domingo, 14 de agosto de 2016

El neumático y su banda de rodamiento

Los neumáticos han cambiado mucho a lo largo de los años. Lo mismo que sus bandas de rodamiento. Conoceremos un poco de la historia y de cómo fue su evolución al correr de las décadas, desde el siglo XIX hasta el siglo pasado.

Las partes de la banda de rodamiento de un neumático actual.


Primero hagamos un poco de historia y remontémonos al año 1845 cuando el escocés Robert William Thomson inventa el neumático para aplicarlo a bicicletas y carruajes. Logra patentarlo en Francia en el año 1846 y Estados Unidos en el año 1847.

En el año 1887 John Boyd Dunlop, veterinario de profesión, desarrolla un neumático con un tubo de caucho y recubierto en lona para el triciclo de su hijo. Patenta en el año 1888 su invento y se produce una batalla legal por los derechos. Ya que Thomson había desarrollado el primer neumático.

Sin embargo en el año 1890 se le concede la patente en Gran Bretaña a Dunlop y pasa a la historia como el inventor del neumático. Su primera aplicación fue en las llantas de las bicicletas que hasta ese momento tenían ruedas macizas de madera.

De izquierda a derecha: las bandas de rodamiento de Pirelli Cord
de 1900 a 1910, Dunlop de la misma época y Michelin de 1910.

Pero el avance hacia los neumáticos en los automóviles lo dan los hermanos franceses André y Édouard Michelin cuando inventan en el año 1891 el neumático desmontable para bicicletas. En el año 1895 los hermanos Michelin construyen el primer neumático para un automóvil.

Ellos mismos experimentaron su invento en un automóvil que diseñaron y fabricaron que además anotaron en la carrera París-Burdeos-París. Lo bautizaron “El Rayo”, no por lo veloz sin por la marcha zigzagueante por un defecto en la dirección. Los neumáticos Michelin fueron noticia al estar montados en el primer automóvil en superar la barrera de los 100 kilómetros por hora, el Jamais contente, que curiosamente tenía un motor eléctrico.

Aquellos primeros neumáticos eran lisos sin dibujo en la banda de rodamiento. Incluso las primeras bandas de rodamiento estuvieron presentes en las ruedas macizas de goma, que no tenía cámara de aire y fueron usadas por carruajes tirados por caballos, automóviles y camiones. Estos últimos lo usaron hasta entrado el siglo XX.

De izquierda a derecha: las bandas de rodamiento de Martin de 1910,
Goodrich Ballon de 1915 y Goodrich Souple Cord de 1918 a 1925.

Pero sin que Charles Goodyear no descubriera, de casualidad, la vulcanización del caucho las bandas de rodamiento, como los neumáticos mismos no hubieran existido. Durante cinco años estuvo experimentando Goodyear, tan apasionado estaba, que llegó a la caridad de sus vecinos para continuar con sus pruebas.

Recién en el año 1839 logró la fórmula para la vulcanización que consiste en mezclar caucho con azufre con calor. De esa mezcla nace un producto que resulta elástico y no se altera con los cambios de temperatura. Las primeras piezas de caucho natural fueron un fracaso. En el verano se licuaban hasta desaparecer o en el invierno se convertían en una piedra. En ambos casos la elasticidad era nula.

El descubrimiento de Charles Goodyear logró revertir esos fallidos intentos de usar el caucho natural. Sin la vulcanización del caucho no existirían los neumáticos que aparecerían a finales del siglo XIX. Pero Goodyear no lo vio y mal vendió la patente que lo hubiera hecho rico.

La marca de neumáticos Goodyear lleva su apellido en su honor e incluso una estatua de él está ubicada en la empresa en Estados Unidos a modo de homenaje al inventor del vulcanizado del caucho.

De izquierda a derecha: las bandas de rodamiento de Pirelli Super Flex
de 1918 a 1925, Dunlop de 1920 y Dunlop de 1930.

Cuando se logra darle una forma definitiva al neumático para los automóviles este no tenían dibujo en su banda de rodamiento y era redondeado. Muy parecidos a los neumáticos de una bicicleta de aquellos años. Con el correr del tiempo se le comenzó a realizar un dibujo en las bandas de rodamiento.

Las primeras bandas de rodamiento tenían como función la de proteger al neumático de las pinchaduras y cortes que podían sufrir. Hay que recordar los malos caminos y rutas de los primeros años del automovilismo. Esto era porque los carruajes tirados por caballos no necesitaban mucho más para circular.

Aquellos caminos podían solamente ser de tierra apisonada. Y un viaje corto podía significar sufrir varias pinchaduras en el trayecto. De ahí que muchos automóviles, en especial los primeros de carrera, llevaran dos neumáticos de repuesto. Y cuando se hacía alguna travesía, o rally, llegaran a tener cuatro auxilios.

Lejos estaban aquellas bandas de rodamiento de tener problemas con la adherencia o con el desgaste. Eso realmente serían problemas de automóviles más avanzados en el tiempo, como los neumáticos que montaban en las llantas.

De izquierda a derecha: las bandas de rodamiento de Michelin de 1930,
Pirelli Stella Bianca de 1935 y Metzeler asimétrico de 1952 y 1953.

Hay varias fotografías que nos ilustran esas primeras bandas de rodamiento y su evolución hasta la década del cincuenta. Se aprecia claramente cómo fue cambiando el diseño de los dibujos de las bandas de rodamiento adecuando a la evolución del automóvil.

Con la aparición de mejores caminos, mayores potencias en los automóviles y desarrollo en general de la industria automotriz, hubo que comenzar a pensar en otros temas. Uno de ellos fue la adherencia en caminos secos y húmedos. Sino no se tiene una buena evacuación del agua se produce el efecto aquaplaning.

Esto consiste en cuando una rueda, a cierta velocidad del automóvil, deja de girar por no estar en contacto directo con el suelo. Ya que entre el neumático y el camino hay una capa de agua que se interpone. Fenómeno que se denomina de sustentación hidrodinámico de los neumáticos.

De ahí que sea tan importante la correcta evacuación del agua dentro de las hendiduras de la banda de rodamiento. Con este fin es que se hicieron a partir de los años cincuenta neumáticos de dibujo asimétrico. Incluso en los años sesenta la empresa italiana Pirelli presentó el neumático BS 3 con tres bandas de rodamiento intercambiables entre sí.

A la izquierda el neumático Pirelli BS 3 con bandas de rodamiento
intercambiables de los años sesenta. A la derecha el neumático Michelin
XAS de banda de rodamiento asimétrica. El dibujo ancho sirve para
contener y evacuar el agua y el dibujo estrecho para facilitar la
deformación y el contacto con el terreno limpiando el neumático.

La mejor adherencia sobre un camino se logra con un neumático liso. Por eso así son los usados en muchas competencias deportivas realizadas en pistas. Pero cuando se hace presente la lluvia hay la imperiosa necesidad de cambiar los neumáticos, por los de banda de rodamiento con dibujo, para drenar el agua de la pista.

Los neumáticos fueron evolucionando hasta presentar bandas de rodamiento que presentan una mezcla de elementos a la hora de fabricarlos. Para darle elasticidad se suelen usar elastómeros sintéticos, caucho natural o una mezcla de ambos.

La resistencia al desgaste se obtiene con negro de humo. Mientras el ácido esteárico, los aceites minerales, las resinas, las ceras, por nombrar algunos elementos facilitan la fabricación de las bandas de rodamiento.

Como agentes protectores se usan aminas, negro de humo, parafinas y otros elementos que impiden la degradación prematura del caucho y la oxidación al contacto con el aire, en especial con el ozono. También la luz solar afecta en la degradación.

A la izquierda un neumático de competición liso llamando “slick”
y a la derecha otro de competición con dibujo para evacuar el agua.
 

El elemento vulcanizante es el azufre, que descubriera Charles Goodyear según vimos al principio de la nota, y además se usan aceleradores que reducen los tiempos de fabricación, no solo de la banda de rodamiento, sino de todo el neumático.

A partir de la década del cincuenta es que se comienzan a fabricar bandas de rodamiento con perfil de hombro redondo. Esto mejoró el rendimiento y la conservación del neumático. La estabilidad se mejoró también junto a la comodidad de marcha y la facilidad en el manejo. Al poder superar pequeños desniveles del camino.

En los países con crudos inviernos se usaron durante muchas décadas los neumáticos con clavos en las bandas de rodamiento. Clavos que primero fueron de metal y luego de otros materiales. Hasta desaparecer en los neumáticos invernales en los autos de calles por una cuestión de seguridad. Los neumáticos con clavos se los podía apreciar en los rallyes europeos que se disputaban en invierno.

Para establecer una marca en el desgaste de la banda de rodamiento es que se colocan indicadores que son relieves de caucho. Esto es porque hay leyes en distintos países que establecen la profundidad mínima de la hendidura. Al aparecer por el desgaste con el uso avisan de que el neumático en cuestión debe ser reemplazado. Esto para funcionar con las medidas de trabajo y seguridad óptimas.

Conocimos un poco más los neumáticos y parte de su evolución. En parte, con grandes mejoras, seguimos usando algo que fue inventado en el siglo XIX. Salvo que ahora prescindimos de las cámaras de aire desde hace varias décadas. Aunque los neumáticos con cámara sigue existiendo, en especial, para nuestros viejos autos que supimos conseguir. Las imágenes que ilustran esta nota fueron tomadas de la Enciclopedia Salvat del Automóvil editada en Madrid, España, en el año 1974.

Mauricio Uldane
Editor de Archivo de autos

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