Neumático "verde"

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

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Hace dos años la casa Michelin anunció un nuevo producto que iba a influir desde su neumático radial en una importante revolución. Cuando dijo que el consumo de los vehículos iba a disminuir considerablemente, la gente no le creyó demasiado. En 1991 los automovilistas norteamericanos empezaron a recoger unos neumáticos verdes, pero en 1992 en la feria de muestras de Detroit se comprobó la novedad: La casa Michelin pronto hará todos sus neumáticos, incluso los de camión.

En busca del neumático ecológico

Los ingenieros del centro de investigación de Ladoux, junto a Clermont-Ferrand, llevaban tiempo buscando un neumático más “ecológico” que el convencional. El neumático de automóvil convencional consta de un bono de cal, hidrógeno (en cauchos naturales y sintéticos), cables de acero, tejidos, zinc, latón y, en menor medida, otros productos químicos, pero además requiere una energía de 27 litros de petróleo, que es el dato más importante.

El neumático biodegradable tampoco se ha planteado por motivos de seguridad. De la semana a la semana nadie andaría con una rueda que se está degradando y erosionando. El automovilista preferiría el neumático que no se desgasta ni se desgasta, y hay que decir que cuando se instaló el sistema radial, la duración de las ruedas se incrementó en un 25%. En la actualidad, los neumáticos recorren una media de 50.000 kilómetros y, por supuesto, seguirán aumentando, pero no se pueden conseguir ruedas que no se desgasten.

Otro avance sería hacer un neumático más ligero. El sistema radial se redujo un 20% en su momento y después se ha ganado otro 10%, pero en los próximos diez años se reducirá un máximo del 5%. Por lo tanto, desde el punto de vista del peso no hay grandes expectativas.

Otra solución podría ser el recauchutado de neumáticos, ya que con la colocación de la nueva goma en la rueda vieja se ahorra energía de 9 litros de petróleo.

Una vez realizados todos los cálculos y ensayos, los investigadores llegaron a la conclusión de que el ahorro en el consumo de energía se debía producir durante la etapa de funcionamiento del neumático, es decir, sabiendo que el 20% del combustible se consume por fricción con la tierra durante el funcionamiento del dispositivo de marcha, ese fricción era lo que había que bajar.

Intentando bajar la fricción

Pongamos un ejemplo para entender la fricción que tiene el vehículo con respecto al suelo cuando circula. Imaginemos que tenemos tren y que va sobre raíles. La resistencia a rodar es baja, menor que si ese tren viajara sobre el asfalto. Y si el tren circulara sobre la arena, la consistencia sería mucho mayor.

Volviendo al caso del automóvil, en una carretera de suelo duro y suave, un dispositivo de marcha excesivamente hinchado por las ruedas sería sencillo, pero si el neumático tuviera menos aire de lo suficiente, le costaría más. El suelo o neumático que se puede deformar siempre ofrece una mayor resistencia, y por ello es importante el neumático, su grado de impregnación, la composición del armazón y goma (tener goma dura o blanda), la deformabilidad, el diseño y el tamaño (el diámetro es inversamente pro-porcional a la resistencia, ya que se distribuye en mayor superficie de carga). Todas estas características permiten calcular el coeficiente de resistencia F y multiplicar la resistencia de radio-damiento por la carga soportada.

Por otro lado, la resistencia aumenta en función de la velocidad, ya que la frecuencia de deformación del neumático es más elevada (se deforma más en un tiempo determinado cuando funciona rápido) y tiene influencia sobre la resistencia de avance.

Los investigadores de la casa Michelin, analizando todos los parámetros de resistencia al avance del vehículo, han conseguido reducir un 35% (incluso un 50% en algunos vehículos urbanos) lo que supone una reducción del consumo de combustible de un 4,9%. En los neumáticos diagonales el valor medio del coeficiente F es de 0,018 y en los radiales de 0,014, pero también afecta al estado y composición de la carretera. El asfalto, por ejemplo, ofrece una resistencia 1,2 veces mayor que el hormigón liso y el terreno 5 veces mayor cuando el camino es llano y el neumático está bien hinchado. En los mejores neumáticos radiales actuales el coeficiente es de 0,012, pero en los “verdes” es de 0,009 a 0,010. En los prototipos realizados para vehículos eléctricos, además, desciende a 0,006 o 0,007, debido a su mayor lentitud.

Buenas prestaciones y baja resistencia

Los campos de labo de Ladoux de Michelin para lograr el neumático verde han experimentado avances significativos en el campo de los polímeros. Desde hace mucho tiempo se ha trabajado en la fabricación de neumáticos de baja resistencia de rodamiento. Para ello basta con poner en contacto con el suelo una goma de gran elasticidad. Estos cauchos reproducen la casi totalidad de la energía captada tras el deforado. Algunos cauchos naturales tienen esta ventaja, pero desgraciadamente no “agarran” la tierra en la carretera mojada.

Otros obstáculos detectados en otros neumáticos de baja resistencia son el desgaste excesivo, las dificultades de manejo del vehículo, etc. A la vista de estas circunstancias, algunas casas han tratado de reducir la resistencia mediante la aplicación de pneo-maticos normales a mayor presión, pero sabemos que lo ganado en este aspecto se pierde en seguridad con menos “agarre” al suelo. Sin embargo, el neumático verde no sólo ha disminuido la resistencia, sino que no ha dañado la seguridad, la durabilidad o ninguna otra prestación.

Neumáticos para automóviles eléctricos

Para indicar el camino hacia un neumático verde, conviene observar el desarrollo de neumáticos para coches eléctricos. El automóvil eléctrico tiene por sí mismo dos grandes obstáculos: baja potencia y baterías pesadas. Por tanto, requieren buena aerodinámica, ligereza y baja resistencia a rodar. De ahí que las casas de neumáticos hayan adoptado nuevos modelos experimentales, como Pirelli, Continental, Goodyear, etc. Han obtenido coeficientes de 0,006 ó 0,007, pero debido al peso de las baterías, el bastón de armas de los neumáticos debe ser robusto. El neumático llamado “Electrón” de Michelin, por ejemplo, puede llevar una carga que los convencionales adquieren a una anchura de 235 mm gracias a su estructura especial y a una presión de 3,5 bar.

Otra peculiaridad de los neumáticos para automóviles eléctricos es su perfil. Las velocidades son bajas, por lo que el riesgo de deslizamiento por carretera mojada también es mínimo. Por ello, los canales que tiene la rueda para vaciar el agua apenas son necesarios y tienen una “escultura” especial. Todas las esculturas tienen formas curvadas y similares, ya que todas las casas han obtenido resultados similares para conseguir una baja resistencia en el signo realizado por ordenador. Sin embargo, Michelin también tiene su secreto en la confusión de las gomas para tener un coeficiente mejor que los demás.

Los neumáticos verdes de Michelin son como los normales externamente. Sólo la marca de dónde y cuándo se ha fabricado puede denunciar que se trata de un neumático verde y Michelin tiene motivos para comercializar semicíricamente los pneu-maticos verdes. Porque para que su producción pase al 100% “verde” tiene que cambiar las fábricas que tiene ahora. Es cierto que no hay grandes diferencias en el armazón, pero es necesario introducir cambios en el sistema de fabricación y para ello se necesita tiempo. El nuevo tipo de goma de amarre de armazón y “mano de obra” no se prepara y vulcaniza como en los neumáticos convencionales.

Los neumáticos verdes serán un 10% más caros que los convencionales, pero esta diferencia de coste la tendrá amortizada el automovilista a 11.000 km. Es cierto que este nuevo neumático anunciado por Michelin será copiado por otras casas. Dicen que los concursantes saben la composición de la nueva goma, pero tardarán más de tres años en fabricarla.