Pneumático "verde"

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

• Garraioak
• Materialak
• Ingurumena

Hai dous anos a casa Michelin anunciou un novo produto que ía influír desde o seu pneumático radial nunha importante revolución. Cando dixo que o consumo dos vehículos ía diminuír considerablemente, a xente non lle creu demasiado. En 1991 os automobilistas norteamericanos empezaron a recoller uns pneumáticos verdes, pero en 1992 na feira de mostras de Detroit comprobouse a novidade: A casa Michelin pronto fará todos os seus pneumáticos, incluso os de camión.

En busca do pneumático ecolóxico

Os enxeñeiros do centro de investigación de Ladoux, xunto a Clermont-Ferrand, levaban tempo buscando un pneumático máis “ecolóxico” que o convencional. O pneumático de automóbil convencional consta dun bono de cal, hidróxeno (en cauchos naturais e sintéticos), cables de aceiro, tecidos, zinc, latón e, en menor medida, outros produtos químicos, pero ademais require una enerxía de 27 litros de petróleo, que é o dato máis importante.

O pneumático biodegradable tampouco se expuxo por motivos de seguridade. Da semana á semana ninguén andaría cunha roda que se está degradando e erosionando. O automobilista preferiría o pneumático que non se desgasta nin se desgasta, e hai que dicir que cando se instalou o sistema radial, a duración das rodas incrementouse nun 25%. Na actualidade, os pneumáticos percorren una media de 50.000 quilómetros e, por suposto, seguirán aumentando, pero non se poden conseguir rodas que non se desgasten.

Outro avance sería facer un pneumático máis lixeiro. O sistema radial reduciuse un 20% no seu momento e despois gañouse outro 10%, pero no próximos dez anos reducirase un máximo do 5%. Por tanto, desde o punto de vista do peso non hai grandes expectativas.

Outra solución podería ser o recauchutado de pneumáticos, xa que coa colocación da nova goma na roda vella afórrase enerxía de 9 litros de petróleo.

Una vez realizados todos os cálculos e ensaios, os investigadores chegaron á conclusión de que o aforro no consumo de enerxía debíase producir durante a etapa de funcionamento do pneumático, é dicir, sabendo que o 20% do combustible consómese por fricción coa terra durante o funcionamento do dispositivo de marcha, esa fricción era o que había que baixar.

Tentando baixar a fricción

Poñamos un exemplo paira entender a fricción que ten o vehículo con respecto ao chan cando circula. Imaxinemos que temos tren e que vai sobre raíles. A resistencia a rodar é baixa, menor que se ese tren viaxase sobre o asfalto. E se o tren circulase sobre a area, a consistencia sería moito maior.

Volvendo ao caso do automóbil, nunha estrada de chan duro e suave, un dispositivo de marcha excesivamente inchado polas rodas sería sinxelo, pero se o pneumático tivese menos aire do suficiente, custaríalle máis. O chan ou pneumático que se pode deformar sempre ofrece una maior resistencia, e por iso é importante o pneumático, o seu grao de impregnación, a composición do armazón e goma (ter goma dura ou branda), a deformabilidad, o deseño e o tamaño (o diámetro é inversamente prol-porcional á resistencia, xa que se distribúe en maior superficie de carga). Todas estas características permiten calcular o coeficiente de resistencia F e multiplicar a resistencia de radio-damiento pola carga soportada.

Doutra banda, a resistencia aumenta en función da velocidade, xa que a frecuencia de deformación do pneumático é máis elevada (se deforma máis nun tempo determinado cando funciona rápido) e ten influencia sobre a resistencia de avance.

Os investigadores da casa Michelin, analizando todos os parámetros de resistencia ao avance do vehículo, conseguiron reducir un 35% (mesmo un 50% nalgúns vehículos urbanos) o que supón una redución do consumo de combustible dun 4,9%. Nos pneumáticos diagonais o valor medio do coeficiente F é de 0,018 e nos radiais de 0,014, pero tamén afecta o estado e composición da estrada. O asfalto, por exemplo, ofrece una resistencia 1,2 veces maior que o formigón liso e o terreo 5 veces maior cando o camiño é chairo e o pneumático está ben inchado. Nos mellores pneumáticos radiais actuais o coeficiente é de 0,012, pero nos “verdes” é de 0,009 a 0,010. Nos prototipos realizados paira vehículos eléctricos, ademais, descende a 0,006 ou 0,007, debido á súa maior lentitude.

Boas prestacións e baixa resistencia

Os campos de labo de Ladoux de Michelin paira lograr o pneumático verde han experimentado avances significativos no campo dos polímeros. Desde hai moito tempo traballouse na fabricación de pneumáticos de baixa resistencia de rodamiento. Paira iso basta con pór en contacto co chan una goma de gran elasticidade. Estes cauchos reproducen a case totalidade da enerxía captada tras o deforado. Algúns cauchos naturais teñen esta vantaxe, pero desgraciadamente non “agarran” a terra na estrada mollada.

Outros obstáculos detectados noutros pneumáticos de baixa resistencia son o desgaste excesivo, as dificultades de manexo do vehículo, etc. Á vista destas circunstancias, algunhas casas trataron de reducir a resistencia mediante a aplicación de pneo-maticos normais a maior presión, pero sabemos que o gañado neste aspecto pérdese en seguridade con menos “agarre” ao chan. Con todo, o pneumático verde non só diminuíu a resistencia, senón que non danou a seguridade, a durabilidad ou ningunha outra prestación.

Pneumáticos paira automóbiles eléctricos

Paira indicar o camiño cara a un pneumático verde, convén observar o desenvolvemento de pneumáticos paira coches eléctricos. O automóbil eléctrico ten en por si dous grandes obstáculos: baixa potencia e baterías pesadas. Por tanto, requiren boa aerodinámica, lixeireza e baixa resistencia a rodar. Por iso é polo que as casas de pneumáticos adopten novos modelos experimentais, como Pirelli, Continental, Goodyear, etc. Obtiveron coeficientes de 0,006 ó 0,007, pero debido ao peso das baterías, o bastón de armas dos pneumáticos debe ser robusto. O pneumático chamado “Electrón” de Michelin, por exemplo, pode levar una carga que os convencionais adquiren a unha anchura de 235 mm grazas á súa estrutura especial e a unha presión de 3,5 bar.

Outra peculiaridade dos pneumáticos paira automóbiles eléctricos é o seu perfil. As velocidades son baixas, polo que o risco de deslizamiento por estrada mollada tamén é mínimo. Por iso, as canles que ten a roda paira baleirar a auga apenas son necesarios e teñen una “escultura” especial. Todas as esculturas teñen formas curvadas e similares, xa que todas as casas obtiveron resultados similares paira conseguir una baixa resistencia no signo realizado por computador. Con todo, Michelin tamén ten o seu segredo na confusión das gomas paira ter un coeficiente mellor que os demais.

Os pneumáticos verdes de Michelin son como os normais externamente. Só a marca de onde e cando se fabricou pode denunciar que se trata dun pneumático verde e Michelin ten motivos paira comercializar semicíricamente os pneu-maticos verdes. Porque para que a súa produción pase ao 100% “verde” ten que cambiar as fábricas que ten agora. É certo que non hai grandes diferenzas no armazón, pero é necesario introducir cambios no sistema de fabricación e paira iso necesítase tempo. O novo tipo de goma de amarre de armazón e “man de obra” non se prepara e vulcaniza como nos pneumáticos convencionais.

Os pneumáticos verdes serán un 10% máis caros que os convencionais, pero esta diferenza de custo teraa amortizada o automobilista a 11.000 km. É certo que este novo pneumático anunciado por Michelin será copiado por outras casas. Din que os concursantes saben a composición da nova goma, pero tardarán máis de tres anos en fabricala.