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¿Cómo se fabrica un neumático?

¿Cómo se fabrica un neumático?

El neumático es el único punto de contacto entre el auto y el suelo. Los neumáticos deben tener un equilibrio entre tracción, confort, durabilidad, eficiencia energética, y costo global. Como resultado de estas necesidades, diseñar y fabricar un neumático es más complejo de lo que pensás.

Tomemos como ejemplo un smartphone. Parece ser mucho más complejo que un neumático. Pero en realidad, en el proceso de desarrollo se necesita la misma cantidad de investigación y de tecnología para crear un neumático.

Pasos del proceso de fabricación del neumático

1- Conocimiento por medio de la investigación

Estudiamos los hábitos de manejo y de uso de neumáticos de las personas para asegurarnos de que nuestros neumáticos cubran las necesidades de todos.

2- Desarrollo y combinación de materiales

Se utilizan más de 200 componentes en un neumático. Todos juegan un papel fundamental en la seguridad, el rendimiento del combustible, el funcionamiento y el cuidado del medio ambiente.

Estos componentes se dividen en cinco grupos:

  • Goma natural: es el componente principal de las capas de la banda de rodamiento.
  • Goma sintética: parte de las bandas de los neumáticos de autos, camionetas y 4x4.
  • Negro de carbón y sílice: usado como agente de refuerzo para mejorar la durabilidad.
  • Cables de refuerzo metálicos y textiles: el "esqueleto" del neumático, generando formas geométricas y ofreciendo rigidez.
  • Varios productos químicos: para obtener cualidades únicas, como resistencia a la rodadura o alta adherencia.

3- Diseño

Creamos varios diseños y usamos simulaciones para evaluar y seleccionar los mejores conceptos de neumático.

4- Fabricación

Creamos con nuestros expertos cada neumático por medio de procesos tanto manuales como mecánicos. Cuando es necesario, inventamos nuestra propia maquinaria para lograr nuestras exigencias.

5- Control de calidad

El control de calidad no es solo el último paso. Medimos la calidad a lo largo de todo el proceso.

Hacemos más de mil millones de kilómetros de pruebas de neumáticos al año, el equivalente a manejar alrededor del planeta 40 veces.

¿Cómo afecta el diseño
del neumático en el desempeño?

El diseño de la banda de rodamiento del neumático, los surcos y dibujos en la goma de la superficie del neumático, es crucial para el funcionamiento. El diseño de la banda de rodamiento cumple un papel fundamental en la adherencia del neumático en diferentes condiciones de manejo, y puede afectar tanto la seguridad como el confort al manejar.

Seguridad, ejemplo de adherencia en piso mojado

Para comprender el papel de la banda de rodamiento del neumático sobre superficies mojadas, conviene pensar en una bomba de agua. Cuanto más canales tiene la banda de rodamiento del neumático, mejor bombea el agua hacia afuera entre el neumático y la calle. Es notable que puede desplazar el agua en algunos milisegundos. Un neumático 195/65 R 15, por ejemplo, puede desplazar cerca de 15 litros de agua por segundo.

Elementos del diseño que afectan a la adherencia:

  • Radio de hendidura: Cuanto más largos y más cantidad de surcos tenga el neumático, mejor se bombea el agua hacia afuera.
  • Forma y diseño: La forma del diseño de la banda de rodamiento (simétrica, direccional, asimétrica) contribuye a la velocidad con que se drena el agua.
  • Microsurcos: Son pequeñas rajaduras en la superficie de goma de la banda de rodamiento. Mejoran la tracción en superficies mojadas o congeladas. Los microsurcos actúan como limpiaparabrisas, ayudando a los bordes y surcos del neumático a drenar el agua hacia afuera.

Placer de manejo, ejemplo de adherencia en calle seca

Uno de los principales factores que contribuyen a una maniobra precisa y a la reactivación, es la dureza del diseño de la banda de rodamiento.

Elementos del diseño que afectan a la adherencia seca:

  • El perfil (forma) del neumático: Un perfil con hombros cuadrados ofrece un buen soporte en las curvas.
  • La cantidad de hendiduras: Cuanto menor es el porcentaje de hendiduras en el diseño de la banda de rodamiento, más goma hará contacto con el piso y será mayor el nivel de adherencia.
  • Bloques de banda de rodamiento: Cuanto mayores sean los bloques individuales de la banda de rodamiento en el diseño, mayor será la tracción. Pero esto puede generar más ruido de ruta.
  • Microsurcos auto bloqueantes: Los bloques de la banda de rodamiento con muchos microsurcos reducen la rigidez en el diseño de la banda de rodamiento. Para contrarrestar este efecto, hemos introducido microsurcos complejos de 3 dimensiones, que se traban entre sí al sentir carga.

¿Cuál es la estructura de un neumático?

El típico neumático radial está compuesto por nueve partes principales.

Forro interno: una capa de goma sintética hermética (es el equivalente moderno al tubo interno).

Capa de la carcasa: la capa que hay sobre el forro interno, hecho de cables de fibra textil, amalgamada en la goma. Estos cables determinan en gran medida la resistencia del neumático y le ayudan a resistir la presión. Los neumáticos estándar contienen cerca de 1.400 cables, y cada uno puede resistir una fuerza de 15 kg.

Área de talón inferior: es allí donde el neumático de goma se adhiere al aro de metal. La potencia del motor y del frenado se transmite desde el aro al neumático por medio del área de contacto con la superficie de la calle.

Talones: se ajustan con firmeza en contra del aro del neumático para garantizar un calce hermético y mantener el neumático ubicado correctamente en el aro. Cada cable puede resistir una carga de hasta 1.800 kg sin comprometer el frenado. Existen ocho en el auto, dos por neumático. Equivalen a un total de 14.400 kg de fuerza de resistencia. Un auto promedio pesa cerca de 1.500 kg.

Flanco: protege el costado del neumático contra impactos con las curvas y con la calle. Hay detalles importantes acerca del neumático escritos en el flanco, como el ancho del neumático y el índice de velocidad.

Capa de la cubierta: determina en gran medida la resistencia del neumático. Está hecha de cables de acero muy finos y resistentes, amalgamados con la goma. Esto significa que el neumático puede resistir la tensión de los giros, y no se expande debido a la rotación del neumático. Es además lo suficientemente flexible para absorber las deformaciones causadas por lomos de burro, pozos, y otros obstáculos de la calle.

Capa de tapa (o lona de cima de "cero grados"): esta importante capa de seguridad reduce la fricción causada por el calor y ayuda a mantener la forma del neumático cuando se maneja a alta velocidad. Para evitar el estiramiento centrífugo del neumático, se utilizan cables reforzados a base de nailon incrustados en una capa de la goma y alrededor de la circunferencia del neumático.

Pliegues de corona (o lonas de cima): ofrecen una base rígida para la banda de rodamiento.

Banda de rodamiento: ofrece tracción y adherencia al doblar para el neumático, y está diseñada para resistir el desgaste, la abrasión y el calor.