Quali pastiglie scegliere tra le organiche, le sinterizzate e le semimetalliche?

Quando dobbiamo sostituire le pastiglie ci troviamo spesso davanti ad un amletico dubbio: prendiamo le organiche o le semimetalliche? Cerchiamo di capirne le differenze. Un impianto frenante di tipo idraulico è composto da una leva freno, denominata pompante, da dei tubi idraulici nei quali scorre olio, da un corpo freno su cui sono montate le pastiglie e da dei dischi, definiti rotori, che sono solidali al mozzo ruota. In questo approfondimento vedremo quali sono i tipi di pastiglie presenti sul mercato, come lavorano e in che modo influenzano la risposta del nostro mezzo e lo stile di guida, al fine di poter saper scegliere al meglio le pastiglie giuste per il nostro modo di vivere la mtb.

Per prima cosa, distinguere la piastra di supporto dal ferodo.

Infatti, il primo errore che si commette è quello di confondere il materiale della piastra di supporto con quello della pastiglia (o ferodo dall’omonima ditta inglese Ferodo Ltd. specializzata nella creazione di materiali d’attrito). La pastiglia è composta da due parti: la placca di supporto e il ferodo. La placca costituisce il corpo della pastiglia, viene fissata sul pistone e solitamente presenta dei fori o comunque dei sistemi per agganciarla al corpo freno. E’ solitamente realizzata in acciaio, poiché economico, resistente alle sollecitazioni e permette di evacuare il calore trasmesso durante la frenata. Il ferodo è la pasta frenante vera e propria, una mescola di materiali differenti fissata alla placca. Compito del ferodo è l’andare in battuta contro il rotore, generando l’attrito che consente di frenare. Tra le pastiglie spesso è inserita una molla a forchetta il cui compito è favorire l’allontanamento delle pastiglie dal disco una volta che la pressione dell’olio ne circuito sia diminuita (ovvero dopo aver rilasciato il freno).

Molti marchi propongono pastiglie con supporti in materiale differente:

  • Le pastiglie “ceramiche” con piastra di supporto in ceramica, il cui compito è quello di isolare termicamente il pistone dal ferodo, riducendo il rischio di surriscaldamento dell’impianto (ma non delle pastiglie e del disco)
  • Le pastiglie con piastra in alluminio o titanio, più leggere delle versioni in acciaio
  • Le pastiglie con piastra di supporto in acciaio, le più economiche e diffuse

Tutte queste pastiglie possono poi essere organiche, semimetalliche o sinterizzate, indipendentemente dal materiale con cui è realizzato il supporto.

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Le pastiglie organiche sono caratterizzate da una mescola contenente molta resina, (anche dette “resin brake pads”). Il ferodo è tenero e malleabile poiché composto da una mescola di resine, gomme naturali e polimeri, tra cui il kevlar che aumenta la resistenza allo sforzo;

Le caratteristiche di queste pastiglie sono:

  • Costo in genere più basso, ma non sempre perchè alcuni produttori non fanno differenza tra le due tipologie
  • Elevata potenza frenante a freddo: la pastiglia morde subito sin dalle prime frenate
  • Bassa resistenza al surriscaldamento: le pastiglie tendono a vetrificarsi con il calore, diventando dure e lucide e non frenando più come devono
  • Durata più bassa, il ferodo si usura più velocemente
  • Scarsa usura dei dischi, a meno che non si vetrifichino le pastiglie

Le pastiglie semimetalliche

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Le pastiglie semimetalliche sono caratterizzate da una mescola in percentuale variabile di materiali ferrosi come acciaio e rame e da un minerale chiamato grafite. Gli acciai donano resistenza meccanica mentre la grafite è un materiale refrattario, cioè non trasmette calore, evitando così il surriscaldamento.

In realtà tutte le pastiglie in commercio sono semimetalliche, perchè una certa componente di resina è sempre necessaria per assicurare una sufficiente potenza frenante a freddo. Una pastiglia di sole particelle metalliche non solo mangerebbe troppo rapidamente il disco, ma avrebbe anche un pessimo comportamento a freddo.

Le caratteristiche di queste pastiglie sono:

  • Costo in genere più alto
  • Limitata potenza frenante a freddo, la pastiglia deve entrare in temperatura per frenare come deve, quindi alle prime frenate potremmo sentire il freno meno efficace.
  • Ottima resistenza al surriscaldamento: per quanto sia possibile cuocere anche le pastiglie semimetalliche, bisogna mettersi di impegno. Queste pastiglie per la loro composizione (poca resina, molto metallo) non risentono più di tanto del problema della vetrificazione, mantenendo ottime prestazioni anche sotto stress.
  • Durata più alta, il ferodo si consuma più lentamente e durano di più.
  • Più aggressive sui dischi, causano una maggior usura.

Le pastiglie sinterizzate

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Nel caso delle pastiglie sinterizzate, la mescola è molto simile a quella delle pastiglie organiche ma ciò che cambia è il procedimento di lavorazione, che avviene attraverso sinterizzazione. I materiali costituenti la mescola vengono utilizzati in polvere e mescolati tra loro in uno stampo. Questi viene riscaldato a temperature molto elevate facendo sì che le molecole dei differenti materiali si leghino tra loro in modo indissolubile, dando vita a un materiale solido;

Pastiglie organiche, semi-metalliche o sinterizzate: quali scegliere?

La scelta di installare un tipo di pastiglie piuttosto che un altro comporta delle differenze nella risposta dell’impianto, che vanno per forza di cose a ricadere sulla guida e sulle sensazioni ricevute durante l’uscita.

Pastiglie organiche

Vantaggi

∙ Ottima resa a freddo: anche gli impianti frenanti hanno bisogno di raggiungere una temperatura di esercizio per funzionare al meglio e di solito la si raggiunge dopo una serie di frenate. Le pastiglie organiche permettono di avere una resa molto alta anche già dai primi colpi di freno, evitando il problema classico del freno che fischia, dovuto al raffreddamento del sistema;
∙ Modularità alle basse velocità: quando stiamo attraversando un tratto tecnico la nostra velocità rallenta, a volte rasentando il surplace. Le pastiglie in resina offrono una modularità e un’elevata efficienza anche con velocità così basse, dove l’attrito tra rotore e ferodo è minimo;
∙ Maggiore potenza: visto che il ferodo è malleabile si deforma a contatto con il rotore. Questa deformazione permette alla pasta frenante di aderire totalmente alla superficie del rotore, elevando la potenza generale dell’impianto. In sostanza la pastiglia “morde” meglio;
∙ Resistenza all’acqua: l’elevato coefficiente di attrito della mescola permette di raggiungere condizioni di lavoro ottimali anche in ambienti bagnati o fangosi;

Svantaggi

∙ Dissipazione del calore: tra le tre tipologie quelle organiche offrono la peggior evacuazione del calore, cosa che ci porta a considerare il punto seguente;
∙ Vetrificazione: le resine e i materiali organici patiscono il surriscaldamento dovuto all’azione frenante. Se manteniamo “pinzate” le pastiglie organiche per un tempo troppo lungo, la fascia superficiale subirà un vero e proprio trattamento termico, denominato vetrificazione. In sostanza la superficie del ferodo si tempra, diventando dura e liscia come il vetro e annullando qualunque efficacia frenante. Il problema se non grave si può risolvere grattando via un minimo spessore dal ferodo con della carta abrasiva a grana molto fine ma se la vetrificazione è profonda si dovrà provvedere alla sostituzione;
∙ Contaminazione: le pastiglie organiche sono molto sensibili all’azione di oli, lubrificanti e grassi. Essendo porosa la mescola si impregna di questi fluidi, che modificano la consistenza del ferodo. Il risultato è un freno completamente inefficiente (a volte la bici non si ferma nemmeno tirando tutta la leva) e un fastidioso rumore vibrante che si propaga a ogni frenata. Le pastiglie contaminate vanno sostituite e per questo, se si usano pastiglie organiche, bisogna fare molta attenzione quando si lubrifica la catena;

Pastiglie semi-metalliche

Vantaggi

∙ Costo: il rapporto qualità/prezzo di queste pastiglie è tra i migliori;
∙ Ottima resistenza allo stress: grazie ai materiali acciaiosi presenti nella mescola del ferodo, la resistenza al lavoro gravoso è ottimale, infatti vengono usate su impianti molto potenti, di solito pensati per DH;
∙ Dissipazione del calore: la grafite inserita nella mescola agisce come un vero e proprio rivestimento refrattario, che non trasmette il calore al resto dell’impianto e che quindi può evacuare più velocemente;
∙ Modularità: il problema degli impianti frenanti molto potenti, come quelli da DH, sta nel fatto che elevata forza frenante non va a braccetto con linearità di lavoro del freno.

Montare delle pastiglie semi-metalliche riduce la potenza totale dell’impianto ma allo stesso tempo ne addolcisce la risposta;

Svantaggi

∙ Funzionamento a freddo: essendo pensate per usi gravosi e per potenze frenanti elevate, questo tipo di pastiglie è progettato per lavorare ad alte temperature. A freddo offrono frenate molto blande e sono davvero rumorose;
∙ Usura: essendo dotate di un ferodo molto duro tengono a consumare la superficie del disco più velocemente delle altre tipologie;

Pastiglie sinterizzate

Vantaggi

∙ Durata: essendo meno morbide delle sorelle organiche ma comunque più malleabili rispetto alle semi-metalliche, le pastiglie sinterizzate offrono lunga durata;
∙ Dissipazione del calore: le pastiglie semi-metalliche dissipano bene il calore e sono pensate per lavorare ad alte temperature, per cui sono adatte anche a discipline più estreme;
∙ Usura: grazie alla morbidezza intermedia e all’ottima evacuazione del calore, sono portate a consumare più lentamente la superficie del rotore;
∙ Miglior resistenza alla contaminazione: anche le pastiglie sinterizzate soffrono l’azione dei fluidi oleosi e in caso di contaminazione si comportano esattamente come quelle organiche, annullando la frenata ed emettendo un suono simile a un maiale sgozzato.

Ciò che le contraddistingue è il fatto che, sopportando meglio il calore e quindi non vetrificando, possono essere scaldate su un fornello, arrivando alla temperatura di evaporazione dei fluidi e ripristinando così l’efficienza iniziale;

Svantaggi

∙ Funzionamento a freddo: progettate come sono per lavorare a temperature elevate, le pastiglie sinterizzate devono scaldarsi parecchio prima di diventare efficienti al 100%.
Questo è un problema per chi ha la possibilità di iniziare subito a girare sui sentieri, trovando così le prime frenate inefficaci e rumorose.

A ciascuno la sua pastiglia

Credo che solo i professionisti abbiano la possibilità di cambiare tipologia di pastiglia a seconda delle caratteristiche del terreno, per cui è d’obbligo effettuare una classificazione dell’utilizzo di un determinato tipo a seconda di come si usa la mtb:
∙ Escursionismo: per via delle basse velocità e delle temperature di lavoro ridotte una pastiglia organica è la più indicata;
∙ XC-XC Marathon: nelle gare di XC si parte “a manetta” e non si smette di spingere fino a che non è finita. Per questo serve un impianto immediatamente pronto a rispondere e quindi le pastiglie organiche possono essere una buona scelta. Anche le sinterizzate offrono un buon rapporto efficienza/svantaggi;
∙ All-mountain – Enduro: gli impianti frenanti delle mtb di queste discipline possono essere molto potenti e sviluppare parecchi Nm di coppia frenante. Per questo le organiche sono sconsigliate, poiché vetrificherebbero. La soluzione sono le pastiglie sinterizzate, che offrono un’elevata resistenza al calore ma allo stesso tempo rendono modulare e più lineare il lavoro di freni potenti;
∙ DH e Freeride: le velocità di discesa sono molto spinte, così come gli impianti che raggiungono le coppie frenanti più alte. Per questo una pastiglia semi-metallica, è la soluzione, per via della sua elevata dissipazione del calore, la resistenza allo stress e la possibilità di migliorare la linearità di questi impianti, che hanno la tendenza a lavorare in on-off.

Insomma, per le discipline più pedalate le pastiglie organiche possono essere la scelta migliore. L’alternanza di saliscendi tipica dell’XC e del marathon sono perfette per la mescola organica. Di contro le discese lunghe e le alte velocità delle specialità gravity rendono la mescola semi-metallica più indicata all’uso più intenso che se ne va a fare.

Non ultimo poi è l’utilizzo all’anteriore o posteriore. Sono molti i riders che usano all’anteriore la mescola organica ed al posteriore la semi-metallica. Davanti è importante avere una frenata subito pronta, mentre il freno posteriore è quello che scalda di più. Differenziare le pastiglie tra i due freni è insomma una valida scelta, consigliata a chi vuole unire i vantaggi di una tipologia con quelli dell’altra.

Concludo, augurando a tutti una buona scelta ed una buona pedalata.