Investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) han diseñado y probado un nuevo tipo de neumático modular con el objetivo de hacerlo más inteligente y sostenible. En el marco del proyecto ECOTIRE han desarrollado una banda de rodadura desmontable de silicona que puede aumentar significativamente la durabilidad, reducir el desgaste abrasivo y mitigar la contaminación generada por los residuos de caucho.
A pesar de ser el único punto de contacto entre el vehículo y la calzada, el diseño básico del neumático apenas ha cambiado en décadas. Tras su desgaste, millones de toneladas de cubiertas cuya estructura principal sigue intacta terminan convertidas en un residuo de difícil gestión. Para resolver este desafío, la investigación desarrollada por el equipo de la UC3M plantea sustituir la unión química tradicional por una unión estrictamente mecánica.
La innovación central de ECOTIRE, como se denomina este proyecto de la UC3M, radica en conservar el cuerpo principal de la rueda (la carcasa) e intercambiar únicamente la banda de rodadura cuando se deteriore, la cual representa menos del 20% del peso total del neumático. «Al desgastarse, un neumático convencional emite partículas muy nocivas a la atmósfera. El uso de una unión mecánica posibilita la combinación de materiales más sostenibles y biocompatibles», indica uno de los investigadores del proyecto ECOTIRE, Daniel García-Pozuelo, del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UC3M
En una investigación publicada en la revista Applied Sciences, analizaron el comportamiento del caucho convencional en lo relativo al desgaste y la fricción frente al caucho de silicona, demostrando que esta última presenta un deterioro aproximadamente diez veces menor y ofrece una mayor estabilidad.
Hacia una nueva generación de neumáticos inteligentes y conectados
Además de la cuestión concerniente a la sostenibilidad de los materiales, el proyecto busca transformar el neumático en un elemento activo del vehículo mediante la integración de diversos sensores. «Nos imaginamos un neumático inteligente e instrumentado que proporcione datos clave para el vehículo y la infraestructura, adaptándose perfectamente a las necesidades del vehículo autónomo», señala Daniel García Pozuelo.
Esta instrumentación permite medir en tiempo real variables críticas de la dinámica del vehículo, tales como las fuerzas transmitidas al pavimento, la presión de contacto, el ángulo de deriva y el coeficiente de adherencia disponible. De este modo, la cubierta deja de ser un componente pasivo y pasa a "informar" de manera proactiva a los Sistemas Avanzados de Asistencia a la Conducción (ADAS) o al ordenador del vehículo autónomo ante riesgos inminentes como el aquaplaning o placas de hielo, permitiendo que sistemas como el ABS o el control de estabilidad actúen antes de que el conductor perciba el peligro.
Los ensayos experimentales con el prototipo físico han arrojado resultados muy prometedores. En un trabajo complementario publicado en la revista científica Measurement, los investigadores evaluaron la integridad del sistema en un banco de pruebas de rodadura controlando de forma independiente la carga normal, el radio, el ángulo de deriva, el deslizamiento y la presión de inflado. “El comportamiento de nuestro neumático es ya suficientemente parecido al de los neumáticos convencionales como para estar bastante cerca de trasladarlo ya a la industria de la mano de empresas del sector, aunque todavía queda un camino largo para que llegue a la sociedad”, concluye Daniel García-Pozuelo. Los resultados ya obtenidos consolidan la hoja de ruta del proyecto ECOTIRE para avanzar en ensayos a escala real y acelerar la transferencia de esta tecnología hacia la industria del automóvil.
Entrevista en YouTube:
https://youtu.be/T0NCUdNsAr4