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¿Qué tipo de acero llevan los neumáticos?

enero 15, 2023
¿Qué tipo de acero llevan los neumáticos?

Neumáticos no radiales

La idea de aumentar la resistencia de los materiales de refuerzo de los neumáticos de automóvil y reducir su peso volumétrico se justificó en 1979 gracias a la experiencia de los principales fabricantes de cables metálicos y alambres para talones, como Bekaert (Bélgica), Goodyear, Firestone (EE.UU.), Michelin (Francia), Bridgestone (Japón) y Pirelli” (Italia) [2]. Pero el proceso más activo de sustitución de materiales reforzados de resistencia normal por materiales de alta resistencia comenzó a principios de los años noventa.

Al mismo tiempo que se diseñaban nuevas construcciones de cables y alambres de acero de alta resistencia para reforzar los aros de los talones de los neumáticos, diferentes empresas han desarrollado tecnologías de producción de alambres para materiales de refuerzo de alta resistencia. Las tecnologías más progresistas de fabricación de alambre para talones se produjeron en Japón.

Actualmente, los materiales de refuerzo de alta resistencia se utilizan cada vez más en lugar de los materiales de tracción normal (NT) 2400-2800 MPa. Se dividen en los siguientes grupos: materiales de alta resistencia a la tracción (HT) 2800-3200 MPa y materiales de super resistencia a la tracción (ST) 3200-3500 MPa. Además, el aumento de la resistencia a la tracción favorece el aumento de la resistencia del alambre de latón para cordones metálicos, especialmente las estructuras de vigas compactas para reforzar la carcasa de los neumáticos de coche (Figura 2) [3].

Neumáticos sin cinturón de acero

Más de 200 materias primas entran en la composición de un neumático. Los investigadores recurren a este amplio abanico para combinar los componentes del neumático, cada uno de los cuales desempeña una función, según el tipo de neumático fabricado. Los compuestos de caucho están formados por elastómeros, cargas reforzantes, plastificantes y otros elementos químicos.

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El látex blanco lechoso, que contiene glóbulos de caucho, se obtiene haciendo una incisión en la corteza de los árboles del caucho, cuyo cultivo requiere unas condiciones climáticas y una pluviometría específicas. Las plantaciones de árboles de caucho se encuentran principalmente en el Sudeste Asiático (incluida Tailandia, el mayor productor mundial, e Indonesia), América Latina y África.

En las formulaciones de compuestos, el caucho natural reduce la generación de calor interno en los neumáticos, al tiempo que ofrece una gran resistencia mecánica. Se utiliza en muchas partes del neumático, sobre todo en la banda de rodadura de camiones y excavadoras.

El 60% del caucho utilizado en la industria del neumático es caucho sintético, producido a partir de hidrocarburos derivados del petróleo, aunque el caucho natural sigue siendo necesario para el 40% restante.Los elastómeros sintéticos se deforman bajo tensión y vuelven a su forma original cuando se elimina la tensión (histéresis).Esta propiedad es extremadamente valiosa para la fabricación de neumáticos de alto agarre. El caucho sintético también ofrece otras propiedades específicas, sobre todo en los ámbitos de la longevidad y la resistencia a la rodadura. Se utiliza principalmente para neumáticos de turismos y motocicletas, ya que les confiere buenas prestaciones de agarre.

Proceso de fabricación de neumáticos paso a paso

Normalmente, la gente no dedica mucho tiempo a pensar en sus neumáticos, después de todo, ¿por qué debería hacerlo? Simplemente funcionan. Pero un neumático es una pieza de ingeniería asombrosa una vez que te metes dentro de él. Un neumático tiene que soportar toneladas de peso sobre un colchón de aire, mantener un buen contacto con la superficie de la carretera, ofrecer un agarre excelente y flexionarse cuando esas toneladas de peso toman una curva y recuperar exactamente su forma original. Y tiene que hacerlo una y otra vez durante, literalmente, millones de ciclos de alta frecuencia.

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Las capas del cuerpo constituyen la estructura esquelética básica del neumático. Suelen estar compuestas por cuerdas de poliéster u otras fibras enrolladas entre sí y recubiertas de caucho. Las lonas radiales son todas perpendiculares a la dirección de giro del neumático, y es este patrón el que da nombre a un neumático “radial”, a diferencia de los neumáticos “diagonales”, en los que las lonas se colocan en ángulos superpuestos. Los cables de fibra se utilizan porque son bastante flexibles, pero inelásticos, es decir, no se estiran. Así, permiten que el neumático se flexione, pero evitan que se deforme o pierda la forma bajo presión. Las capas pueden dañarse o cortarse, normalmente por un impacto fuerte. Cuando esto ocurre, el caucho se vuelve incapaz de resistir altas presiones de aire y empieza a “burbujear”.

Propiedades del material de caucho de los neumáticos

Materias primasLas principales materias primas de un neumático son el caucho natural, el caucho sintético, el negro de humo y el aceite. La proporción de compuestos de caucho en el peso total de un neumático es superior al 80%. El resto consiste en diversos tipos de materiales de refuerzo.  Aproximadamente la mitad del caucho es caucho natural procedente del árbol del caucho. Los árboles del caucho crecen en los trópicos, en países como Malasia e Indonesia. La mayoría de los cauchos sintéticos a base de aceite proceden de fabricantes europeos.  Aproximadamente un tercio del compuesto está formado por sustancias de relleno. La más importante es el negro de humo, que da a los neumáticos un color negro. Otro relleno importante es el aceite, que se utiliza como plastificante en el compuesto. Además, en los compuestos de caucho se utilizan agentes endurecedores o vulcanizantes, diversos productos químicos de refuerzo y agentes protectores.

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MezcladoEn la fase de mezclado, las materias primas se mezclan y se calientan a una temperatura aproximada de 120 grados Celsius.  La consistencia de los compuestos de caucho utilizados en las distintas partes del neumático varía en función del uso y el modelo del neumático. El compuesto de caucho utilizado en un neumático de verano para un turismo es diferente al de un neumático de invierno.    Desarrollar y ajustar las recetas es una parte importante del trabajo de desarrollo de neumáticos.

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