El papel de los neumáticos en la adherencia del vehículo

  • Autor: OPONEO.ES

Para mucha gente, el coche deportivo se halla asociado con un poderoso motor, discos de freno enormes y suspensión dura para llevar rápidamente el vehículo por las curvas.

Con mucha frecuencia, la maniobrabilidad y la adherencia se ven atribuidas únicamente al funcionamiento de muelles y amortiguadores. Esta tendencia es particularmente visible entre los conductores que tunean sus coches bajándolos y endureciendo la suspensión a la espera de mejor conducción.

La adherencia del vehículo depende de los neumáticos

Por desgracia, pocas personas se dan cuenta de que el factor de mayor importancia para la conducción no es la suspensión, sino los neumáticos. La aceleración, el frenado así como las fuerzas centrífugas en las curvas son transmitidos por los neumáticos, o más bien, por la exigua superficie de contacto entre los neumáticos y la calzada.

Al observar los “rallyistas” en las calles, con frecuencia se puede tener la impresión de que no están totalmente de acuerdo con esa opinión. Un motor excesivamente poderoso, alerones gigantes, suspensión baja y dura, frenos grandes y eficaces son considerados ingredientes para la receta de la adherencia. Sin embargo, muy a menudo se pasa por alto que todos estos parámetros, obtenidos gracias a unos elementos muy caros, de un modo u otro deben transmitirse por un trozo de goma negra.

La adherencia de un neumático es un elemento fundamental para la seguridad de la conducción.

La alta adherencia del vehículo es una garantía de nuestra seguridad.

¿Qué es la adherencia?

La adherencia de los neumáticos es el rozamiento entre dos superficies: el caucho y la calzada. Sin embargo, no es un valor constante, depende de la temperatura, de la presión y – lo más importante – de la rugosidad del suelo. Lo que es interesante es que la máxima adherencia coincide con un suave deslizamiento transversal del neumático.

¿Por qué sucede esto? Vamos a estudiar este fenómeno con mayor profundidad. El caucho interactúa con el suelo de una manera bastante particular, ya que la adherencia se ve influida por un fenómeno llamado adhesión. La adhesión sucede cuando las moléculas del caucho entran en contacto directo con el suelo. El caucho es un polímero, el asfalto a su vez tiene una estructura cristalina. Cuando ambas estructuras rozan una contra otra con gran velocidad, las moléculas de caucho se deforman. Algunos de los enlaces se rompen y aparecen otros. Este proceso se repite de forma cíclica mientras rozar una superficie contra otra. Dicha rotura y compresión de enlaces intermoleculares absorbe la energía llamada precisamente fuerza adhesiva. Esta fuerza alcanza el valor máximo cuando la diferencia de las velocidades se sitúa entre 0,03 y 0,06 metros por segundo.

La mejor adherencia al borde de deslizamiento transversal

Cuando la diferencia de las velocidades es mayor, el fenómeno de adhesión cede de forma sustancial a la histéresis: derivada de deformación de la superficie del neumático. Como resultado de este proceso, algunas de las partes del caucho se comprimen, mientras que otras se estiran. Para que sea posible el estiramiento, los átomos en el caucho deben moverse unos respecto a otros. Este proceso debe estar acompañado del rozamiento que, a su vez, calienta el neumático. Sucede la absorción de energía, lo que es muy similar a la adhesión, pero en este caso se denomina rozamiento interior.

Entonces, ¿cuándo la adherencia es máxima? La adherencia ideal sucede cuando se conduce al borde de deslizamiento transversal (incluso sobrepasándolo ligeramente), la mezcla de caucho es blanda y el suelo, a su vez, liso y caliente. En la superficie de contacto dominan entonces las fuerzas de adhesión, responsables por el fenómeno de agarre del caucho al asfalto.

Una perspectiva práctica

Volvamos al coche pasando rápido por una curva. Cuanto mayor es la velocidad, mayores son también las fuerzas centrífugas que actúan sobre el coche. A través de los muelles y amortiguadores que suavizan sus movimientos bruscos, el coche transmite su peso hacia los neumáticos, aumentando así su presión sobre el suelo. En principio, la adherencia es el producto de presión por rozamiento del neumático con el suelo. La presión en las curvas aumenta a causa de la fuerza centrífuga que transmite el peso del vehículo hacia los neumáticos exteriores. Sin embargo, para obtener mejores resultados, el coeficiente de rozamiento entre el neumático y el asfalto debe ser igualmente grande. Sobre todo porque todas las fuerzas centrífugas deben equilibrarse por la adherencia de una superficie de tamaño de tarjeta postal (esta es la superficie de contacto de un neumático con el suelo).

Adherencia de neumáticos de carrera

¿Cuál es la importancia de la adherencia? La entienden mejor los pilotos de carrera quienes saben que los neumáticos son la llave para conseguir mejores tiempos de vuelta. Hay opiniones de que los neumáticos constituyen 75% de la correcta puesta a punto del vehículo para la pista. Sólo después siguen ajustes de la suspensión, balance de frenos o relación de la transmisión. ¿Qué son, pues, poder y velocidad que no se pueden “transmitir” a través de una curva?

Siendo conscientes de ello, los fabricantes de neumáticos intentan seleccionar una mezcla de caucho de forma que sus productos alcancen mejores parámetros posibles en condiciones determinadas. Por supuesto, cada uno de los parámetros es un resultado de compromiso, ya que gran adherencia no va a la par con larga durabilidad. Por ejemplo, los neumáticos duros se caracterizan por larga durabilidad, pero a costa de adherencia reducida. Al contrario, un neumático adherente de mezcla blanda se desgasta muy rápido y además exige altas temperaturas de trabajo (es porque en la F1 se dice que el piloto debe calentar los neumáticos). Tampoco debe olvidarse que la tarea de los fabricantes de neumáticos deportivos es mucho más fácil, ya que las condiciones de trabajo para tales neumáticos están claramente definidas. Cada mezcla tiene su propia gama de temperaturas óptima, fuera de la cual se destruye inmediatamente o no garantiza adherencia. Dicha relación entre la durabilidad y la adherencia es obvia y nadie se queja de que un neumático más adherente se desgaste más rápido. Cuando empieza a llover, los pilotos inmediatamente ponen neumáticos de lluvia (wet) o neumáticos intermedios (intermediate), si la precipitación no es muy fuerte.

Adherencia de neumáticos de calle

La tarea de los fabricantes de neumáticos de calle es mucho más difícil, ya que deben conciliar la alta adherencia, requerida por los usuarios, con el máximo recorrido posible. Además, el neumático debe caracterizarse por un buen comportamiento a la lluvia y extensa gama de temperaturas de trabajo. Para satisfacer a los clientes, legiones de ingenieros elaboran durante años las mezclas y dibujos de la banda de rodadura siendo un compromiso entre las calidades arriba citadas. En práctica, no hay neumáticos perfectamente universales, es decir tales que funcionen bien en cualquier condición. Por lo tanto, los neumáticos deportivos, que funcionan a temperaturas un poco más altas que los universales, funcionarán mucho peor a 10°C, una temperatura a la cual los neumáticos universales todavía mantienen propiedades de rodadura satisfactorias. Numerosos llamamientos de fabricantes al uso de neumáticos de invierno no carecen de fundamento. Es simplemente imposible elaborar un neumático que pueda funcionar en tan extensa gama de temperaturas de trabajo (entre –20°C y +60°C). La temperatura límite de trabajo correcto para un neumático de verano es aproximadamente 7°C, por debajo de los cuales el neumático pierde rápidamente sus propiedades de adhesión con el suelo.

El papel de la adherencia de neumáticos en la seguridad vial

Los escépticos dicen que desde siempre ha habido nieve y frío y la gente se las arreglaba. Si bien tienen cierto grado de razón, cabe recordar que la tecnología de fabricación de la mezcla de caucho no era avanzada y los malos parámetros a temperaturas bajas afectaban a todos sin excepción. En pocas palabras, cada usuario de la carretera gozaba de poca adherencia. ¿Y hoy?
Basta imaginar que el coche por delante, equipado con neumáticos de invierno, empieza a frenar en seco. Sus neumáticos son más adherentes que los “universales”, o peor aún, de verano. ¡Un accidente seguro! De nada sirve la conducción segura y respeto de la distancia de seguridad, si cada propietario de neumáticos de invierno puede en cualquier momento colarse entre los dos coches…

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