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Limpiando el aire sobre inflar neumáticos con nitrógeno

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H2 O2Una de las tareas principales de un neumático es soportar el peso del vehículo. Pero cualquiera que haya tenido un pinchazo, sabe que, el neumático en realidad no soporta la carga ...la presión de inflado en el interior, ¡es la que lo hace! El uso de la presión de inflado correcta, no sólo proporciona la capacidad de carga apropiada, sino que, también mejora el rendimiento del neumático, la durabilidad y la contribución a la economía de combustible del vehículo.

Los neumáticos usualmente se inflan con aire, que es, una combinación de más o menos 78% de nitrógeno (N2), 21% de oxígeno (O2) y 1% de gases misceláneos. Y debido a que, todos los gases se expanden cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían, las presiones de inflado suben y bajan con los cambios de temperatura, alrededor de un psi (libras por pulgada cuadrada) por cada 10 grados de cambio en la temperatura ambiental. Es por esto, que se recomienda que las presiones de los neumáticos, deben ser verificadas por la mañana temprano, antes de la temperatura ambiental, el calor radiante del sol o el calor generado por la conducción, haga que, la presión de aire de los neumáticos suba.

Y mientras que, los neumáticos parecen sólidos, si se pudiera ver su estructura microscópica, se encontraría que, el caucho se ve parecido, a fideos de espaguetis cocidos pegados. Estas hebras moleculares continuamente se expanden hacia y desde su estado relajado, cada vez que el neumático rueda, lo cual, permite que algunos de los gases se escapen, a través de los espacios microscópicos entre las moléculas de caucho (llamado permear o difusión). Se ha estimado que hasta un psi de presión, puede escapar, cada mes de un neumático en servicio.

Afortunadamente, el aire comprimido se encuentra a menudo, disponible en las estaciones de gasolina, tiendas de neumáticos y talleres de reparación de automóviles. A veces es gratuito, mientras que otras veces, sólo está disponible en compresores que funcionan con monedas. Infortunadamente, el aire comprimido proporcionado, a menudo, contiene diversos grados de humedad en función de la humedad relativa y la capacidad del sistema de secar el aire, mediante la eliminación de la humedad.

"En lugar de pagar extra por el nitrógeno, la mayoría de los conductores estarían en mejor posición, comprando un medidor preciso de presión de aire, y comprobar y ajustar la presión de los neumáticos con regularidad."

Entonces, ¿qué podemos hacer para ayudar a mantener la presión de los neumáticos más constantes? Podemos cambiar lo que utilizamos para inflarlos.

El nitrógeno puro se ha usado para inflar neumáticos para aplicaciones críticas durante muchos años, principalmente, debido a que, no es compatible con la humedad o la combustión. Estas aplicaciones incluyen los neumáticos de carreras (IndyCar, Fórmula 1, NASCAR), neumáticos de aeronaves (comercial y militar) y neumáticos de equipo pesado (excavadoras y equipo de minería). El desafío que enfrenta la inflación de nitrógeno, no ha sido su aplicación, ha sido su método de suministro y costo.

Moléculas de nitrógeno tienen más dificultad de escapar, a través de los espacios microscópicos, que existen entre las moléculas de caucho de un neumático. El nitrógeno es un gas "lento" inactivo, etiquetado como un gas inerte debido a su naturaleza no reactiva con muchos materiales. El oxígeno, por otro lado, es un gas activo "rápido" que reacciona con muchos materiales, esta reacción se le conoce como "oxidación". Además, el nitrógeno, es un gas seco que no admite la humedad, mientras que el oxígeno se combina con el hidrógeno para hacer agua (H2O).

¿Cuáles son los efectos del uso de nitrógeno puro para inflar los neumáticos?

  • El nitrógeno es un gas y es afectado por los cambios de temperatura ambiental (alrededor de un psi para cada 10 grados). Neumáticos llenos de nitrógeno requerirán añadir presión de aire durante los meses de otoño / invierno, ya que la temperatura ambiental y la presión de los neumáticos baja. Nitrógeno es bueno, pero no puede cambiar las leyes de la física.
  • El nitrógeno reduce la pérdida de presión de los neumáticos debido a que la permeación a través del caucho durante el tiempo, es aproximadamente de un tercio. Esto ayuda a mantener la presión necesaria de los neumáticos un poco más, pero no elimina la necesidad de verificar la presión de aire mensualmente. Esto es bueno para las personas que no mantienen bien sus vehículos.
  • El nitrógeno es un gas seco y no sustenta la humedad, la cual, podría contribuir a la corrosión de componentes de acero de los neumáticos (alambre del aro y las correas de refuerzo laterales), debido a su presencia durante períodos largos. Sin embargo, es importante recordar que la presión atmosférica empuja constantemente oxígeno y humedad al interior del caucho por la parte exterior del neumático. Esto es especialmente bueno para conductores que recorren un número bajo de millas, y no desgastan sus neumáticos rápidamente, o aquellos que ruedan millas anuales promedio, pero utilizan neumáticos radiales de desgaste lento (60K y 80K garantizados).
  • El nitrógeno asegura incrementos de presión más constante, durante entornos de carreras (temperaturas de operación más altas), gracias a la falta de humedad. Esto es especialmente bueno para los participantes en competencias en pistas, escuelas de educación para conductores de alto rendimiento y de carreras en carreteras.
  • Si no encuentra una fuente de nitrógeno durante un viaje, los conductores pueden utilizar el aire normal, si se requieren ajustes de presión. Si bien, esto, reduce el beneficio de mayor contenido en nitrógeno, es mucho mejor que rodar los neumáticos con baja presión mientras se busca una fuente de nitrógeno. A menudo, el proveedor de nitrógeno inicial volverá a llenar los neumáticos de forma gratuita o a un costo nominal cuando el conductor regresa a su residencia.

Algunos fabricantes de equipos para talleres han desarrollado sistemas pequeños, generadores de nitrógeno que pueden separar el oxígeno y la humedad de las líneas de aire comprimido para capturar nitrógeno. El componente clave para lograr esto, es una membrana que separa los gases. Cada módulo contiene fibras huecas que permiten que el oxígeno y vapor de agua sean eliminados de forma selectiva, lo que resulta, en una fuente de nitrógeno casi puro. Entonces, se mantiene el nitrógeno en un tanque de almacenamiento por separado, hasta que se usa para inflar neumáticos.

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El generador de amente realizan varias purgas sin requerir la participación del técnico.

Mientras inflar los neumáticos con nitrógeno no se traduce en 100% de pureza, la mayoría de los proveedores de equipos de servicio de nitrógeno aconsejan alcanzar, al menos, una pureza del 93% al 95% para recibir los beneficios deseados. Esta relación se logra normalmente mediante la purga del aire existente en los neumáticos (desinflar a unos pocos psi) y luego volver a llenar con nitrógeno. El ciclo de purga / llenado se repite con frecuencia para lograr el nivel deseado de pureza del nitrógeno.

Nota: Los neumáticos nunca deben ser sometidos a un vacío, en el esfuerzo de eliminar el oxígeno. La distorsión del neumático, como se muestra en la imagen adjunta, puede ser tan perjudicial para la estructura interna del neumático, como pasar sobre baches o encontrar peligros de la carretera.

Entonces, ¿qué deben hacer los conductores?

En general, inflar los neumáticos con nitrógeno no les hará daño y puede proporcionar algunos beneficios mínimos.

¿Vale la pena? Si va a un lugar que proporciona nitrógeno gratis con la compra de neumáticos nuevos, ¿por qué no? Además, hemos visto que algunos proveedores de servicios ofrecen precios razonables de alrededor de $5 por neumático (incluyendo ajustes periódicos durante la vida útil del neumático), contrario a, un precio menos razonable de $10 por neumático (con costos adicionales para ajustes de presión posteriores) o más aún, como parte de un contrato de servicio, que creemos supera el valor de los beneficios de nitrógeno.

En lugar de pagar extra por el nitrógeno, la mayoría de los conductores estarían en mejor posición, comprando un medidor preciso de presión de aire, y comprobar y ajustar la presión de los neumáticos con regularidad.



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