Los neumáticos pierden energía al rodar porque se comprimen constantemente contra la superficie de la carretera. Esto ocurre debido a un fenómeno llamado histéresis, que básicamente significa que el caucho no recupera su forma original de inmediato después de ser comprimido. Aproximadamente el veinte por ciento de la energía que sale del motor termina como calor en lugar de mover el vehículo hacia adelante. Hay tres razones principales por las que esto sucede en gran medida. Primero, el caucho tiende a quedar atrapado al intentar regresar a su forma original. Segundo, las bandas de rodamiento generan fricción adicional al moverse sobre el pavimento. Y tercero, todo ese calor hace que el caucho se degrade más rápidamente con el tiempo. Si los neumáticos no están correctamente inflados, la situación empeora aún más. Una disminución del diez por ciento en la presión de los neumáticos puede aumentar la resistencia al rodamiento entre uno y dos por ciento. Todas estas pérdidas se acumulan significativamente, haciendo que los vehículos consuman más combustible, ya sean coches pequeños o camiones grandes.
Los neumáticos radiales tienen cables de acero que se cruzan entre sí bajo la banda de rodadura, combinados con flancos que pueden doblarse fácilmente. Esta configuración es diferente de la de los neumáticos diagonales más antiguos, donde las capas de nailon se cruzan como una tela tejida, haciendo que todo el cuerpo del neumático se doble al girar. Los neumáticos radiales funcionan de manera distinta porque la mayor parte de la flexión ocurre únicamente en la parte que toca la carretera. Estudios sobre materiales muestran que esto reduce aproximadamente a la mitad el movimiento lateral de los flancos. Existen varias ventajas en este diseño. Primero, hay menos acumulación de calor por fricción, lo que reduce la resistencia a la rodadura entre un 20% y un 30%. Segundo, el neumático permanece más plano sobre el suelo, por lo que la presión se distribuye de forma más uniforme. Tercero, el conjunto no se calienta tanto, lo que significa que la banda de rodadura se desgasta más lentamente. Todos estos factores hacen que los neumáticos radiales ahorren generalmente alrededor del 8% al 12% en costos de combustible en comparación con sus homólogos diagonales, y suelen durar entre dos y cuatro veces más en situaciones de uso intensivo.
Los neumáticos radiales tienen cinturones de acero debajo del área de la banda de rodadura, con capas que se extienden a través del neumático en ángulo recto respecto al sentido de rodadura. Esto crea partes de trabajo independientes: los costados pueden flexionarse para absorber irregularidades del terreno mientras que la parte superior permanece firme y resistente. Los neumáticos diagonales funcionan de manera diferente. Superponen capas de tela de nailon en ángulos de aproximadamente 30 a 45 grados, lo que forma un bloque sólido dentro del neumático. Este diseño provoca una acumulación mucho mayor de calor debido al rozamiento interno. Investigaciones indican que los neumáticos radiales operan aproximadamente entre 15 y 20 grados más fríos que sus contrapartes diagonales al transportar el mismo peso. Menos fricción significa menos energía desperdiciada luchando contra sí misma, por lo que estos neumáticos duran más y ofrecen un mejor rendimiento general para la mayoría de los conductores.
Los neumáticos radiales tienen estas cintas de acero que básicamente mantienen estable el área de la banda de rodadura, creando una forma rectangular cuando entran en contacto con la superficie de la carretera. Los neumáticos diagonales son diferentes, ya que dejan una marca ovalada irregular debido a que sus lados son muy rígidos. Cuando un automóvil reposa sobre neumáticos radiales, el peso se distribuye uniformemente a lo largo de todo el ancho de la banda de rodadura. Esto significa menos desgaste en puntos específicos y evita que el neumático se deforme prematuramente. Dado que la presión se distribuye tan uniformemente, hay un mejor agarre sin necesidad de potencia adicional del motor, lo que explica por qué estos neumáticos suelen ahorrar combustible en comparación con diseños más antiguos.
Los estudios siguen demostrando que los neumáticos radiales realmente ahorran combustible. Según una investigación realizada en 2009 por el Departamento de Transporte de EE. UU., estos neumáticos reducen la resistencia a la rodadura entre un 18 y un 24 por ciento en comparación con los neumáticos diagonales tradicionales. Esto significa que los conductores llegaron a usar aproximadamente entre un 8 y un 12 por ciento menos de gasolina en condiciones estándar de prueba. Al observar el programa europeo de etiquetado de neumáticos, que clasifica los productos desde A (la mejor eficiencia) hasta G según el reglamento UE 2020/740, vemos que la mayoría de los neumáticos mejor calificados son diseños radiales. ¿Por qué? Porque tienen una disposición especial de cinturones internos que básicamente desperdicia menos energía cada vez que el neumático se flexiona durante la conducción.
Los datos de flotas reales de camiones respaldan lo que observamos en las pruebas de laboratorio. Un estudio realizado en 2022 analizó 47 camiones grandes que recorrían las mismas rutas. Los que llevaban neumáticos radiales obtuvieron aproximadamente 6,8 millas por galón, mientras que los que aún usaban neumáticos diagonales tradicionales alcanzaron solo 6,1 mpg. Esto representa una diferencia de eficiencia de combustible del 10 % aproximadamente. Lo interesante es que esta mejora se mantuvo constante independientemente de si los camiones iban cargados ligera o pesadamente, o de las distintas condiciones de las carreteras. Otro beneficio destacable proviene de la menor resistencia a la rodadura. Los neumáticos radiales operan alrededor de 11 grados más fríos durante su funcionamiento, lo que significa que duran más antes de necesitar reemplazo. Todos estos datos coinciden con lo que predice la Etiqueta Europea de Neumáticos. Por tanto, cuando las empresas cambian a neumáticos radiales, no solo ahorran dinero en combustible, sino que también reducen los costos de mantenimiento a largo plazo.
Los diseños de neumáticos radiales reducen naturalmente la resistencia a la rodadura, lo que significa que generan mucho menos calor durante su funcionamiento en comparación con los tipos de neumáticos más antiguos. Y esto es muy importante porque cuando los neumáticos funcionan más fríos, el caucho no se degrada tan rápido y los molestos efectos de histéresis que desgastan las bandas de rodamiento no son tan intensos. Según gerentes de flotas que monitorean sus vehículos mediante sistemas de telemática, los neumáticos radiales tienden a perder profundidad en la banda de rodamiento aproximadamente un 25 por ciento más lento que los modelos convencionales. ¿Qué significa esto en la práctica? Neumáticos más duraderos implican menos reemplazos con el tiempo, por lo que las empresas gastan menos dinero en neumáticos nuevos. Además, dado que estos neumáticos no se calientan tanto, existe menor riesgo de reventones repentinos en la carretera. Los mecánicos también informan ver menos problemas de alineación con los neumáticos radiales. Para empresas de transporte que recorren cientos de miles de kilómetros cada mes, ahorrar en costos de neumáticos puede marcar una gran diferencia en sus resultados financieros, ya que los neumáticos suelen estar entre los gastos continuos más elevados, justo después del combustible.
La resistencia a la rodadura es la energía perdida cuando un neumático rueda sobre la superficie, principalmente debido a la deformación y la histéresis. Una alta resistencia a la rodadura incrementa el consumo de energía, requiriendo más combustible para mantener la velocidad.
Los neumáticos radiales tienen un diseño que minimiza la flexión de los flancos y la generación de calor, reduciendo la resistencia a la rodadura. Sus cinturones de acero y capas dispuestas en ángulo recto garantizan una distribución uniforme de la presión y menor acumulación de calor.
Sí, los neumáticos radiales generalmente duran de dos a cuatro veces más que los diagonales debido a un menor desgaste provocado por una resistencia a la rodadura más baja y una mejor distribución de la carga.
Los neumáticos radiales reducen la resistencia a la rodadura al minimizar la generación de calor y la deformación, ahorrando hasta un 8-12 % en costos de combustible.
Sí, los neumáticos radiales son especialmente beneficiosos para vehículos pesados, ya que mejoran la eficiencia de combustible y prolongan la vida útil del neumático.
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