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Resistencia al deslizamiento sobre agua (hydroplaning)


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Hydroplaning, (fenómeno de pérdida de contacto por interposición de una capa espesa de agua entre el neumático y el suelo). Este fenómeno ocurre con mayor frecuencia durante la temporada lluviosa y cuando el agua se acumula en pozos sobre la carretera. Además del ruido (que asusta a cualquiera) causado por el impacto del agua con el vehículo, también el volante gira con fuerza, llevando el auto hacia el pozo.

La velocidad a la cual el neumático se desplaza sobre el agua, es una función de la profundidad del pozo, velocidad y peso del vehículo, ancho, diseño y profundidad de la banda de rodamiento. El deslizamiento sobre agua (hydroplaning) depende de cuanta agua debe ser removida y la eficiencia del diseño de la banda de rodamiento para tal función, al igual de cuanto peso presiona el neumático contra la superficie. Todos los neumático experimentan el deslizamiento sobre agua a determinada velocidad. Condiciones como un pozo profundo, vehículos livianos, neumáticos anchos, desgastados y con un diseño de la banda de rodamiento menos eficiente, experimentarán deslizamiento en agua a velocidades bajas.

Como regla general, el diseño de la banda de rodamiento, afecta la resistencia al deslizamiento en agua a velocidades elevadas y pozos profundos; por otro lado, el compuesto de caucho afecta la tracción sobre superficies mojadas a velocidades bajas o con poca agua.

Bandas de rodamiento con diseño direccional (algunas veces conocidas como unidireccional) son utilizadas en neumáticos que ofrecen mayor resistencia al deslizamiento en agua. Sus múltiples canales o ranuras están alineadas en forma de “V” repetitivamente, para aumentar la habilidad del neumático de sacar agua del área de contacto con la carretera. Las ranuras de un neumático direccional están diseñadas para bombear agua en una dirección (hacia delante y en ángulo hacia los lados), parecido a las paletas en las bombas de agua, que constantemente empujan el agua en una dirección hacia el motor. Los diseños de banda direccional son muy útiles para aumentar la resistencia al deslizamiento en agua, si se desea aumentar el tamaño de los neumáticos originales.

Realizamos una prueba para entender mejor las características de rendimiento de los neumáticos direccionales. Escogimos los Eagle F1 GS-D3 de Rendimiento Máximo fabricado por Goodyear y fueron montados en un Mustang Cobra SVT del 2003 con una transmisión de seis velocidades con un motor DOHC de 4 válvulas V8, que produce 390 caballos de fuerza y 390 pie-libra de esfuerzo de torsión. El Eagle F1 GS-D3 fue escogido por su tecnología moderna, en cuanto a su diseño direccional, el Cobra SVT fue escogido por los caballos de fuerza y el torque, que son un verdadero reto para cualquier neumático al momento de proporcionar tracción, tanto sobre superficies secas como mojadas. Además, apagamos el sistema de control de tracción para que la responsabilidad de los 390 caballos de fuerza recayera solamente sobre el conductor. El neumático con tamaño P275/40R17 de los Eagle F1 GS-D3 fue montado en rines de aleación de aluminio con tamaño de 17” x 9”.

También utilizamos esta prueba para confirmar el rendimiento de los neumáticos direccionales, cuando son montados incorrectamente (en dirección contraria). En total realizamos 4 pruebas separadas.

Montados correctamente sobre pista seca

En estas condiciones los Eagles F1 GS-D3, proporcionaron una maniobrabilidad predecible, estabilidad y agarre al tomar curvas. Este neumático se complemento bien con la suspensión y el poder del Cobra, y estuvo muy cerca (medio segundo en una vuelta) de formar el grupo de los mejores neumáticos de Rendimiento Máximo. El Eagle F1 GS-D3 permitió que el auto marcara el promedio de la vuelta en 29.387 segundos, lo suficientemente rápido para confirmar su posición en la categoría de neumáticos de Rendimiento Máximo.

Montados al revés sobre pista seca

Debido a que los neumáticos direccionales son diseñados para mejorar el rendimiento sobre superficies mojadas, no esperábamos encontrar mucho en la prueba con los neumáticos montados al revés sobre la pista seca. Sin embargo, nos sorprendió que cerca estaban los resultados obtenidos. En estas condiciones el Eagle F1 GS-D3, proporcionó igual maniobrabilidad predecible y buen agarre. El montar los neumáticos al revés le dio un poquito más de libertad al Cobra, reduciendo levemente el constante subviraje. Sin caprichos o sorpresas de maniobrabilidad el auto marco el promedio de la vuelta en 29.465, entre 8/100 décimas de segundo comparado con los neumáticos montados correctamente.

Montados correctamente sobre pista mojada

El Eagle F1 GS-D3 ofreció un rendimiento admirable sobre mojado. Los neumáticos inspiraron control y confianza, obteniendo un tiempo promedio al completar una vuelta, de 30.373 segundos sobre superficie mojada, solo un segundo más lento de su tiempo en la vuelta sobre superficie seca ( y un segundo más rápido que los tiempos obtenidos por los neumáticos de Rendimiento Máximo para superficie seca, probados en pista mojada). El Eagle F1 GS-D3 ofreció en la pista mojada, maniobrabilidad predecible y suficiente agarre para obtener el tiempo promedio más rápido de nuestro neumáticos de Rendimiento Máximo.

Montados al revés sobre pista mojada

Esperábamos encontrar diferencias notables en esta prueba, debido a que los neumáticos dirigirían el agua hacia el centro del área de contacto con la carretera, reduciendo la tracción. Sin embargo, los tiempos de las vueltas y los comentarios de los conductores indican que el rendimiento sobre mojado permanecía. El Cobra obtuvo un promedio de 30.387 segundos por vueltas, solo 1/100 décima de segundos de diferencia, al comparar la prueba con los neumáticos montados correctamente.

¿Por qué no vimos una diferencia mayor? Debemos considerar dos aspectos.

Nuestra pista de prueba se construyó con un grado de inclinación hacia dentro, muy similar a la forma que se construyen las carreteras, con su inclinaciones hacia los hombros o bordes. Además, la ausencia de pozos, ya que, esta inclinación está cubierta con una capa uniforme de agua; al igual que sucedería en una carretera durante una lluvia moderada. La pista no posee los pozos asociados con carreteras disparejas o agua estancada por gran cantidad de lluvia. Nuestra pista fue construida para imitar carreteras reales en buenas condiciones. Esta, presenta un reto mayor a los compuestos de cauchos de los neumáticos, para proporcionar tracción sobre mojado, que el diseño de la banda de rodamiento para ofrecer resistencia al deslizamiento en agua (hydroplaning).

Infortunadamente, los neumáticos direccionales presentan una desventaja y es el hecho que solo pueden rodar en una dirección. Esto limita el patrón de rotación, siendo solamente posible rotarlas en el mismo lado del vehículo, a menos que, sean montadas nuevamente en los rines. Esta situación los hace más propensos a un desgaste irregular (conocido en inglés como desgaste “saw tooth” o “heel and toe”).

Para disminuir la posibilidad de este desgaste, es importante rotar los neumáticos más frecuentemente, especialmente en los primeros años del neumático. Esta rotación no puede eliminar completamente la posibilidad de un desgaste irregular, pero ayuda a emparejar el desgaste en la mayoría de los vehículos, ya que, los neumáticos experimentan tensiones diferentes en el eje de propulsión y el contrario, al igual que sucede con el eje de la dirección.

NOTA:

Si los neumáticos fueron instalados, inicialmente o luego de una rotación, equivocadamente, el conductor solo necesita reducir la velocidad durante la lluvia e instalarlos correctamente en la primera oportunidad. Rodar neumáticos direccionales al revés por un período corto de tiempo, no dañará la estructura interna del neumático.

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