Il freno wireless e l’arte della manutenzione della bicicletta

Chissà se l’ingegner Holger Hermanns, docente dell’Università tedesca del Saarland, ha mai letto la variante ciclistica del libro cult degli anni Settanta, “Lo zen e l’arte della manutenzione della motocicletta” di Robert Pirsig, ovvero “Lo zen e l’arte di andare in bicicletta” del pedalatore svizzero Claude Marthaler. La geniale invenzione del tedesco, infatti, si attaglia al racconto del viscerale rapporto con la bici del ciclista svizzero: un freno wireless a disco che funziona perfettamente, assicura lo scienziato, che si mostra sorridente accanto alla sua creatura.

L'ingegner Holger Hermanns con il suo freno a disco senza fili

Come funziona? Il ciclista deve stringere l’impugnatura di gomma sulla parte destra del manubrio per fermare completamente la bicicletta. Quanto più forte è la stretta sull’impugnatura, tanto più potente sarà l’azione del freno a disco sulla ruota anteriore.

Il sistema frenante è attivato da numerose componenti elettroniche. L’impugnatura di gomma è dotata di un sensore di pressione che – se si supera una specifica pressione limite – attiva un apparecchio trasmittente.

Il trasmettitore è collocato in una scatola blu di plastica grande come un pacchetto di sigarette, attaccata al manubrio. I segnali radio arrivano a un dispositivo di ricezione agganciato alla fine della forcella della bicicletta.

Il ricevitore inoltra il segnale a un meccanismo attuatore, che lo converte nell’energia meccanica necessaria per azionare il freno a disco. Per aumentare l’affidabilità del sistema, sulla bicicletta ci sono apparecchi trasmittenti supplementari, che inviano più volte lo stesso segnale.

“Le reti wireless non sono mai un metodo a prova di guasti. Questo è un fatto che si basa su antefatti tecnologici,” dice il professor Holger Hermanns, titolare della cattedra di Sistemi Affidabili e Software. Ciò che più interessa agli scienziati è sviluppare sistemi wireless con caratteristiche di funzionamento senza interruzioni, proprio come un tradizionale freno da bicicletta.

Parcheggio "selvaggio" a Copenaghen (photo Pino Bruno)

In base alla configurazione attuale, una bici da passeggio può frenare nello spazio di 250 millisecondi. Quindi un ciclista che sta viaggiando a trenta chilometri all’ora deve reagire due metri prima di raggiungere una situazione di pericolo. Tuttavia, secondo i ricercatori, questa funzionalità può essere migliorata.

“Il freno da bici wireless è soltanto il punto di partenza. Il metodo può essere ottimizzato per far funzionare sistemi molto più complessi,” garantisce Hermanns. Gli scienziati hanno perciò scelto di esaminare il prototipo di freno con algoritmi che sono solitamente usati nei sistemi di controllo per gli aerei o gli stabilimenti chimici.

Il risultato? Il freno funziona con un’affidabilità del 99,999999999997%. “Questo significa che in un trilione di tentativi di frenata, noi abbiamo tre guasti,” dice lo scienziato tedesco. E aggiunge: “non è perfetto, ma è accettabile.”

Lo studio del professor Hermanns e del suo team, che ha già suscitato l’interesse dell’industria, è stato pubblicato dall’Institute of Electrical and Electronics Engineers.

Fonti: Science Daily, Cordis.