Investigadores da Universidade Carlos III de Madrid (UC3M) conceberam e testaram um novo tipo de pneu modular com o objetivo de o tornar mais inteligente e sustentável. No âmbito do projeto ECOTIRE, desenvolveram uma banda de rodagem removível de silicone capaz de aumentar significativamente a durabilidade, reduzir o desgaste abrasivo e mitigar a poluição gerada pelos resíduos de borracha.

Apesar de ser o único ponto de contacto entre o veículo e a estrada, o design básico do pneu quase não mudou em décadas. Após o seu desgaste, milhões de toneladas de carcaças de pneus cuja estrutura principal permanece intacta terminam convertidas em resíduos de difícil gestão. Para resolver este desafio, a investigação desenvolvida pela equipa da UC3M propõe substituir a ligação química tradicional por uma ligação estritamente mecânica.

A principal inovação do ECOTIRE, nome deste projeto da UC3M, radica na conservação do corpo principal da roda (a carcaça) e na substituição exclusiva da banda de rodagem quando esta se deteriora, a qual representa menos de 20% do peso total do pneu. «Ao desgastar-se, um pneu convencional emite partículas muito nocivas para a atmosfera. A utilização de uma ligação mecânica possibilita a combinação de materiais mais sustentáveis e biocompatíveis», indica Daniel García-Pozuelo, um dos investigadores do projeto ECOTIRE e membro do Departamento de Engenharia Mecânica da UC3M.

Numa investigação publicada na revista Applied Sciences, os investigadores analisaram o comportamento da borracha convencional em termos de desgaste e fricção face à borracha de silicone, demonstrando que esta última apresenta uma deterioração cerca de dez vezes menor e oferece uma maior estabilidade.

Rumo a uma nova geração de pneus inteligentes e conectados

Além da questão relativa à sustentabilidade dos materiais, o projeto procura transformar o pneu num elemento ativo do veículo através da integração de diversos sensores. «Imaginamos um pneu inteligente e instrumentado que forneça dados fundamentais para o veículo e para a infraestrutura, adaptando-se perfeitamente às necessidades do veículo autónomo», salienta Daniel García-Pozuelo.

Esta instrumentação permite medir em tempo real variáveis críticas da dinâmica do veículo, tais como as forças transmitidas ao pavimento, a pressão de contacto, o ângulo de deriva e o coeficiente de aderência disponível. Deste modo, o pneu deixa de ser um componente passivo e passa a informar proativamente os Sistemas Avançados de Assistência à Condução (ADAS) ou o computador central do veículo autónomo perante riscos iminentes como a aquaplanagem ou placas de gelo, permitindo que sistemas como o ABS ou o controlo de estabilidade atuem antes de o condutor percetar o perigo.

Os ensaios experimentais com o protótipo físico apresentaram resultados bastante promissores. Num estudo complementar publicado na revista científica Measurement, os investigadores avaliaram a integridade do sistema numa bancada de testes de rolamento, controlando de forma independente a carga normal, o raio, o ângulo de deriva, o deslizamento e a pressão de insuflação. «O comportamento do nosso pneu já é suficientemente semelhante ao dos pneus convencionais para estarmos muito próximos de o transferir para a indústria pelas mãos de empresas do setor, embora ainda haja um longo caminho a percorrer até que chegue à sociedade», conclui Daniel García-Pozuelo. Os resultados obtidos consolidam o plano de ação do projeto ECOTIRE para avançar em ensaios à escala real e acelerar a transferência desta tecnologia para a indústria automóvel.

Vídeo: https://youtu.be/T0NCUdNsAr4