Pressione freno ruota), la forza che viene esercitata sulla leva del freno diventa 11 volte più forte sul freno della ruota (1964 mm² / 177 mm² fa appunto 11).

Se a questo si aggiunge la leva, la forza viene ingrandita di 55 volte. E questo solo con un pistone della pinza. Su un avantreno moderno di solito ci sono due pinze, ognuna con quattro pistoni. Nel nostro esempio, la forza viene quindi moltiplicata per 440 volte. Non c’è quindi da stupirsi che si possano usare due dita per far frenare una moto.

Una volta che le forze arrivano ai pistoni della pinza, il compito finale spetta alle pastiglie dei freni. Queste, attraverso lo sfregamento con i dischi, trasformano in calore l’energia cinetica vostra e della moto, permettendo alla moto di rallentare e fermarsi. L’idea alla base di questo principio è relativamente semplice: trasformare il movimento del corpo in calore; la fisica che lo tratta è un po’ meno semplice ed eviteremo di trattarla.

In riferimento invece alle pastiglie dei freni, per la maggior parte delle moto moderne si preferiscono le pastiglie HH, che hanno il più alto coefficiente di attrito, sia a temperature normali (la prima H) che a 350 °C (la seconda H). Si tratta poi di scegliere il materiale e il modo in cui è realizzato. Le pastiglie organiche sono pastiglie che non contengono metallo, sono economiche, delicate sui dischi, non durano a lungo e si scoloriscono se le si martella. Non sono la scelta migliore per le moto sportive. Le pastiglie semi-metalliche contengono un po’ di metallo e hanno un coefficiente di attrito più elevato di quelle organiche e migliori caratteristiche di scolorimento. Ci sono poi le pastiglie sinterizzate che hanno un elevato coefficiente di attrito e un buon trasferimento di calore. Sono più costose e sono molto dure, ma sono quelle da avere se avete una moto potente.

Anche se il liquido dei freni viene facilmente dimenticato, perché svolge solamente il trasferimento delle forze frenanti dalla leva alle pastiglie, è bene controllarlo con una certa frequenza perché, col tempo, può degradarsi. Per questo motivo è necessario cambiare il liquido dei freni ogni due anni e assicurarsi che le vaschette del liquido dei freni siano ben chiuse.