Cómo la ciencia de materiales y la electrónica están revolucionando los neumáticos automotrices

Los primeros neumáticos automotrices eran simples tiras de caucho sólido, pero la evolución de la industria comenzó con el descubrimiento del caucho vulcanizado por Charles Goodyear. En 1846, Robert Thomson patentó el primer neumático neumático de caucho vulcanizado —décadas antes de los primeros vehículos de motor— y desencadenó una búsqueda incansable de rendimiento y seguridad.

Cuando los hermanos Michelin introdujeron neumáticos desmontables, el mercado cambió nuevamente, allanando el camino para el neumático radial neumático que surgió en los años 70 y sigue siendo el estándar en la mayoría de autos de pasajeros hoy.

Los fabricantes actuales equilibran seguridad, durabilidad, rendimiento y sostenibilidad. Este enfoque holístico está impulsando avances que van mucho más allá del diseño tradicional de la banda de rodadura.

Tecnologías Actuales de Neumáticos

El ruido es una preocupación importante para vehículos modernos, especialmente autos eléctricos donde la ausencia de motor hace los sonidos de neumáticos más notorios. Existen dos fuentes principales de ruido de neumáticos: ruido de patrón, generado por burbujas de aire atrapadas en la banda de rodadura, y ruido de cavidad, producido cuando el aire vibra dentro del neumático contra la llanta. Abordar estos sonidos es ahora un objetivo clave de diseño.

QuietTrack de Bridgestone, lanzado en marzo de 2019, presenta múltiples ranuras diagonales cortas que permiten que el aire escape en lugar de comprimirse mientras el neumático rueda. Las ranuras vienen en tres anchos distintos, cada uno interfiriendo con los otros para amortiguar frecuencias que se superponen al habla humana. Serrillas complementarias de milímetros en los surcos de la banda rompen aún más el ruido de alta frecuencia, mientras que el diseño general también mejora la tracción en nieve y carreteras mojadas.

Figura 1. Neumáticos QuietTrack reducen ruido —característica crítica para vehículos eléctricos. (Fuente: Bridgestone)

El interior del neumático incorpora Contiseal, una capa de sellador viscoso que puede sellar hasta el 80 % de una perforación de hasta 5 mm de diámetro. Esta tecnología reduce drásticamente la probabilidad de pinchazos y elimina la necesidad de cambios de neumático en carretera.

Tecnologías Emergentes de Neumáticos

Eagle 360 Urban de Goodyear, introducido en 2017, es un neumático conceptual esférico equipado con sensores impulsados por IA que ajustan forma y patrón de banda de rodadura en tiempo real. Al reaccionar a datos de superficie de carretera, el neumático mejora frenado, manejo y eficiencia —e incluso facilita reparación de pinchazos in situ.

El neumático no neumático Oxygene es un diseño pionero que prescinde de la presión de aire por completo. Impreso en 3D a partir de polvo de neumático reciclado, su flanco alberga musgo vivo que absorbe agua de la carretera y CO₂ del aire, soportando fotosíntesis y producción de oxígeno. También aprovecha Li-Fi para vincularse con redes IoT, permitiendo comunicación vehículo-a-vehículo y vehículo-a-infraestructura.

En 2020, el neumático reCharge de Goodyear introdujo cápsulas líquidas biodegradables que regeneran la banda de rodadura. La IA personaliza el compuesto al perfil de cada conductor, permitiendo que el neumático se adapte dinámicamente a condiciones de carretera cambiantes.

El Cyber Tyre de Pirelli marcó un hito al transmitir datos directamente sobre 5G, creando un bucle de comunicación en tiempo real entre el neumático, el vehículo, el conductor y la infraestructura vial externa.

Figura 2. Pirelli afirma ser la primera empresa de neumáticos en interactuar con la red 5G. (Fuente: Pirelli)

Uptis de Michelin, previsto para lanzamiento en 2024, usa una estructura de rueda sin aire ensamblada que elimina el riesgo de pinchazos, reventones y flats. Al reducir consumo de materia prima, desecho de neumáticos y necesidad de neumáticos de repuesto, Uptis ofrece una solución más sostenible y eficiente en recursos.

Para contexto, los neumáticos personalizados de Goodyear para Tesla incorporan espuma reductora de ruido, mientras que el concepto autónomo 19_19 de Citroën presenta neumáticos que se endurecen en condiciones secas y ablandan cuando está mojado.

El Camino Conectado por Delante

La conectividad se convertirá en piedra angular de la seguridad y rendimiento automotriz. 5G e IoT permitirán que los neumáticos transmitan datos críticos, mejorando sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) y conducción autónoma. La plataforma AndGo de Goodyear, por ejemplo, usa analítica predictiva para vincular operadores de flotas con su red de servicio.

La sostenibilidad también impulsará elecciones de diseño: impresión 3D, materiales reciclados y ecológicos, y desgaste reducido reducirán desecho de neumáticos e impacto ambiental. Neumáticos no neumáticos duraderos y conceptos 2-en-1 de neumático-y-llanta prometen mayor seguridad y mantenimiento reducido —atributos esenciales para flotas sin conductor.

Después de décadas de cambio incremental, la industria del neumático está preparada para un salto transformador.

>> Este artículo se publicó originalmente en nuestro sitio hermano, EDN.