Estructura de los neumáticos

NEUMÁTICO ESTRUCTURA DIAGONAL CRUZADA (CROSS-PLY). Esta construcción se parece a la de las primeras ruedas neumáticas en las que múltiples capas de cordones de tela se colocan unas encima de las otras. Estas capas se conocen como “capas cruzadas” y en ellas los cordones individuales se extienden diagonalmente de un lado a otro del neumático formando un ángulo con la línea central del mismo.

La carcasa de un neumático diagonal está compuesta de varias capas textiles orientadas de manera oblicua, de talón a talón y en direcciones alternas. El número de capas dependerá del tamaño del neumático y de la carga que tiene que soportar. El número y grosor de las capas es el mismo en la banda de rodadura que en el flanco. Cada capa sucesiva, a pesar de tener el mismo ángulo, se coloca en dirección opuesta a la capa anterior.

El ángulo del cordón determina, entre otras cosas, las características del neumático. Por ejemplo, un ángulo de cordón elevado aumenta el confort en la conducción, pero reduce la estabilidad lateral. Por otro lado, un ángulo agudo o reducido, aumenta la estabilidad direccional y la adherencia del neumático a la carretera, pero a cambio reduce el confort en la conducción.

En la actualidad los neumáticos de estructura diagonal se ven raramente en las carreteras, su uso se reduce a vehículos agrícolas, como vemos en la imagen anterior el comportamiento en según qué situaciones varía, no ofreciendo en todo momento la máxima eficiencia.

NEUMÁTICO ESTRUCTURA DIAGONAL CINTURADA (BIAS-BELTED). La principal deficiencia en un neumático de estructura diagonal es la dificultad de alcanzar un equilibrio aceptable entre el rendimiento a gran velocidad y el confort en la conducción. Para conseguir rendimiento a gran velocidad, el área de pisada debe ser lo más rígida posible.

Si en un neumático de estructura diagonal los ángulos de las capas de cordón se reducen para aumentar la rigidez de la estructura, afectará también a la consistencia del flanco, el cual se hace más rígido y el confort en la conducción se ve en cierta medida comprometido. Una construcción diseñada para superar esta dificultad es la del neumático de estructura diagonal cinturada.

La estructura principal es la misma que la de un neumático de estructura diagonal, pero con capas adicionales de material textil por debajo del área de pisada. Estas capas adicionales se denominan “cinturones” y, al igual que las capas del cuerpo principal, están dispuestas de forma entrecruzada. Puesto que son un componente separado respecto a las capas del cuerpo principal, el ángulo de cordón se puede reducir sin afectar la consistencia de los flancos. Por lo tanto, la rigidez de la banda de rodamiento se puede aumentar afectando muy poco al confort en la conducción.

La combinación de componentes proporciona una cierta flexibilidad en el diseño del neumático, lo cual permite responder a la demanda, siempre creciente, de mayores prestaciones de los vehículos, al mismo tiempo que mantiene un cierto grado de confort en la conducción.

NEUMÁTICO ESTRUCTURA RADIAL. El neumático de estructura radial ha reemplazado casi totalmente a los diseños de estructura diagonal cruzado y diagonal cinturado, éstos últimos destinados más a vehículos agrícolas.

Los turismos y vehículos comerciales pequeños son cada vez más rápidos y sofisticados, los conductores de vehículos modernos demandan neumáticos que puedan hacer frente a estas velocidades, pero también requieren altos niveles de confort. El rendimiento que ofrecían las antiguas estructuras de neumáticos ya hace tiempo que no puede satisfacer estas demandas.

Con la estructura radial la carcasa está formada por varias capas de cordones, dispuestas de talón a talón perpendiculares a la dirección del neumático. El grueso de la banda de rodadura y los flancos son diferentes, siendo éstos últimos más flexibles manteniendo la banda de rodadura inextensible.

Tal y como se muestra en la imagen, el ángulo de los cinturones de acero se encuentra entre 20º y 25º, lo cual proporciona una estructura muy rígida. Esto hace que la pisada del neumático en la carretera sea muy firme. Por lo tanto, hay razones de peso para que la estructura radial domine los diseños actuales de los neumáticos.

El punto débil de esta disposición es que los cordones no pueden absorber totalmente las fuerzas laterales a la hora de tomar las curvas, o las fuerzas circulares cuando se acelera. Por lo tanto, se deben complementar estos cordones con otros elementos estructurales. Para absorber tanto las fuerzas laterales como las circulares, varias capas de cordones de acero funcionan como soporte del área de pisada. A estas capas se les suele denominar también “cinturones”.

El neumático de estructura radial proporciona unos niveles significativamente más altos de seguridad a gran velocidad, mayores niveles de agarre y confort con la consiguiente prolongación de su vida útil.