Als elke gram telt, is het logisch om banden op te pompen met een gas dat lichter is dan lucht. Of toch?
In 1972 wilde Eddy Merckx zijn banden vullen met een gas dat lichter was dan lucht voor zijn uurrecordpoging. Zijn framebouwer, Ernesto Colnago, kon geen helium bemachtigen, dus moest Eddy het zonder doen, maar dat weerhield hem er niet van om toch een nieuw record te vestigen, op een frame dat al geboord was met genoeg gaten om een Zwitserse muis te verwarren.
Maar wat voor verschil zou het hebben gemaakt? Hoeveel gewicht zou er bespaard worden? Om antwoorden te krijgen, moeten we wetenschappelijk zijn, dus doe je bodywarmer en zonnebril uit en doe een laboratoriumjas en veiligheidsbril op.
Laten we aannemen dat je 700c-wielen gebruikt met banden van 25 mm. Elke kamer heeft een volume van minder dan een liter. Om in overeenstemming te blijven met de normen die door scheikundigen overal zijn overeengekomen (behalve in de VS, om redenen die zijzelf het best kennen), gaan we er ook van uit dat je aan zee rijdt, dus de luchtdruk is één standaardatmosfeer en het is kil, zowat het vriespunt.
Nu al die variabelen vastliggen, laten we de sommen doen terwijl we verder draaien.
Als je banden te weinig waren opgepompt tot dezelfde druk als de atmosfeer, wat ongeveer 14,5 psi is, zou de lucht in elke banden 1,24 gram wegen - bijna 2,5 gram voor het paar.
Jij bent echter verstandig en hebt ze op 100 psi, waarbij je bijna zeven keer zoveel moleculen hebt geperst. In dat geval weegt de lucht in een van uw banden 8,56 g – meer dan 17 g voor het paar.
Dan slaat het noodlot toe. Je prikt - zou je het geloven? – voor en achter tegelijk. Als wetenschapper ben je voorbereid en heb je reservebuizen, maar je pomphendel klikt vast.
Gelukkig verkoopt een passerende ballonverkoper, onder de indruk van je witte jas en beschermende bril, je wat helium tegen het standaardtarief van £ 1,58 per liter.
Je spuit het in via de connector van de kapotte pomp, gebruikt je bovennatuurlijk gevoelige duimen om te controleren of ze precies 100psi bereiken en rijdt tevreden weg met een goed uitgevoerde klus.
Je merkt meteen het verschil, zo veel sneller wegritsend. Het gas in elke band weegt nu slechts 1,18 g. Je hele fiets en je goede zelf zijn bijna 15 gram lichter, dankzij het helium.
Het is een besparing gelijk aan het gewicht van drie spaken.
Helaas wordt je vreugde beknot door nog een dubbele lekke band. Ongelooflijk dat de uitvinder van een experimentele brandstofcelauto stopt en wat waterstof uit haar tank omleidt in nog twee nieuwe buizen die je in je banden hebt geschoven.
Als je haar de prijs van 63 cent per liter beta alt, trap je weg en accelereer je nog sneller dan voorheen omdat het gas in elke band een schamele 0,59 g is.
Vergeleken met de lucht is je fiets nu bijna 16 gram lichter met waterstof in de banden - dat kost vier spaken.
Snel naar beneden
Tot je pure vreugde komt een lid van Hackney CC bij je zitten en rijdt naast je, waardoor je een brede ligplaats hebt zodat je flapperende laboratoriumjas zijn wielen niet blokkeert.
Het is Andrea Sella, hoogleraar scheikunde aan het University College London. Hij merkt dat je extra snelheid maakt, dus je begint natuurlijk te gassen.
‘Een van de uitdagingen die je tegenkomt, is dat deeltjes helium en waterstof zo veel kleiner zijn dan luchtmoleculen dat ze zich een weg kunnen banen door de materialen die ze bevatten.
'En ze bewegen veel sneller, zodat ze het snel kunnen doen - daarom lopen met helium gevulde ballonnen snel leeg', zegt de prof.
Op dat moment blaast een zijwind je de goot in waar je, bijna voorspelbaar, over een stuk glas en een gloeiende sigarettenpeuk rijdt.
Door de onvermijdelijke lekke band in de voorband komt de waterstof vrij en, gezien de dramatische ontvlambaarheid van het lichtste en meest voorkomende element in het universum, vrees je een vuurzee van Hindenburg-proporties.
Sella ha alt echter alleen haar schouders op, onverstoorbaar. 'Waterstof verspreidt zich snel, dus het is onwaarschijnlijk dat het vlam vat en verbrandt', zegt hij. 'Om dat te laten gebeuren, heb je waarschijnlijk een met waterstof opgepompt peloton banden nodig in een afgesloten fietsenstalling en om allemaal tegelijk lek te gaan.'
Terwijl je zijn pomp leent om lucht in de nieuwe buis te brengen die hij je zo vriendelijk heeft gegeven, zegt hij dat als je je zorgen maakt, je helium moet gebruiken omdat het volkomen inert is, hoewel twee keer zo zwaar als waterstof.
Voordat je kunt uitleggen dat je helium al hebt geprobeerd, neemt hij een telefoontje aan van Dr. Michael de Podesta, hoofdonderzoeker van het National Physical Laboratory, die wijst op een ander nadeel van helium.
‘Het is minder samendrukbaar, dus het zal een hardere rit geven’, zegt hij. ‘Waterstof is zachter.’ Je bent blij dat je nu weer lucht in de voorband hebt, want die reageert nog beter op het ruwe wegdek.
Met zoveel kennis om te verteren, stop je in een warm café en ga je zitten met een bord bonen op toast, terwijl je een tafel deelt met Gordon Edwards, emeritus wetenschappelijk medewerker bij het National Physical Lab.
Hij wijst erop dat elk gewicht dat aan de velg wordt bespaard, of het nu gaat om lichter gas of dunnere banden, twee keer zo effectief is als elders op de fiets of fietser.
‘Het maakt accelereren en freewheelen naar beneden sneller,’ zegt hij.
Gênant, je maag gorgelt, wat je ertoe aanzet om te vragen naar de beweging van het gas in een band. 'Als je begint, zal hij niet draaien, maar de wrijving met de band zal hem snel op dezelfde snelheid slepen', zegt Edwards.
'Lucht is stroperiger dan helium en waterstof, dus zal vermoedelijk het langst duren, maar ik denk dat voor elk van hen de tijd tot evenwicht in de orde van enkele seconden ligt.'
Een andere fietser leunt naar voren, verontschuldigt zich voor het onderbreken en voegt eraan toe: 'Als je vooruit gaat, zal het gas in je band meer druk uitoefenen aan de achterkant van de band dan aan de voorkant. De situatie is omgekeerd als je langzamer gaat, 'zegt hij.
Het logo op zijn trui zegt dat hij Dr. Richard Martineau is, directeur nucleaire wetenschap en technologie bij Idaho National Lab, dus je maakt geen ruzie.
De café-eigenaar vraagt Edwards en Martineau of je, in de witte jas, veiligheidsbril, aerohelm en lycra, ze lastig v alt, dus je verontschuldigt je en vertrekt. De bonen treden in werking en je breekt de wind.
Een andere snelle berekening leert dat als je drie weken en twee dagen scheten kunt laten, je gemiddeld hetzelfde gewicht bespaart als het vullen van je banden met helium. Keuzes, hè?
