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Rivendicazioni piu’ datate e meno attendibili fanno risalire l’invenzione della bicicletta ad un disegno trovato all’interno del Codice Atlantico di Leonardo da Vinci ma anche ad una illustrazione scoperta su una finestra di una chiesa del paese di Stoke Poges (Backinghamshire, Inghilterra) installata nel XVI secolo e raffigurante un angelo sopra un attrezzo che e’ stato riconosciuto da alcuni come prototipo del modello hobby horse. Invece si ritiene piu’ probabile considerarlo un congegno ad una sola ruota che spesso si associava, nell’iconografia medievale, a cherubini e serafini. L’origine della prima bicicletta effettivamente utilizzata e’ da attribuirsi al barone Karl von Drais, un impiegato statale del Gran Ducato di Baden in Germania. Karl Drais invento’ la sua Laufmachine (macchina da corsa) nel 1817 che fu chiamata dalla stampa draisine (o anche draisienne, in Italia draisina) e piu’ tardi velocipede. Il maggiore miglioramento in questo progetto era l’aggiunta dello sterzo.

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Necessitano una menzione anche i primi tentativi di introdurre la trazione posteriore per superare gli svantaggi di quella anteriore (la difficolta’ nel mantenere la pedalata mentre si sterza e la velocita’ limitata), anche se dovranno passare altri 40 anni prima che questa si affermi definitivamente diventando d’uso comune. Furono pubblicati numerosi progetti tra cui quello gia’ menzionato di A. Lefebvre. Qualcuno faceva uso di una catena, altri, come il velocipede di Thomas McCall del 1869, di aste e pedivelle. Anche a Kirkpatrick MacMillan, un fabbro scozzese, viene attribuito un progetto del 1839 di un velocipede a trazione posteriore ottenuta usando delle pedaliere fissate frontalmente che trasmettevano la potenza alla ruota posteriore tramite delle aste (una copia di questo modello e’ esposto al Museo delle Scienze di Londra). La similitudine tra il progetto di McCall e McMillan e’ stata in passato oggetto di una controversia sull’attribuzione dell’idea originale.James Starley a Coventry aggiunse i raggi tangenti (offrono maggiore stabilita’ e resistenza alla ruota di quelli radiali) e lo scalino di monta alla sua famosa versione di High Bicycle chiamata Ariel o anche Ordinary (Ordinaria). Egli e’ giustamente considerato come il padre della’industria ciclistica inglese, che arrivo’ a primeggiare in tutto il mondo, con i centri di produzione concentrati a Coventry, Birmingham e Manchester. I cuscinetti a sfere, i copertoni solidi e i telai di acciaio a sezione cava divennero degli standard. A seconda della lunghezza della gamba del ciclista, la ruota anteriore ora poteva raggiungere un diametro fino a 1,5 metri (60 pollici). Tanto che in Inghilterra queste Ordinarie erano chiamate anche Penny Farthing in quanto la ruota anteriore piu’ grande era rappresentata dal grossa moneta del penny e la posteriore da quella molto piu’ piccola del farthing. Erano percio’ piu’ veloci ma anche insicureIl ciclista si trovava con il baricentro molto distante da terra, accovacciato in modo precario sopra la ruota anteriore. Potendo ora raggiungere velocita’ elevate, anche una piccola asperita’ del terreno poteva portare come risultato ad una caduta in avanti procurandogli gravi lesioni o perfino la morte. Cadere in avanti di testa era un termine frequentemente usato senza accezioni umoristiche per descrivere questo abituale problema. La natura pericolosa di queste biciclette significo’ che il loro uso venne riservato ai giovani uomini avventurosi, rendendole poco attraenti per il grande pubblico. La bicicletta americana Star era derivata da una Ordinaria invertendo l’ordine delle due ruote: ora pero’ c’era il pericolo di cadere all’indietro quando si correva in salita.

Le persone piu’ anziane e le donne preferivano invece i piu’ stabili tricicli o quadricicli, come per esempio il Salvo Quadricycle di Starley, rinominato Royal Salvo in onore della Regina Vittoria che ne usava uno.

Negli Stati Uniti fu Alexander Pope di Boston che monipolizzo’ la produzione delle Ordinarie dal 1876 e fu promotore del movimento per le buone strade (Good Roads Movement) così chiamato perché si batteva per il miglioramento delle condizioni di viabilita’ delle strade.

Le Safety Bicycles

I tentativi di rendere la bicicletta piu’ sicura e di ridurre la dimensione della ruota anteriore portarono alla fine ad un radicale cambiamento della sua ergonomia. John Kemp Starley, nipote di James, lancio’ la moda a livello mondiale con l’introduzione nel 1885 della Rover dotata di ruote di uguale grandezza (di 36 pollici, ancora una misura standard), di trazione posteriore mediante l’uso di catena con demoltiplica (per una maggiore efficienza di pedalata) e di un telaio con la configurazione a diamante con il ciclista seduto nel mezzo per un miglior bilanciamento, come nelle moderne biciclette. Negli Stati Uniti la versione di A. Pope della safety bicycle fu chiamata Columbia; egli tento’ di nuovo di monopolizzare il mercato introducendo la sua Columbia Chainless con trazione ad albero.
Nel frattempo la re-invenzione nel 1888 del copertone pneumatico ad opera di John Boyd Dunlop rese le corse in bicicletta molto piu’ dolci. L’immigrato Adolph Schoeninger di Chicago con la sua azienda Western Wheel Works divenne il “Ford della bicicletta” (dieci anni prima di Henry Ford) perché, con l’uso dello stampaggio di lamiera e la produzione in serie, rese le sue biciclette Crescent accessibili ai lavoratori.

All’inizio del XX secolo, la bicicletta era diventato un importante mezzo di trasporto e negli Stati Uniti una forma sempre piu’ popolare di svago. Club ciclistici per uomini e donne spuntarono in tutta la nazione. Ad ogni modo l’attivita’ ciclistica subì un rallentamento fino a virtualmente cessare verso la meta’ del secolo, quando le automobili divennero il mezzo preferito di trasporto.

Tuttavia le biciclette continuarono ad evolversi per soddisfare i mutati bisogni dei conducenti. Alla meta’ del secolo esistevano due predominanti modelli di bicicletta per il ciclismo ricreativo sia in Europa che in Nord America. Bici pesanti, dotate di copertoni a sezione tonda, freni a contropedale e solo una marcia, erano popolari per brevi tragitti su superfici in maggioranza piatte. Bici leggere, con freni al manubrio, copertoni piu’ sottili ed un sistema di cambio al mozzo a tre velocita’ furono sviluppate in Europa e divennero popolari negli Stati Uniti verso la fine degli anni 1950. Queste confortevoli, pratiche biciclette di solito offrivano dei fanali frontali a dinamo, catarifrangenti di sicurezza, cavalletti e pompe montate sul telaio.

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La manutenzione della bicicletta e’ alla portata di chiunque per difficolta’ tecnica e attrezzatura richiesta, accentuandone l’aspetto di mezzo popolare e indifferente alle classi sociali, e favorevole invece all’autoriparazione dei propri strumenti.

Trasporto in bicicletta

La bicicletta e’ stata fino a pochi decenni or sono un fondamentale mezzo di trasporto, spesso l’unico a disposizione delle classi meno agiate. Lo sviluppo economico ha poi portato ad una importante diffusione dell’automobile, che ha in gran parte soppiantato l’uso della bicicletta come mezzo di trasporto.

Con l’aumento del traffico urbano, tuttavia, il trasporto motorizzato individuale ha raggiunto i limiti del suo sviluppo, almeno per quanto riguarda i territori fortemente urbanizzati, e l’utilizzo della bicicletta come mezzo di trasporto e’ ridiventato concorrenziale.

Sui percorsi urbani congestionati la bicicletta si dimostra spesso il mezzo piu’ veloce. Il vantaggio aumenta notevolmente se si includono i tempi e/o costi di parcheggio, e diventa incolmabile se vengono conteggiate anche le ore di lavoro necessarie a mantenere una autovettura.

Molti ciclisti asseriscono inoltre che nel traffico urbano la bicicletta sia meno stressante dell’automobile, sia per la maggiore agilita’ che permette di aggirare gran parte degli ingorghi che per gli effetti positivi della moderata attivita’ fisica, specie se gli spostamenti sono tutelati da piste ciclabili.

L’uso della bicicletta in citta’ ed i suoi rischi

Purtroppo l’utilizzo della bicicletta come mezzo di trasporto quotidiano sui percorsi urbani e’ spesso ostacolato dalla autocentricita’ che caratterizza le citta’, riscontrabile nella mancanza di percorsi protetti e di aree di parcheggio, e dal comportamento degli automobilisti, non sempre attenti all’incolumita’ degli utenti piu’ deboli della strada.

Tra le scorrettezze pericolose per il ciclista, oltre ai classici non rispetto del segnale di stop, velocita’ eccessiva, mancato uso degli indicatori di direzione, parcheggio sulle piste ciclabili, e’ degna di menzione l’incauta apertura di sportelli di auto parcheggiate a lato strada, che costituisce uno degli incidenti tipici per i ciclisti urbani. Anche lo scorretto uso delle rotonde espone i ciclisti, che stanno percorrendo la rotonda, al rischio di vedersi tagliare la strada o peggio venire investiti dagli automobilisti al momento che questi si apprestano ad uscire dalle rotonde.

Per rispondere a questi problemi, ma soprattutto per il gusto immediatista dell’atto, in molte grandi e medie citta’ si e’ sviluppato negli ultimi anni un fenomeno spontaneo detto massa critica.

Velocita’ delle biciclette

Velocita’ tipiche (ovviamente indicative e soggettive) da bicicletta sono 20-30 km/h in pianura. Andature da passeggio, svago sono attorno ai 15-25 km/h. Velocita’ superiori a 30 km/h cominciano a diventare impegnative se sostenute per piu’ di qualche minuto. Velocita’ dai 35 ai 50 km/h sono tipiche dei gruppi di ciclisti anche amatoriali quando sono in gruppo e si alternano alla testa del gruppo. Velocita’ superiori ai 50 km/h sono da professionisti soprattutto se non si sta correndo in gruppo. Su strada piana le velocita’ che possono essere raggiunte dai professionisti sono sui 60-65 km/h, in volata anche 75 Km/h. In discesa si possono raggiungere anche i 100 km/h. Scendere sotto a 6-7 km/h e’ difficile e pericoloso perche’ sotto questo limite l’equilibrio e la stabilita’ dell’andatura sono molto precari.

Distanze massime in bicicletta

Le distanze che si coprono in bicicletta vanno dalle poche centinia di metri a qualche centinaia di chilometri. Sono rarissime le persone che intraprendono un viaggio di migliaia di chilometri in bicicletta. Le biciclette che vengono usate per fare delle commissioni per es. andare a prendere il pane, andare fino alla fermata dell’autobus o del treno percorrono poche centinaia di chilometri all’anno. I cicloamatori durante l’arco dell’anno nelle loro uscite possono percorrere in totale, a seconda dell’intensita’ e della costanza del loro impegno, da 500 Km ad alcune decine di migliaia di chilometri.

Consumi e potenze

L’energia necessaria per far avanzare la bicicletta (fino ai 20 Km/h), su strada piana e in assenza di vento, e’ prevalentemente quella necessaria a vincere gli attriti meccanici. Dalla velocita’ di circa 18-20 Km/h inizia a crescere, col quadrato, una componente che prima era trascurabile e che diventera’ di gran lunga preponderante: e’ la componente aerodinamica.
La postura del ciclista a velocita’ superiori ai 20-25 km/h comincia a essere molto importante. La postura meno efficiente e’ quella a busto eretto che si assume sulle biciclette olandesi, in quelle da corsa si offre meno superficie alla resistenza dell’aria e ancor a meno nelle biciclette reclinate o recumbent. La larghezza dei pneumatici e’ quindi un fattore che assume pesi diversi a seconda della velocita’. Per velocita’ elevate (sopra i 20-25 km/h) i penumatici stretti (es. 23 mm) offrono un minore resistenza all’aria e quindi sono piu’ performanti. A velocita’ basse sono preferibili pneumatici piu’ larghi perche’ rotolano meglio in quanto la loro deformazione, dovuta allo schiacciamento, rispetto alla forma teorica circolare e’ inferiore perche’ l’impronta a terra e’ maggiore anche nella sua larghezza. Per un ciclista di 70 Kg la potenza necessaria per viaggiare a 20 Km/h, a seconda della posizione in sella, e’ di circa 55-65 Watt su una bicicletta da corsa (con partenza lanciata). La potenza che la bicicletta richiede puo’ variare da poche decine di Watt fino a punte di 2000-2100 Watt (anche se per brevissimi momenti).
Il consumo di energia (a 15-20 Km/h) e’ quindi di circa 12-16 kJ per chilometro a seconda della velocita’. Tanto per dare un’idea se tutta l’energia contenuta in 100 grammi di patate arrivasse ai pedali si potrebbero percorrere dai 21 ai 28 chilometri. La situazione che massimizza la percorrenza, a parita’ di energia spesa, e’ quando la velocita’ corrisponde sempre a quella media sull’intero percorso.

La seguente tabella illustra, a titolo indicativo, la relazione fra velocita’ e potenza necessaria. I parametri usati sono: peso del ciclista 75 kg, peso della bicicletta 10 kg, pneumatici da corsa.

Velocita’ e potenza2 V (km/h) P (Watt) P (Watt)
mani sulle manette dei freni mani sulle impugnature basse
5 5 5
10 15 14
15 32 29
20 60 55
25 103 94
30 166 149
35 251 224
40 363 323
45 504 448
50 680 602
55 894 790
60 1150 1015
65 1450 1279
70 1800 1587

Fattori che al loro aumentare fanno aumentare i consumi (o energia necessaria per avanzare):

grandezza della superficie frontale del veicolo con il ciclista in sella
larghezza dei pneumatici
scolpitura dei pneumatici
peso del ciclista (solo in salita)
peso della bicicletta (solo in salita)
irregolarita’ dell’andatura

Fattori che al loro aumentare fanno diminuire i consumi (o energia necessaria per avanzare):

pressione dei pneumatici
uniformita’ della superficie dei pneumatici
pedalare a ruota (nella scia) di un altro ciclista

Citta’ con il maggiore numero di ciclisti

In Italia Ferrara e’ la citta’ con il maggior numero di biciclette per abitante, segue Parma.

Bicicletta nei vari paesi

Dalla tabella sottostante si nota che c’e’ un uso della bicicletta nei vari stati europei molto diverso. In Olanda ce ne sono piu’ di una per abitante e ogni olandese percorre in media 1019 km all’anno. In Italia ci sono 0,44 bicicltette per abitante.

Biciclette in alcuni paesi Europei1 numero bici per 1000 abitanti percorrenza media per abitante km rete ciclabile prevista di cui realizzata
Olanda 16 milioni 1010 1019 6000 30%
Danimarca 5 milioni 980 958 3665 100%
Germania 72 milioni 900 300 35000 n.d.
Svezia 4 milioni 463 300 n.d. n.d.
Italia 25 milioni 440 168 12000 10%
Francia 21 milioni 367 87 8000 20%
Gran Bretagna 17 milioni 294 81 16000 50%
Irlanda 1 milione 250 228 n.d. n.d.
Spagna 9 milioni 231 24 n.d n.d.
Grecia 2 milioni 200 91 n.d n.d.

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Ulteriore distinzione delle biciclette :

bicicletta da uomo
telaio "a diamante", seduta verticale;
bicicletta da pista telaio come quella da uomo, ma con piantone della sella e forcella con angolo meno accentuato rispetto alla verticale, seduta verticale;
bicicletta da donna telaio a U, aperto, seduta verticale;
bicicletta reclinata telaio di varie forme, utilizzo di un sedile al posto del sellino, postura più o meno distesa a seconda dell’uso
bicicletta pieghevole con il telaio pieghevele in una o più parti, per un trasporto più agevole.

Manutenzione della biciletta

La periodica manutenzione della bicicletta e’ un’operazione
necessaria per tenere il mezzo efficiente e sicuro. La manutenzione
di base puo’ essere effettuata da chiunque, senza la necessita’
di strumenti od utensili particolari, mentre alcune altre operazioni
sono da lasciare preferibilmente al meccanico se non si e’
dotati del necessario bagaglio tecnico e di attrezzi appositi.

1. Pulizia ed oliatura della catena: va effettuata
con una certa frequenza, soprattutto l’oliatura. Si puo’
usare comune olio per motore, ma e’ preferibile ricorrere
ad appositi lubrificanti. Se la catena e’ particolarmente
sporca e’ consigliabile sgrassarla con del gasolio, petrolio
bianco o uno sgrassatore specifico.
2. Pulizia del telaio: si ripulisce il telaio dalla polvere
con uno straccio umido, e’ sconsigliabile usare un getto
di acqua che puo’ penetrare nelle parte meccaniche e nei
cuscinetti (ruote, movimento centrale…) danneggiandoli.
3. Lubrificazione cambi: periodicamente si olia o si spruzza
lubrificante sulle parte dei cambi anteriore e postieriore che
sono soggette a movimento.
4. Sostituzione dei tappi dei freni: da effettuare periodicamente,
prestando attenzione all’allinamento dei tappi stessi sul cerchio.
5. Sostituzione cavi e guaine dei freni e dei cambi: da effetturare
una volta ogni anno o ogni due anni, permettono di avere una
frenata ed una cambiata sempre efficiente.
6. Ingrassaggio mozzi delle ruote: da effettuare occasionalmente
ma con regolarita’, in maniera che le ruote scorrano con
fluidita’, salvaguardandole da danni altrimenti irreversibili
7. Ingrassaggio movimento centrale: analogo a quello delle ruote,
a meno che non sia del tipo moderno a cartuccia

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