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TODO SOBRE NEUMÁTICOS: SU ESTRUCTURA

Año tras año el reglamento técnico en la F1 se ha vuelto cada vez más restrictivo, sobre todo en aquellos apartados donde es más “sencillo” obtener ventaja sobre los rivales.


 La política de reducción limita la introducción de posibles innovaciones técnicas obligando a los equipos a concentrar su rendimiento en áreas muy concretas del coche. Invertir ingentes cantidades de dinero en el diseño de un monoplaza no sirve de nada si el elemento que une el coche al asfalto, las ruedas,  no son  capaces de suministrar toda la potencia creada al suelo. Conseguir que los neumáticos bridgestone trabajen de una manera óptima se convierte en uno de los factores críticos a la hora de encontrar el ansiado rendimiento en un buen monoplaza.

Tanto es así que en la Fórmula 1 moderna una diferencia de  rendimiento de tan solo un dos por ciento te puede hacer pasar de la zona media de la parrilla a luchar por la  Pole de ahí la importancia de medir, comprender y optimizar tanto  la temperatura como el desgaste de los neumáticos; elementos claves para conseguir el éxito en automovilismo.

Gestionar bien las ruedas se convierte un factor vital a la hora de ajustar el coche para cada carrera. La tarea no es nada fácil, como suele ocurrir en todo lo que está asociado a este deporte. Calentamiento, desgaste, granulación (graining), formación de ampollas (blistering), etc.  son algunas de las palabras del argot “formulero” más conocidas por los aficionados  y todas ellas tienen un factor en común: la temperatura de trabajo del neumático.

Aprovechando el vuelco que dará la normativa técnica sobre neumáticos para la próxima temporada voy a iniciar una serie de entregas sobre el tema. Como la materia a tratar es amplia habrá que dividirlo en entregas para que sea ameno.

La primera parada en el camino es obligatoria. Conocer la estructura interna de un neumático es fundamental para poder analizar posteriormente los efectos que sobre él se producen. Pues nada, abrocharos el cinturón que arrancamos.

Estructura de un neumático

Por muy sofisticado que parezcan, la estructura de un neumático de F1 es muy similar a los que montan habitualmente nuestros utilitarios.

 

La parte de la cubierta que se fija y ajusta a la llanta es el aro de talón. Esta pieza está formada por un cable de acero inextensible recubierto de caucho. La combinación de los dos materiales formanel talón y de él depende poder crear la estanqueidad o no. Su ajuste con la llanta es fundamental ya que  impide que el aire pueda salir por ese punto de unión y así evita las fugas.

Sobre el aro del talón se van enrollando una serie de hilos (textiles o de acero) embutidos en goma que van formando la estructura interna del neumático. A esa estructura flexible se le llama carcasa y sirve de base para colocar el resto de lonas y capas de goma que conforman la  rueda. Sobre su parte interna se deposita una capa de caucho sintético para que la estructura sea estanca (impermeable  al aire), haciendo la función de cámara de aire.

Optimizar el diseño de la carcasa es vital para el rendimiento del neumático. Esta estructura debe soportar tanto la carga y como la velocidad que genera el coche; eso sí, con la inestimable ayuda de la presión del gas que se encuentre dentro de la rueda. Otras de sus funciones es crear estabilidad, mejorar el rendimiento,  confort y  eficiencia energética de la cubierta.

La zona baja del neumático (de neumaticos baratos), junto a los flancos juega un papel fundamental ya que es la encargada de transmitir el par motor (potencia del vehículo) cuando se acelera desde la llanta hacia la zona de contacto con el suelo. En las frenadas invertirá su función; impediría que la llanta gire para así poder detener el coche.

El último elemento del lateral es el flanco. Es la zona comprendida entre la banda de rodadura y los talones. Su principal función consiste en absorber y soportar los golpes, especialmente contra las aceras. En la F1 no suele haber aceras pero sí pianos altos,  muros e incluso coches de los rivales. Está hecho de caucho flexible, y es con diferencia la parte que  soporta más presión y sufre más deformaciones durante el rodamiento. Además, en los flancos se suele grabar toda la información y marcajes del neumático. Su tamaño determina la altura de la cubierta.

Llegamos por fin a la zona que nos interesa: la zona central del neumático. Sobre la carcasa se van añadiendo una serie de capas (lonas de cima) que van formando un cinturón que garantiza la resistencia mecánica del neumático tanto a la velocidad y como a la fuerza centrífuga. Las lonas se van superponiendo y pegando  unas sobre otras de forma radial, creando un cinturón de tejido entrecruzando que fortalecer la estructura. El cruce de sus hilos, forman un entramado de triángulos indeformables que se adherirse a la carcasa, garantizando la rigidez de la cima. El material empleado para fabricar los hilos de las lonas dependerá de las características que el fabricante quiera dar a la cubierta. Los más habituales es emplear cables metálicos (acero) y las fibras de kevlar o nomex.

En términos de resistencia mecánica (resistencia a la torsión y a la tracción concretamente) el acero es el material elegido, de hecho se emplea para las ruedas de nuestros utilitarios pero en competición tienen un problema: con el calor se dilata, como le sucede a la mayoría de metales. Además tiene un grado de conductividad térmica elevado (conducen con mucha facilidad el calor), lo que provoca que la temperatura de la banda de rodadura suba rápidamente. Por el contrario el kevlar, como también le sucede al Nomex, presenta una baja conductividad térmica debido a que son polímeros sintéticos (un tipo de plástico). Los materiales plásticos no son buenos conductores del calor, incluso algunos se emplean como aislantes térmicos como es el caso de la baquelita, el plástico negro que recubre los mangos de las sartenes y ollas. Esta propiedad, junto a su dureza les hace ser ideales para crear carcasas de neumáticos.

Los dos sistemas se  han empleado en la F1 con éxito en el pasado. La elección por parte del fabricante del material a emplear en la estructura interna marcará la línea a seguir en el diseño del coche ya que influirá de manera considerable en el comportamiento futuro del neumático de competición se podran comprar mediante oferta neumaticos online, llegando incluso a potenciar o disminuir los problemas según los casos. 

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