Pneumatico

 

 

 

 

 

 

il Pneumatico

 

Tanto per cominciare diciamo cos'è un pneumatico:

 

Il pneumatico è un composito, cioè un assemblaggio solidale di materiali con proprietà molto diverse il cui confezionamento richiede una grande precisione.

 

 

 

1)  Uno strato di gomma sintetica a perfetta tenuta d'aria.
Questo strato si trova all'interno del pneumatico e funge da camera d'aria.

2)  La tela della carcassa.
Questa carcassa si compone di sottili fili in fibra tessile disposti ad arco diritto e incollati alla gomma. Questi fili sono un elemento chiave della struttura del pneumatico e gli permettono di resistere alla pressione. Nella tela di un pneumatico per automobile, ci sono circa 1400 fili, ciascuno dei quali può resistere ad una forza di 15 kg.

3) Un'imbottitura nella zona bassa.
Ha il ruolo di trasmettere la coppia motrice e la coppia frenante dal cerchio all'area di contatto con il suolo.


4)  I cerchietti.
Servono a fissare il pneumatico sulla ruota. Possono sopportare fino a 1800 kg di peso senza rischio di rottura.


5) I fianchi.
In gomma flessibile proteggono i pneumatici dagli urti che possono danneggiare la carcassa, ad esempio gli urti contro i marciapiedi. Una gomma dura assicura il collegamento tra il pneumatico e il cerchio.

6)  Le tele della sommità.
Armate con fili in acciaio molto sottili ma estremamente resistenti, sono incrociate obliquamente e sono incollate una sull'altra. L'incrocio dei loro fili con quelli della carcasa forma dei triangoli indeformabili. Questa disposizione, chiamata triangolazione, assicura l'irrigidimento della sommità.
Le tele, che avvolgono come una cintura tutta la sommità del pneumatico, hanno un ruolo molto complesso:
- devono essere sufficientemente rigide nel senso della circonferenza del pneumatico per non stirarsi sotto l'effetto centrifugo, al fine di controllare perfettamente il diametro del pneumatico, in tutte le condizioni di utilizzo;
- devono anche essere rigide in senso trasversale per resistere alle spinte di derva. Ma devono anche essere elastiche in senso verticale per sormontare gli ostacoli.
Per ottenere queste tele, bisogna incollare l'acciaio alla gomma. La perfetta coesione tra questi materiali dissimili, molto difficile da ottenere, è indispensabile.

7)  Il battistrada.
Viene posto sopra le tela della sommità. Questa parte del pneumatico, che avrà le sculture, sarà a contatto con la strada. Nell'area di contatto con il suolo, il battistrada deve poter resistere a notevolissimi sforzi. La mescola che lo compone deve aderire a tutti i tipi di suolo, resistere all'usura, all'abrasione e deve subire un basso riscaldamento.

 

Il pneumatico ha diverse funzioni che deve assicurare:

Mantenere la direzione:
Il pneumatico guida il veicolo con precisione, a prescindere dallo stato del suolo e dalle condizioni climatiche. La stabilità della traiettoria del veicolo dipende dalla tenuta di strada del pneumatico. Il pneumatico deve sopportare gli sforzi trasversali senza deriva della traiettoria. In genere, ogni veicolo ha una pressione particolare di gonfiaggio per assale. Il rispetto delle differenze di pressione tra l'anteriore e il posteriore garantisce una stabilità di traiettoria ideale.

Sostenere il carico:
Il pneumatico sostiene il veicolo fermo, ma anche durante la marcia e deve resistere ai notevoli trasferimenti di carico in accelerazione e in frenata. Un pneumatico per autovettura sostiene più di 50 volte il suo peso.

Ammortizzare:
Il pneumatico supera l'ostacolo e ammortizza le irregolarità della strada assicurando il comfort del guidatore e dei passeggeri nonché la durata del veicolo.
La principale caratteristica del pneumatico è la sua grande flessibilità, soprattutto in direzione verticale. La grande elasticità dell'aria contenuta nel pneumatico permette di assorbire le deformazioni provocate dagli ostacoli e dalle asperità del terreno. La corretta pressione permette dunque di ottenere un buon livello di comfort preservando una buona capacità di guida.

Rotolare:
Il pneumatico rotola in modo più regolare e più sicuro, con una minore resistenza al rotolamento, ai fini di un maggiore piacere di guida e di una migliore gestione dei consumi.

Trasmettere gli sforzi:
Il pneumatico trasmette gli sforzi: la potenza erogata dal motore, gli sforzi di frenata. La qualità di pochi centimetri quadrati a contatto con il suolo condiziona il livello di trasmissione degli sforzi.

Durare:
Il pneumatico dura, ovvero, mantiene al migliore livello le proprie prestazioni durante i milioni di giri di ruota. L'usura del pneumatico dipende dalle sue condizioni di utilizzo (carico, velocità, stato del manto stradale, stato del veicolo, stile di guida...) ma soprattutto dalla qualità del contatto con il suolo. La pressione ha dunque un ruolo fondamentale.
Essa agisce su:
- la dimensione e la forma dell'area di contatto,
- la ripartizione degli sforzi sui vari punti del pneumatico a contatto con il suolo.

 

Qui sotto è riportato uno schema utile per saper leggere un pneumatico.

ESEMPIO DI MARCATURA TECNICA: 185/60 R 14 82V

185 Larghezza nominale di sezione

(S = 185mm)
60 Rapporto d'aspetto
(H/S = 0,60 = pneumatico serie 60)
R Tipo di struttura
(R = struttura radiale)
14 Diametro di calettamento del cerchio in pollici
(1 pollice = 25,4mm)
Le misure segnate sul pneumatico devono corrispondere esattamente a quelle indicate sulla carta di circolazione
82 Indice di carico
(es: 82 = 475kg)
Il numero segnato sul pneumatico deve essere uguale o superiore a quello indicato sulla carta di circolazione
V Codice di velocità

(es: V = 240 km/h)
Il codice di velocità segnato sul pneumatico deve corrispondere ad una velocità uguale o superiore a quella del codice di velocità segnato sulla carta di circolazione.


Codice di Velocità
J
K
L
M
N
P
Q
R
S
Max Velocità (Km/h)
100
110
120
130
140
150
160
170
180
Codice di Velocità
T
H
V
W
Y
VR
ZR
   
Max Velocità (Km/h)
190
210
240
270
300
oltre 210
oltre 240
   

 

 

TUBELESS Tipo di pneumatico per impiego senza camera d'aria

E2 - e2

Simboli dell'omologazione europea (obbligatoria per l'uso in EU)
La presenza della lettera “E” oppure “e” indica che il pneumatico ha ottenuto l'omologazione europea, il numero che segue identifica il paese che ha richiesto l'omologazione.

EX - ex  -  Simboli dell'omologazione europea
La presenza della lettera "E" oppure "e" indica che il pneumatico ha ottenuto l'omologazione europea, il numero che segue identifica il paese che ha richiesto l'omologazione. (Non è consentito in Europa, l'utilizzo di pneumatici privi di tale omologazione)

DOT xxx xxx  -  Data di fabbricazione del pneumatico
Reinforced  -  Indicazione supplementare per indice di carico superiore
TWI (triangolino con la punta rivolta verso il profilo)  -  Indice di usura (Tire wear index) indica il profilo minimo. I pneumatici sono dotati di "indicatori di usura" che evidenziano sul battistrada, sotto forma di strisce trasversali lisce, quando la profondità di scultura residua è di soli 1,6 mm (minima per legge).

LT = Light Truck . Questa sigla che di solito precede la misura (ad esempio LT 215/75 R 15) si riferisce all'indice di carico e significa che il pneumatico ha un indice di carico un po' più alto ed è particolarmente indicato per veicoli che sono adibiti al trasporto di cose (ad esempio per i veicoli pick-up). Si tenga comunque presente che l'indice di carico deve essere indicato anche con i codici numerici riportati nella tabella sopra.

P = Passenger . In questo caso si vuole segnalare che il pneumatico è più indicato per l'utilizzo del veicolo come vettura per il trasporto di persone e non di cose. Infatti l'indice di carico (indicato dall'apposito codice numerico) sarà più basso rispetto ad un pneumatico uguale (cioè della stessa marca/modello/misura) ma contrassegnato con la sigla LT.

Si tenga presente inoltre che un pneumatico contrassegnato con la sigla LT ha solitamente un battistrada leggermente più spesso e una costruzione un po' più robusta (si tratta di differenze minime comunque) ma prestazioni velocistiche e stradali inferiori rispetto ad un pneumatico contrassegnato con la sigla P (naturalmente il confronto si intende a parità di marca, modello e misura). Se si usa il veicolo per trasportare spesso cose molto pesanti si può scegliere un pneumatico Light Truck , nel caso invece di utilizzo del veicolo come vettura per il trasporto di passeggeri va bene un pneumatico Passenger anche perché l'indice di carico di quest'ultimo tipo si rivela solitamente più che sufficiente anche per il trasporto di cose pesanti (spesso infatti moltiplicando per 4, cioè per il numero delle ruote del veicolo, il carico massimo ammesso su ciascun pneumatico si ottiene un valore che supera più del doppio il peso del veicolo stesso, anche se si tratta di pneumatici Passenger )

E' consentito equipaggiare la vettura con pneumatici invernali più adatti alle proprie esigenze indipendentemente dal codice di velocità riportato sulla carta di circolazione, purché questi siamo marcati con codice di velocità non inferiore a "Q" (corrispondente a 160 km/h). Ad esempio la prescrizione 145 R 13 74S della carta di circolazione deve ritenersi soddisfatta quando la vettura è equipaggiata con pneumatici invernali recanti marcature del tipo 145 R 13 74Q M+S.

 

Attrito del pneumatico sul bagnato

Guidare quando piove è pericoloso. Ma capire quali principi fisici stiano alla base della perdita d'aderenza e dello slittamento del pneumatico sul bagnato non è affatto banale. C'è riuscito un gruppo di scienziati tedeschi e italiani, tra cui due ricercatori della SISSA di Trieste, che nel numero di " Nature Materials " uscito on-line lo scorso 7 novembre 2003 spiegano il meccanismo della perdita d'attrito sull'asfalto bagnato, elemento fondamentale per la sicurezza nella guida e probabilmente per l'evoluzione futura di tecnologie come quelle impiegate in Formula 1. In realtà, ciò che succede su strade molto allagate con velocità superiori ai 60 km/h era già chiaro in precedenza: in questo caso la pressione del pneumatico non è sufficiente a far schizzare via il velo d'acqua dall'asfalto e si verifica il famigerato fenomeno dell' acquaplaning , lo scivolamento incontrollato dell'auto sulla pozzanghera. Ma a basse velocità e in presenza di poca acqua sul manto asfaltato le cose sono un po' diverse ed è proprio questo aspetto che è stato preso in considerazione nella ricerca. "Ciò che si credeva è che a basse velocità la perdita d'attrito sul bagnato fosse dovuta a una riduzione dell'adesione del pneumatico all'asfalto, come se l'acqua fungesse da lubrificante. Mentre questo è vero per l'olio, che essendo viscoso non può essere spremuto via, è un pregiudizio ingiustificato per l'acqua che lo è molto meno" dice Erio Tosatti , uno degli scienziati della SISSA, oltre che del Centro Internazionale di Fisica Teorica e del Centro Democritos di Trieste. La rugosità del manto stradale produce attrito poiché la gomma penetrando dentro le asperità della superficie stradale subisce una deformazione che si propaga al suo interno. Dato che la gomma è viscoelastica, l'energia spesa per provocare le oscillazioni dentro il pneumatico si dissipa in calore, e ciò si traduce in attrito. Ed è solo grazie a questo meccanismo di smorzamento "profondo" che lo si può calcolare, conoscendo la funzione di risposta interna della ruota. Il calcolo funziona benissimo quando la strada è perfettamente asciutta e per l'industria ciò è molto importante perché permette di trovare migliori soluzioni di stabilità e d'efficienza per pneumatici e asfalti. Ma cosa succede quando piove? La rugosità effettiva dell'asfalto si riduce: l'acqua si raccoglie in tante piccole pozzanghere di diverse ampiezze, determinate dalla conformazione del fondo stradale che visto al microscopio quando è asciutto presenta un profilo formato da picchi e asperità su tutte le scale di lunghezza, dal centimetro al micron. In alcuni di questi laghetti il pneumatico non riesce a penetrare perché la gomma fa da sigillo e l'acqua non riesce a uscire. Il risultato è che la rugosità si annulla su tutta l'area della micro-pozzanghera, e con questa la stabilità della gomma in quel punto. "Per questo motivo è necessario calcolare il profilo di rugosità", precisa Tosatti "A partire dallo spettro misurato delle asperità si può calcolare l'allisciamento creato dall'acqua e di conseguenza prevedere la riduzione d'attrito. Digitalizzando al computer lo spettro dell'asfalto e poi riempiendo teoricamente tutte le micro-pozzanghere abbiamo ottenuto una superficie meno rugosa. In questo modo è facile calcolare il coefficiente d'attrito della gomma sul bagnato e confrontarlo con quello asciutto in funzione della velocità. Il grosso risultato è che questo calcolo mostra senza ambiguità una perdita d'attrito sul bagnato pari al 20-30%, valore perfettamente uguale al dato empirico e sperimentale, e soprattutto spiega il perché del fenomeno".

 

Pneumatico da neve

Non solo per la neve: quando la temperatura si abbassa, la progettazione specifica dei pneumatici invernali fa la differenza in termini di aderenza, e quindi di sicurezza. Come noto, ogni stagione dell'anno richiede accorgimenti specifici nell'uso dei pneumatici, ma l'inverno, con le sue condizioni meteorologiche avverse, esige qualche attenzione in più: il rischio di incidenti aumenta infatti di sei volte rispetto al periodo estivo.

La temperatura diminuisce, il pericolo aumenta
A rendere particolarmente problematica la guida nella stagione invernale non è soltanto la presenza della neve: l'asfalto freddo, la presenza di brina e l'umidità che diventa facilmente ghiaccio rappresentano pericoli concreti, che è possibile fronteggiare in tutta sicurezza solo con i pneumatici giusti. Ecco perché è corretto montare gli invernali in autunno e sostituirli con gli estivi a partire dalla primavera, quando le temperature cominciano ad alzarsi. Quando il termometro si abbassa, infatti, le normali mescole battistrada dei pneumatici estivi si induriscono progressivamente, comportando una diminuzione dell'aderenza. Già a temperature inferiori ai 7 gradi le normali mescole battistrada dei pneumatici estivi si induriscono progressivamente, comportando una diminuzione dell'aderenza. E questo a maggior ragione se la vettura è equipaggiata con pneumatici sportivi: questi infatti sono ottimizzati per raggiungere prestazioni massime sull'asciutto e sul bagnato, ma alle temperature tipiche della stagione estiva. Quando il termometro scende, non possono offrire la sicurezza garantita invece da un pneumatico progettato specificamente per l'inverno, mentre i migliori invernali possono garantire oggi prestazioni eccellenti in ogni condizione del fondo stradale, con codici di velocità anche elevati (fino a V, cioè 240 km/h) e buoni livelli di comfort, silenziosità e scorrevolezza. Naturalmente il massimo vantaggio offerto dai pneumatici invernali si manifesta sui percorsi innevati. I profondi incavi che ne caratterizzano il disegno del battistrada garantiscono la massima aderenza sulla neve, la fittissima lamellatura fa presa anche sul fondo ghiacciato e le mescole a base di silice esaltano l'aderenza alle basse temperature. I vantaggi in termini di sicurezza emergono in modo particolare in frenata: prove strumentali hanno dimostrato che una vettura dotata di pneumatici estivi alla velocità di 50 km/h si arresta dopo 43 metri, mentre con i pneumatici invernali sono sufficienti solo 35 metri!

Attenzione a usura e pressione
Ma attenzione, per usufruire di tutti questi vantaggi è indispensabile tenere sotto controllo la profondità del battistrada.
Quanto alla pressione, il solo valore corretto è quello indicato dal produttore del veicolo nelle istruzioni d'uso ed è lo stesso sia per i pneumatici invernali che per gli estivi. L'affermazione generica secondo cui i pneumatici invernali richiedono 0,2 bar di pressione in più non trova alcun riscontro tecnico.
Anche per i pneumatici invernali, infatti, le prestazioni si riducono notevolmente man mano che aumenta l'età del pneumatico e diminuisce la profondità di scultura. È consigliabile la sostituzione al più tardi quando si raggiunge una profondità residua di scultura di 3 mm, oppure dopo quattro/cinque anni di impiego, anche se la profondità è ancora sufficiente.

 

Pneumatico ricostruito

Che cosa sono i pneumatici ricostruiti?

Si tratta di copertoni il cui battistrada usurato è stato asportato e sostituito con materiale nuovo, corrispondente all'originale. Come materia prima fungono pneumatici usati, la cui struttura è tuttavia intatta. La ricostruzione è possibile, in quanto la struttura portante ha generalmente vita più lunga del battistrada. Successivamente al controllo relativo alla centratura ed equilibratura, il pneumatico è soggetto alla vulcanizzazione, attraverso la quale le parti vecchie e nuove si fondono in un tutt'uno. I controlli finali completano il processo produttivo.
Pneumatici rigenerati trovano impiego soprattutto nel trasporto aereo (ogni 3. copertone) e in quello stradale pesante (ogni 2.), ma anche i possessori di automobili scelgono spesso questa alternativa. Mentre i pneumatici dei veicoli pesanti possono essere ricostruiti fino a 3 volte, in caso di automobili ciò è possibile solo una volta.
Secondo le norme Ece Onu 108 un danno per logoramento in pneumatici relativi a veicoli fino alla classe di velocità H (120 km/h) può essere ricostruito senza che ci siano incisioni sulla velocità, ovvero senza declassamento; pneumatici di classi superiori (p. es. classe V con 240 km/h) scenderanno di una categoria.

Come si può verificare che si tratta di un pneumatico ricostruito?

Copertoni ricostruiti ai sensi della norma Ece Onu 108 sono contraddistinti dalla seguente marchiatura:

retreaded

  • sul lato del pneumatico è indicata la sigla "108 R"
  • all'interno di un cerchio appare la lettera "E"
  • segue una cifra composta da sei numeri

Inoltre devono essere indicati:

  • la denominazione "Ricostruito" o "Retread"
  • il marchio, ovvero nome del ricostruttore
  • la settimana di ricostruzione ed il relativo anno

Pneumatici senza indicazione del ricostruttore non possono essere ricostruiti.

In maniera indelebile il pneumatico deve riportare anche le eventuali limitazioni d'uso: in caso di difetti che non garantiscono più l'utilizzo (la velocità ed il peso) previsto dal produttore originario, il pneumatico subisce un declassamento.
Della completezza e veridicità di tutte le indicazioni apposte sul pneumatico, risponde il ricostruttore.

Considerazioni ecologiche

A livello europeo il cambio di pneumatici comporta la produzione di 140 milioni di ruote all'anno. A queste si aggiungono altri 40 milioni di ruote, ascrivibili alla rottamazione.
Pneumatici consumati sono generalmente esportati, trasformati in granuli, impiegati nell' industria calzaturiera o in quella del cemento, in centrali termoelettriche e di riscaldamento, nell'agricoltura (in qualità di copertura per silo) e anche nell'attività portuaria. I copertoni non riutilizzabili o trasformabili, finiscono in discarica.
Mentre per la produzione di un pneumatico vengono consumati tra i 20 e i 28 litri di greggio, in caso di pneumatici ricostruiti l' ammontare si riduce a circa 5,5 litri. Da un punto di vista ambientale è sicuramente un dato positivo, visto che ad essere risparmiati sono anche i materiali di cui sono composti tallone, carcassa e l'asta di tensione in acciaio. Attraverso la ricostruzione si preserva complessivamente l'80% del pneumatico da un'anticipata eliminazione mediante incenerimento o deposito in discarica. In confronto alla produzione di un pneumatico nuovo, attraverso questo procedimento di riciclaggio si risparmia il 70% di energia. Anche la circostanza, che sono necessari circa 100 anni affinché un pneumatico sotterrato si disintegri completamente, è un punto a favore della ricostruzione.
In più con un decreto del Ministero dell'ambiente datato 2003, i pneumatici destinati alla ricostruzione sono stati cancellati dall' elenco dei rifiuti, esonerandoli quindi dagli oneri burocratici.

Aspetti economici

Grazie all'uso di pneumatici rigenerati, ogni anno gli automobilisti italiani risparmiano 260 milioni di euro. Copertoni ricostruiti costano fino al 50% in meno e grazie ai controlli severi della normativa Ece Onu 108 (109 per veicoli pesanti), non ci sono nemmeno rinunce in termini di qualità, durata, affidabilità e sicurezza.

Sicurezza

Ai sensi delle norme europee (Ece Onu 108 e 109), i pneumatici ricostruiti devono essere sottoposti ai medesimi controlli di quelli nuovi. E' consigliabile acquistare solo copertoni ricostruiti che siano conformi alle norme Ece Onu 108. Tale norma regola sia il controllo di resistenza e affidabilità dei pneumatici, che la verifica del processo produttivo nonché del sistema di qualità adottato dal ricostruttore. In altri paesi (ad esempio Austria, Portogallo o Francia) tali regole sono già obbligatorie, l'Italia dovrebbe adattarsi da qui a poco, anche se i ricostruttori italiani le applicano già da un po' di tempo.
Ai fini della Vostra sicurezza è utile ricordare, che secondo il Codice della Strada lo spessore del battistrada deve essere di minimo 1,6 mm sull'intera superficie e che su ogni asse devono essere montati gli stessi pneumatici. Rammentiamo che la misura indicata sul libretto di circolazione è vincolante. Non è permesso montare pneumatici aventi misura diversa. Eventualmente è necessaria una modifica del libretto di circolazione!

 

Tutti i marchi appartengono ai legittimi proprietari. Non si intende ledere alcun copyright. Per qualunque contatto: postmaster@ingegnerando.it