La Composición del Neumático

 

 

Alejandro Fernández @soindieithurts

En Formula 1 el tipo de “mezcla” empleada en la construcción de un neumático varía por la naturaleza del mismo, desde superblando, blando y luego duro y extra duro, cada cual aportando un desempeño y desgaste diferentes.

En el pasado, cuando coexistían dos proveedores (Goodyear y Bridgestone primero, y Bridgestone y Michelin después) el número de compuestos no se limitaba a 4, y durante las “guerras de los fabricantes” se suministraba no sólo un compuesto especial para cada circuito, sino que tenían subtipos que pilotos e ingenieros elegían para cada ocasión tomando en cuenta el estado y temperatura de la pista.

La FIA luego introdujo el único proveedor con sólo 4 compuestos secos diferentes para usar durante todo el año, y debe anunciar con bastante antelación que compuestos llevará a cada carrera. La introducción del único proveedor obedeció a que los neumáticos eran tan competitivos y sofisticados que la velocidad a la permitían a los pilotos tomar las curvas se estaba transformando en peligrosa.  Los coches se pegaban al asfalto, pero si por algún motivo el agarre se perdía el coche se tornaba incontrolable. Otro motivo fue el ahorre de costes debido a que los gastos de desarrollo de los mismos se había disparado a niveles inaceptables.

Ahora bien, para entender bien lo que sigue, o sea la composición del neumático, vamos a cultivarnos en lo que a química se refiere:
Primero vienen los monómeros, y cuando digo esa palabra piensen en una minúscula bola o pelota. Muchos monómeros, o pelotas, juntos y organizados en redes se llaman polímeros, y los polímeros que se pueden estirar para luego volver a su forma original se llaman elastómeros, cuya estructura molecular puede ser imaginada como unos «espaguetis con albóndigas», dónde las albóndigas serían los enlaces entre los espaguetis y la pasta lo que se estira y contrae.

Bien, ya obtenido nuestro doctorado en química, sigamos con el neumático.
El neumático es el resultado de ensamblar numerosos componentes que se mezclan en una tolva y luego se curan empleando fuerza y presión. El calor facilita el proceso de polimerización que “cruza” monómeros de goma creando moléculas elásticas. Esos polímeros crean la cualidad elástica que permite al neumático ser comprimido en el área que “toca” el asfalto y volver a su forma normal apenas deja de tocarlo en un proceso que repite con una muy alta frecuencia, o sea cuando gira.

Los componentes típicos son:
•    Caucho natural o poli-isopreno: El elastómero básico de cualquier neumático y también de cualquier preservativo.
•    SBR o Copolímero de estireno butadieno, que es una goma sintética comúnmente sustituída en parte por caucho natural dependiendo del precio de ambos.
•    Polibutadieno: Se emplea por su capacidad para no acumular el calor.
•    Bromobutilo: Esta goma se usa en la parte interior del neumático por su poca permeabilidad, o sea que no deja pasar el aire. El bromobutilo es superior al su similar Clorobutilo, pero mucho mas caro.
•    Negro de Carbón: Es uno de los principales componentes del neumático, aporta resistencia a la abrasión (o sea al roce) y refuerzo de los otros componentes.
•    Sílica, como el de los sobres cuando adquirimos un aparato electrónico, es empleado junto al negro de carbón, por su capacidad reforzadora con temperaturas intermedias.
•    Azufre: Ayuda a combinar a las partículas de goma en el proceso de vulcanización, que significa mezclar la goma con azufre.
•    Aceleradores de Vulcanizado: Son elementos complejos que aceleran el proceso.
•    Óxido de Zinc: Ayuda al proceso de Vulcanización
•    Antioxidantes y antiozonizantes: Previenen el quiebre de la pared lateral del neumático ante la acción del ozono y la luz del sol.
•    Telas de Kevlar y Fibra de Carbono: Refuerzan la carcaza del neumático.

Cada tipo de neumático posee su “fórmula magistral” o composición única en la que la composición y el proceso de fabricación estará dictado por el destino que el neumático tendrá.

Una de los parámetros mas importantes de un compuesto para un neumático de Formula 1 es la dispersión de todos sus componentes, o sea la capacidad de distribuirse uniformemente, y esta dispersión gobierna la capacidad viscoelástica del compuesto que es una de las características principales de un neumático terminado (Y cuando digo viscoelástico seguro que recuerdan a los colchones).

Ahora bien ¿Por qué un neumático de Formula 1 es tan ancho?
El ancho del neumático está regulado por la FIA y sabemos que a menor superficie de contacto, mayor presión y al revés mayor superficie, menor presión (piensen en cortar la mantequilla con el filo del cuchillo (obteniendo mayor presión) y luego con el costado del cuchillo (o sea mayor superficie, menor presión). Por consiguiente y en teoría un neumático ancho hace menos presión contra el asfalto, pero nos falta el componente del giro, la fricción contra el asfalto y la distribución de la temperatura, lo que hace un neumático ancho el ideal para las prestaciones necesarias en un coche de Formula 1.
Muchas gracias

Alejandro Fernández @soindieithurts

Artículo de Julio de 2013 – Programa nº99 «Reventón»

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