Neumáticos de Inviernocon clavos retráctiles

Sergio González Alonso

¿Qué son los neumáticos de invierno?

Los neumaticos de invierno están especificamente diseñados para rodar en condiciones de extrema dureza, bajas temperaturas, y carreteras llenas de hielo o nieve.

Caracteristicas:

-Mayor número de aristas en la banda de rodadura.-Laminillas autoblocantes que aumentan su adherencia en condiciones extremas. -Diferente compuesto de goma que se emplean frente a los tradicionales.-No pierden eficacia en temperaturas de menos de 7°C.-Mayor profundidad en el dibujo, unos dos milímetros mas. -Una presión, debido a las bajas temperaturas, de unos 0,2 bar.

Todas estas caracteristicas hacen que las distancias de frenado por debajo de los

7ºC tanto en mojado como en nieve sean en torno a un 40% menor que con los

neumaticos standard.

¿Qué son los neumáticos con clavos?

Un neumático con clavos es un neumático de invierno con púas metálicas en la banda de rodadura. Su número depende del modelo y tamaño de los neumáticos que varía de 60 a 120, cada uno pesa unos 2 gramos. La función de los clavos es hacer máxima la adherencia en superficies cubiertas de hielo o nieve. El clavo es un elemento realizado con una aleación extremadamente resistente a la fricción de metal, carbono y wolframio que sobresale una media de 1,5 mm de la superficie del neumático.

Ventajas:

-Alta adherencia en superficies cubiertas de nieve y hielo.

Inconvenientes:

-Sobre una superficie húmeda los neumáticos con clavos se desenvuelven peor que los de invierno estándar.-Influyen negativamente en el estado de la calzada.-Tras muchos kilómetros recorridos tienden a “perder” clavos.

Concepto

Parece claro que los inconvenientes de los neumáticos con clavos, aunque parezca una contrariedad esta en los mismo clavos. En el momento en el que el hielo o la nieve desaparece bajo nuestras ruedas, pierden todo su atractivo.

Los clavos en pavimento mojado pierden tracción, llegando incluso a ser peligroso

circular en esas condiciones, sin contar el maltrato físico que hacen de las carreteras

si están fuera de su hábitat.

Así pues, ¿Por qué no aunamos los dos conceptos y tratamos de coger lo beneficioso de cada uno desechando lo malo?

De esta concepto, e inspirándonos en la naturaleza, trataremos de desarrollar unos neumáticos con clavos retractiles a voluntad, al igual que hacen los felinos con sus garras, o determinadas serpientes con sus colmillos.

Buscaremos ahora entre las tecnologias disponibles para ver de cual nos podriamos beneficiar.

1. Tecnología Actual 1.1 Neumáticos Run Flat

Los neumáticos Runflat son neumáticos autoportantes con el flanco reforzado. Su ventaja es que en caso de pinchazo o pérdida repentina de presión, no desllantan, por lo que permiten seguir teniendo el control del vehículo en todo momento. Comparado con un neumático convencional, sería equivalente a circular con una presión un poco por encima de 1 bar.

Ventajas:

-Una vez desinflado, permiten rodar entre 50

y 250 kilómetros dependiendo del fabricante

a una velocidad máxima de 80 km/h.

Inconvenientes:-Más pesados que los normales.-Penalizan el consumo

1. Tecnología Actual 1.2 Neumáticos Bicomponentes

Son un tipo de neumático usado sobre todo en el mundo de las motos y bicicletas, se

caracterizan por que la cubierta están formada por dos tipos diferentes de gomas, una mas dura en el centro primando el menor desgaste posible y un compuesto mas blando en los flancos para optimizar el agarre.

1. Tecnología Actual 1.3 Macizado de Neumáticos con Poliuretano

El poliuretano bicomponente se inyecta en estado liquido en los neumáticos montado en su llanta hasta una presión final determinada y constante reemplazando el aire del neumático por un elástico polímero. Polimeriza después de reposar unas 24/36 horas a temperatura ambiente, convirtiéndolo en un material sólido y elástico con un comportamiento igual a un neumático convencional.

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Ventajas:

-No puede pinchar.-La presión una vez polimerizado, se mantiene

constante evitando las revisiones periódicas.-Tiene una deflección similar a la de una rueda

con aire, siendo mejor que estas en concisiones

de sobrecarga.

Inconvenientes:-Es una tecnología común en maquinaria de obra, carritos de golf y similar,

pero no ha sido estudiada para los coches.

1. Tecnología Actual 1.4 Control de Estabilidad (ESP)

El ESP es un sistema electrónico de control de estabilidad enmarcado en el campo de la seguridad activa. La función principal de este sistema es evitar que el conductor pierda el control del coche. El sistema actúa independientemente sobre cada una de las cuatro ruedas, habitualmente frenando las necesarias para evitar que el coche subvire o sobrevire. el ESP se vale del control de tracción y del ABS. El sistema está integrado por una centralita electrónica con un microprocesador, un sistema hidráulico y un conjunto de sensores tales como la posición del volante, la velocidad de cada rueda o los sensores que detectan los movimientos respecto a cada uno de los ejes imaginarios del vehículo.

1. Tecnología Actual 1.5 Centralita (ECU)

La centralita de un vehículo o ECU (Electronic Control Unit) es la encargada de controlar y rectificar los parámetros de funcionamiento del motor para un rendimiento óptimo del mismo. Los parámetros mínimos necesarios son la temperatura de gases de escape y el caudal , caudal del aire de admisión, temperatura del líquido refrigerante, régimen de giro del motor, posición del acelerador, relación engranada, monitorización del pistón.

Con estos parámetros la centralita calcula el tiempo

de inyección de combustible y el avance del momento

de inyección, la velocidad de la bomba de combustible

para ajustarse a la demanda en ese momento, en el

caso de motores de gasolina el encendido de bujías.

En los coches más modernos, se proporciona

información del consumo de combustible (medio e

instantáneo); del combustible que nos queda en el

depósito, de la cantidad de lubricante del motor, temperatura exterior e interior, fecha y hora, emisora de radio seleccionada, es decir prácticamente todos los datos del vehículo en ese instante.

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Incorporaciones al Diseño

• FlancosReforzados

• Posibilidadde utilizar doscomponentes

de distintadureza

• Posibilidadde no usar

aire, dandonos

posiblidadesen el diseño

• Saber instantanea-

mente, si elcoche sufre

pérdidas detracción

• Poder saber en todo momento la temperatura exterior.

Bicompo-nentes

Run Flat MacizadoPoliuretano

ESP ECU

Producto Final

Aunando todas las tecnologías anteriores y con los diseños que existen en la naturaleza, hemos diseñado una rueda de invierno con clavos retráctiles.

La rueda consta de una pequeña cámara de aire que al inflarse, y aprovechando la tecnología de los neumáticos bicomponentes, infla y empuja hacia afuera al clavo, que va sujeto en la base a una pieza redonda de una goma mas elástica.

Utilizaremos la tecnología de los flancos de los neumáticos runflat para asegurarnos que la leve perdida de presión al recoger los clavos, no afecte a la deflección del neumático.

Por ultimo, incorporaremos una bomba de aire activada a control remoto, que ira alojada dentro del propio neumatico. Para ello, el núcleo del neumatico estará echo por otra cámara macizada en poliuretano. Con ello podemos hacer una cavidad donde irá la bomba, y no tendremos problemas con la perdida de aire en las ruedas.

La bomba de aire a presión estará comunicada en todo el momento con la centralita del coche, para que los clavos solo salgan en el momento en que el esp note perdida de tracción y la temperatura exterior sea menor de 2ºC. También podremos accionarlo de forma manual desde dentro del coche.

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Producto Final

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El dibujo así como la profundidad del mismo, será el mismo q que el de los neumáticos de invierno clásicos.

El clavo, alojado entre las cavidades de las bandas que

que evacuan el agua, solo sobresale si la cámara de aire

está inflada, protegiendo así su vida util, la de las carreteras,

y no perjudicando a la adherencia del neumatico en mojado