Boas,
A mim parece-me que o problema está no cepo e por uma razão muito simples: por se notar o problema somente em roda livre.
Vou tentar explicar:
Imaginem que o cepo está fixo ao cubo (o que acontece quando pedalamos para a frente), a velocidade do cubo é a mesma da do cepo, estão solidários e rodam em conjunto. Agora, imaginem que põem a rodar o cepo "para trás", ou seja, em roda livre, aí o movimento do cepo já é independente do cubo, pois está a rodar independentemente deste estar parado ou a roda no mesmo sentido.
Isto tudo para dizer que: quando o problema é no cubo, não importa em que direcção se roda e se é em roda livre ou não. Contudo o que aqui acontece é precisamente em roda livre, ou seja, no movimento relativo entre o cepo e o cubo. Por esta ordem de ideias diria que é um problema no cepo (folga). Pelo que percebi o mecânico que faz a reparação/diagnóstico é o mesmo que fez a venda... digamos que é juiz em causa própria. Se fosse possível levava-se essa roda a uma outra loja "só para apertar a cassete" e aí tirava-se a dúvida.
Eu acho que é do cepo.
Cassete - conjunto de carretos!