La tecnología de neumáticos para automóviles se basa en ciencia de materiales, electrónica

Los primeros neumáticos eran bastante primitivos, solo tiras de goma maciza. Entonces, la invención de Charles Goodyear del caucho vulcanizado permitió a Robert Thomson patentar el neumático de caucho vulcanizado en 1846, cuatro décadas antes de la llegada de los vehículos de motor y su batalla de patentes perdida con John Dunlop. Los neumáticos desmontables le siguieron rápidamente, gracias a los hermanos Michelin, y en la década de 1970, el neumático radial con banda de rodadura, que todavía se usa en la mayoría de los automóviles hoy en día, se convirtió en estándar.

Además de algunas innovaciones inusuales de neumáticos a lo largo del camino, los fabricantes de automóviles de hoy tienen en cuenta no solo la seguridad, la durabilidad y el rendimiento, sino también la sostenibilidad. Prepara el escenario para un progreso revolucionario en las tecnologías de los neumáticos.

Tecnologías de neumáticos actuales

Tome el ruido de los neumáticos, por ejemplo. Hay dos causas principales del ruido de los neumáticos. Uno de ellos es el ruido de patrón, un sonido de frecuencias inconvenientemente altas comparables al habla humana, causado por la liberación constante de burbujas de aire atrapadas en la banda de rodadura. El otro es el ruido de la cavidad, causado por el aire "rebotando" dentro del neumático y comprimiéndose contra la rueda. Naturalmente, con la invención de los motores eléctricos más sutiles, también aumentó la demanda de neumáticos más silenciosos.

Lanzado en marzo de 2019, el neumático QuietTrack de Bridgestone tiene múltiples ranuras diagonales cortas que conducen al hombro del neumático, lo que permite que el aire escape en lugar de comprimirse mientras gira el neumático (Figura 1). Las ranuras se cortan en tres anchos diferentes para interferir con el ruido de los demás, reduciéndolo en las frecuencias del habla humana. Además, los neumáticos QuietTrack tienen canales longitudinales delgados con estrías milimétricas en el canal para romper los sonidos de alta frecuencia. Ha resultado útil para mejorar la tracción en la nieve y en superficies mojadas.

Figura 1. Los neumáticos QuietTrack amortiguan el molesto ruido, una característica clave de los vehículos eléctricos (EV) cuya falta de motores que aceleran hace que el sonido del caucho sea más notable. (Fuente:Bridgestone)

Este neumático contiene Contiseal, una capa de sellador viscoso que se aplica al interior de la banda de rodadura, que puede filtrarse para sellar hasta un 80% de un pinchazo. Adecuado para pinchazos de hasta 5 mm de diámetro, la tecnología reduce el riesgo de pinchazo y cambio de neumático en la carretera.

Tecnologías de neumáticos del mañana

Presentado en 2017, el Eagle 350 Urban de Goodyear es un neumático de concepto esférico que permite que un vehículo se mueva en cualquier dirección. Los enlaces de inteligencia artificial (AI) incorporados a los sensores en el exterior del neumático detectan diferentes superficies de la carretera y condiciones de conducción para adaptar la forma y la banda de rodadura del neumático mediante actuadores. Además de transmitir datos para mejorar el frenado, el manejo y la eficiencia, el Eagle 350 Urban facilita el proceso de reparación en caso de pinchazo.

Con una estructura abierta única, la llanta no neumática Oxygene, no soportada por presión de aire, está impresa en 3D a partir de polvo de llanta reciclado y lleva musgo vivo en su pared lateral. Absorbe agua de la carretera y CO ₂ del aire para alimentar el musgo, estimulando la fotosíntesis y la producción de oxígeno. También utiliza Li-Fi, una tecnología inalámbrica móvil basada en la luz, para conectarse a la infraestructura de Internet de las cosas (IoT) para el intercambio de datos de vehículo a vehículo (V2V) y de vehículo a infraestructura (V2I).

Ahora, en 2020, el neumático de recarga no neumático implementa cápsulas que contienen un compuesto líquido biodegradable que se utiliza para la regeneración de la banda de rodamiento. La IA permite que el compuesto se personalice al perfil del conductor y que el neumático se adapte a las condiciones de la carretera.

La llanta Cyber ​​de Pirelli es la primera llanta inteligente que transmite información de manera demostrable a través de la red 5G, lo que facilita la comunicación con el vehículo, el conductor y la infraestructura vial más amplia (Figura 2).

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

A continuación, los neumáticos Uptis de Michelin pueden estar disponibles a partir de 2024. Su "tecnología de estructura de rueda sin aire ensamblada" elimina el riesgo de pinchazos, reventones y pinchazos. Al reducir el uso de materias primas, el desguace de llantas y la necesidad de llantas de repuesto, las llantas Uptis minimizarán el uso de recursos y el desperdicio.

Para aquellos interesados ​​en ejemplos más concretos, los neumáticos de Goodyear para Tesla están equipados con espuma de reducción de ruido especializada, si disfruta del silencio, mientras que los neumáticos para el concepto EV autónomo 19_19 de Citroën están diseñados para endurecerse en condiciones secas y ablandarse cuando se exponen a la humedad.

La carretera conectada más adelante

La conectividad será enorme, con 5G e IoT utilizados para transmitir información desde los neumáticos para aumentar la seguridad y el rendimiento tanto en los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) como en las arenas de vehículos autónomos. Caso en cuestión:la plataforma AndGo de Goodyear utilizará software predictivo para conectar flotas con su red de servicio.

La impresión 3D de neumáticos, el uso de materiales reciclados y ecológicos y la reducción del desgaste y el desguace de los neumáticos serán componentes clave en los esfuerzos de sostenibilidad de los fabricantes de neumáticos. Las llantas no neumáticas más duraderas y las tecnologías de llantas y ruedas 2 en 1 también prometen una mayor seguridad y un mantenimiento reducido, particularmente vital para los automóviles sin conductor.

Después de décadas de statu quo de neumáticos, parece que todo va a cambiar.

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