Pneumàtic "verd"

1993/01/01 Otaolaurretxi, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Garraioak
• Materialak
• Ingurumena

Fa dos anys la casa Michelin va anunciar un nou producte que anava a influir des del seu pneumàtic radial en una important revolució. Quan va dir que el consum dels vehicles anava a disminuir considerablement, la gent no li va creure massa. En 1991 els automobilistes nord-americans van començar a recollir uns pneumàtics verds, però en 1992 en la fira de mostres de Detroit es va comprovar la novetat: La casa Michelin aviat farà tots els seus pneumàtics, fins i tot els de camió.

A la recerca del pneumàtic ecològic

Els enginyers del centre de recerca de Ladoux, al costat de Clarmont, portaven temps buscant un pneumàtic més “ecològic” que el convencional. El pneumàtic d'automòbil convencional consta d'un bo de calç, hidrogen (en cautxús naturals i sintètics), cables d'acer, teixits, zinc, llautó i, en menor mesura, altres productes químics, però a més requereix una energia de 27 litres de petroli, que és la dada més important.

El pneumàtic biodegradable tampoc s'ha plantejat per motius de seguretat. De la setmana a la setmana ningú caminaria amb una roda que s'està degradant i erosionant. L'automobilista preferiria el pneumàtic que no es desgasta ni es desgasta, i cal dir que quan es va instal·lar el sistema radial, la durada de les rodes es va incrementar en un 25%. En l'actualitat, els pneumàtics recorren una mitjana de 50.000 quilòmetres i, per descomptat, continuaran augmentant, però no es poden aconseguir rodes que no es desgastin.

Un altre avanç seria fer un pneumàtic més lleuger. El sistema radial es va reduir un 20% en el seu moment i després s'ha guanyat un altre 10%, però en els pròxims deu anys es reduirà un màxim del 5%. Per tant, des del punt de vista del pes no hi ha grans expectatives.

Una altra solució podria ser el recautxutatge de pneumàtics, ja que amb la col·locació de la nova goma en la roda vella s'estalvia energia de 9 litres de petroli.

Una vegada realitzats tots els càlculs i assajos, els investigadors van arribar a la conclusió que l'estalvi en el consum d'energia s'havia de produir durant l'etapa de funcionament del pneumàtic, és a dir, sabent que el 20% del combustible es consumeix per fricció amb la terra durant el funcionament del dispositiu de marxa, aquest fricció era el que calia baixar.

Intentant baixar la fricció

Posem un exemple per a entendre la fricció que té el vehicle respecte al sòl quan circula. Imaginem que tenim tren i que va sobre raïls. La resistència a rodar és baixa, menor que si aquest tren viatgés sobre l'asfalt. I si el tren circulés sobre la sorra, la consistència seria molt major.

Tornant al cas de l'automòbil, en una carretera de sòl dur i suau, un dispositiu de marxa excessivament inflat per les rodes seria senzill, però si el pneumàtic tingués menys aire de prou, li costaria més. El sòl o pneumàtic que es pot deformar sempre ofereix una major resistència, i per això és important el pneumàtic, el seu grau d'impregnació, la composició de l'armadura i goma (tenir goma dura o tova), la deformabilitat, el disseny i la grandària (el diàmetre és inversament pro-porcional a la resistència, ja que es distribueix en major superfície de càrrega). Totes aquestes característiques permeten calcular el coeficient de resistència F i multiplicar la resistència de radi-damiento per la càrrega suportada.

D'altra banda, la resistència augmenta en funció de la velocitat, ja que la freqüència de deformació del pneumàtic és més elevada (es deforma més en un temps determinat quan funciona ràpid) i té influència sobre la resistència d'avanç.

Els investigadors de la casa Michelin, analitzant tots els paràmetres de resistència a l'avanç del vehicle, han aconseguit reduir un 35% (fins i tot un 50% en alguns vehicles urbans) el que suposa una reducció del consum de combustible d'un 4,9%. En els pneumàtics diagonals el valor mitjà del coeficient F és de 0,018 i en els radials de 0,014, però també afecta a l'estat i composició de la carretera. L'asfalt, per exemple, ofereix una resistència 1,2 vegades major que el formigó llis i el terreny 5 vegades major quan el camí és pla i el pneumàtic està ben inflat. En els millors pneumàtics radials actuals el coeficient és de 0,012, però en els “verds” és de 0,009 a 0,010. En els prototips realitzats per a vehicles elèctrics, a més, descendeix a 0,006 o 0,007, a causa de la seva major lentitud.

Bones prestacions i baixa resistència

Els camps de labo de Ladoux de Michelin per a aconseguir el pneumàtic verd han experimentat avanços significatius en el camp dels polímers. Des de fa molt temps s'ha treballat en la fabricació de pneumàtics de baixa resistència de rodament. Per a això n'hi ha prou amb posar en contacte amb el sòl una goma de gran elasticitat. Aquests cautxús reprodueixen la gairebé totalitat de l'energia captada després del deforado. Alguns cautxús naturals tenen aquest avantatge, però desgraciadament no “agarren” la terra en la carretera mullada.

Altres obstacles detectats en altres pneumàtics de baixa resistència són el desgast excessiu, les dificultats de maneig del vehicle, etc. A la vista d'aquestes circumstàncies, algunes cases han tractat de reduir la resistència mitjançant l'aplicació de pneo-maticos normals a major pressió, però sabem que el guanyat en aquest aspecte es perd en seguretat amb menys “agarri” al sòl. No obstant això, el pneumàtic verd no sols ha disminuït la resistència, sinó que no ha danyat la seguretat, la durabilitat o cap altra prestació.

Pneumàtics per a automòbils elèctrics

Per a indicar el camí cap a un pneumàtic verd, convé observar el desenvolupament de pneumàtics per a cotxes elèctrics. L'automòbil elèctric té per si mateix dos grans obstacles: baixa potència i bateries pesades. Per tant, requereixen bona aerodinàmica, lleugeresa i baixa resistència a rodar. Per aquest motiu les cases de pneumàtics hagin adoptat nous models experimentals, com Pirelli, Continental, Goodyear, etc. Han obtingut coeficients de 0,006 o 0,007, però a causa del pes de les bateries, el bastó d'armes dels pneumàtics ha de ser robust. El pneumàtic anomenat “Electró” de Michelin, per exemple, pot portar una càrrega que els convencionals adquireixen a una amplària de 235 mm gràcies a la seva estructura especial i a una pressió de 3,5 bar.

Una altra peculiaritat dels pneumàtics per a automòbils elèctrics és el seu perfil. Les velocitats són baixes, per la qual cosa el risc de lliscament per carretera mullada també és mínim. Per això, els canals que té la roda per a buidar l'aigua a penes són necessaris i tenen una “escultura” especial. Totes les escultures tenen formes corbades i similars, ja que totes les cases han obtingut resultats similars per a aconseguir una baixa resistència en el signe realitzat per ordinador. No obstant això, Michelin també té el seu secret en la confusió de les gomes per a tenir un coeficient millor que els altres.

Els pneumàtics verds de Michelin són com els normals externament. Només la marca d'on i quan s'ha fabricat pot denunciar que es tracta d'un pneumàtic verd i Michelin té motius per a comercialitzar semicíricamente els pneu-maticos verds. Perquè perquè la seva producció passa al 100% “verd” ha de canviar les fàbriques que té ara. És cert que no hi ha grans diferències en l'armadura, però és necessari introduir canvis en el sistema de fabricació i per a això es necessita temps. El nou tipus de goma d'amarrament d'armadura i “mà d'obra” no es prepara i vulcaniza com en els pneumàtics convencionals.

Els pneumàtics verds seran un 10% més cars que els convencionals, però aquesta diferència de cost la tindrà amortitzada l'automobilista a 11.000 km. És cert que aquest nou pneumàtic anunciat per Michelin serà copiat per altres cases. Diuen que els concursants saben la composició de la nova goma, però trigaran més de tres anys a fabricar-la.