Flashback Friday: La evolución de los neumáticos

Jan 11, 2024

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¿Qué es un neumático? Es un componente en forma de anillo que rodea el borde de una rueda para transferir la carga de un vehículo desde el eje a través de la rueda hasta el suelo y proporcionar tracción en la superficie sobre la que se encuentra el vehículo.

Para entender la historia de los neumáticos hay que repasar la evolución de la rueda. Uno de los mayores inventos del hombre, la rueda se remonta a la era neolítica, 3500 aC, o antes de la Edad del Bronce. Las primeras ruedas estaban hechas de madera. Si bien es probable que las ruedas se usaran por primera vez para ayudar al hombre con las tareas agrícolas, pronto se usaron para muchos propósitos y fueron una clave para el avance humano.

Sin embargo, un inconveniente de las ruedas era, y sigue siendo, el desgaste. La rotación de una rueda alrededor de un eje central ayudó a transportar objetos pesados ​​y ayudó al hombre a moverse más rápido que nunca. Sin embargo, las ruedas, ya sean de madera o luego de metal, se desgastaron lentamente con el tiempo y no se desgastaron de manera uniforme. Una mella o un desgaste desigual haría que una rueda ya no fuera redonda, lo que provocaría la tarea costosa y que consume mucho tiempo de reemplazar algo que no estaba del todo roto.

Lo que se necesitaba era una capa desechable que pudiera absorber el daño, desgastarse con el tiempo y luego reemplazarse fácilmente a un costo mucho más asequible que una rueda nueva. Eso es precisamente lo que hace un neumático.

¿Cuál es el origen de la palabra "neumático"? Volviendo a la década de 1300, la palabra "neumático" era una forma abreviada de "atuendo", a partir de la idea de que una rueda con un neumático es una rueda revestida.

Primero cuero, luego metal

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Los primeros neumáticos eran bandas de cuero, luego hierro (más tarde acero) que se colocaban sobre ruedas de madera que se usaban en carretas y vagones. Un carpintero habilidoso expandiría el neumático calentándolo en una forja, lo colocaría sobre la rueda y luego lo mojaría, haciendo que el metal se contrajera de nuevo a su tamaño original para que encajara firmemente en la rueda.

Después de la invención de la locomotora de vapor en Gran Bretaña en la década de 1820, siguió la aparición de trenes y redes ferroviarias, y se unieron "neumáticos" de acero a las ruedas metálicas de los trenes. En los Estados Unidos, los neumáticos de metal se utilizaron en los trenes, pero también en los vagones agrícolas, las diligencias y los vagones Conestoga que ayudaron a abrir el Oeste. Los neumáticos de metal eran duraderos y económicos, pero muy incómodos y poco fiables.

Vulcanización

En 1839, al inventor y empresario estadounidense Charles Goodyear se le atribuye el descubrimiento del proceso de vulcanización. Con pocas semanas de diferencia en 1845, el inventor británico Thomas Hancock y Charles Goodyear obtuvieron patentes para la vulcanización del caucho. Nombrada en honor al dios romano del fuego, la vulcanización "es un proceso químico para convertir caucho natural o polímeros relacionados en materiales más duraderos mediante la adición de azufre. Los materiales vulcanizados son menos pegajosos y tienen propiedades mecánicas superiores". La vulcanización transforma la goma cruda pegajosa en un material firme y flexible que hace que la goma sea un material perfecto para los neumáticos.

La vulcanización también hizo que el caucho fuera impermeable y resistente al invierno, al mismo tiempo que conservaba su elasticidad. Si bien se impugnó la afirmación de Goodyear de haber inventado la vulcanización, prevaleció en los tribunales y hoy se le recuerda como el único inventor del caucho vulcanizado.

Sin embargo, la historia de Charles Goodyear es triste. Aunque dedicó toda su vida a hacer más útil el caucho, nunca sacaría provecho de todo su trabajo. Aunque Charles Goodyear estaba en bancarrota cuando murió, en 1898 se fundó en Akron, Ohio, una compañía que lleva su nombre Goodyear Tire and Rubber Company.

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Neumáticos de goma maciza

Poco después del descubrimiento de la vulcanización, el caucho se convirtió en el material elegido para los neumáticos. Estos neumáticos eran fuertes, absorbían los golpes y resistían cortes y abrasiones. Aunque eran una gran mejora con respecto a las llantas de madera o de metal, las llantas de goma maciza eran muy pesadas y no brindaban una conducción suave.

Los primeros neumáticos de goma eran macizos (no neumáticos). Las llantas neumáticas se usan en muchos tipos de vehículos, incluidos automóviles, bicicletas, motocicletas, autobuses, camiones, equipos pesados ​​y aeronaves. Estos neumáticos también proporcionan una amortiguación flexible que absorbe los impactos cuando el neumático rueda sobre las características ásperas de la superficie. Los neumáticos proporcionan una huella que está diseñada para hacer coincidir el peso del vehículo con la fuerza de soporte de la superficie sobre la que rueda, proporcionando una presión de soporte que no deformará la superficie en exceso.

Las llantas de metal todavía se usan en locomotoras y vagones de ferrocarril, y las llantas de caucho sólido (u otro polímero) todavía se usan en varias aplicaciones no automotrices, como algunas ruedas, carros, cortadoras de césped y carretillas.

neumáticos

El neumático de caucho, o inflable, utiliza caucho y aire encerrado para reducir la vibración y mejorar la tracción. Las llantas neumáticas que se encuentran en millones de automóviles en todo el mundo son el resultado del trabajo de varios inventores durante varias décadas. Y esos inventores tienen nombres que deberían ser reconocibles para cualquiera que haya comprado neumáticos para su automóvil Dunlop, Goodyear y Michelin.

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Robert W. Thompson, un ingeniero escocés, creó y patentó el primer neumático lleno de aire en 1847. El neumático usaba caucho y aire encerrado para reducir la vibración. Sin embargo, el proceso fue demasiado costoso y su diseño nunca se puso en producción.

Sin embargo, en 1888, otro escocés, John Boyd Dunlop, desarrolló con éxito el primer neumático en Belfast, Irlanda. Dunlop ya era rico; poseía prácticas veterinarias exitosas en el país. Sin embargo, después de que su hijo se quejara de la dureza de su bicicleta debido a los neumáticos de caucho sólido, Dunlop comenzó a desarrollar el neumático.

Sin embargo, su patente, concedida en 1888, no era para neumáticos de automóviles. En cambio, se pretendía crear neumáticos para bicicletas. El neumático tuvo tanto éxito que un año después de su introducción, ayudó a ganar carreras de bicicletas en Irlanda e Inglaterra. Durante los años siguientes, Dunlop desarrolló neumáticos para todos los vehículos, desde bicicletas hasta los primeros automóviles y camiones. Entre 1890 y 1920, Dunlop y otros, como Thomas Hancock, mejoraron los neumáticos de caucho.

Se necesitaron otros siete años para que alguien diera el salto de la bicicleta al carruaje sin caballos. En 1895, André Michelin y su hermano, Edouard, que anteriormente habían patentado un neumático de bicicleta desmontable, fueron los primeros en utilizar neumáticos en un automóvil. Desafortunadamente, estos no resultaron duraderos. Sin embargo, con el tiempo su empresa se convirtió en una de las principales empresas de neumáticos del mundo.

Según ThoughtCo., "En 1903, PW Litchfield, que trabajaba en Goodyear, patentó el primer neumático sin cámara". Sin embargo, nunca se explotó comercialmente hasta que se usó en el Packard de 1954. En 1904, se introdujeron las llantas montables; permitieron que los conductores arreglaran sus propios pinchazos. En 1908, Frank Seiberling (que también fundó una empresa de neumáticos) inventó los neumáticos ranurados. Los surcos mejoraron drásticamente la tracción en carretera. PensamientoCo. también informó que "en 1910, BF Goodrich Company inventó neumáticos de mayor duración añadiendo carbono al caucho". Philip Strauss inventó la combinación de neumático y cámara de aire en 1911; permitiendo que los neumáticos se utilicen con éxito en automóviles. Su empresa, Hardman Tire & Rubber Company, comercializaba los neumáticos.

Neumáticos diagonales y radiales

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Para la década de 1920, el caucho sintético se había desarrollado en los laboratorios de Bayer en Alemania. El caucho sintético comenzó a ser ampliamente utilizado para fabricar neumáticos. Durante las siguientes décadas, los neumáticos de capas diagonales se fabricaron ampliamente. Estos neumáticos tenían dos partes separadas: una cámara de aire inflada; y el neumático exterior, o carcasa. El tubo interior estaba presurizado y protegido por la carcasa exterior. Esta carcasa protegía la cámara de aire y proporcionaba tracción al neumático. La carcasa exterior estaba hecha de capas, lo que reforzaba la carcasa. Cada capa se denominó capa. Las capas estaban hechas de cuerdas de tela recubiertas de caucho que estaban incrustadas en el caucho. Estos neumáticos de capas diagonales tenían una sola capa que iba en diagonal desde los talones de un borde interior hasta los talones del otro. La orientación de los hilos se invierte de una capa a otra de modo que los hilos se entrecrucen. Los neumáticos diagonales fueron el principal tipo de neumáticos durante los siguientes 50 años.

Los neumáticos de capas diagonales todavía se utilizan como equipo auténtico para automóviles antiguos y de colección, así como para ciertos tipos de neumáticos para tractores todoterreno.

Neumáticos radiales

Después de la Segunda Guerra Mundial, el fabricante de neumáticos francés Michelin desarrolló neumáticos radiales, que superaron con creces a los neumáticos diagonales que los precedieron. Aunque el uso de llantas radiales se extendió rápidamente por toda Europa y Asia (se jactaba de un manejo superior y números de economía de combustible), la construcción obsoleta de llantas diagonales persistió en los Estados Unidos. No fue hasta 1968, cuando Consumer Reports otorgó sus dos primeros lugares a los neumáticos radiales. La revista citó una vida útil más larga, mayor seguridad, manejo y señaló que, a largo plazo, los costos de funcionamiento con neumáticos radiales eran mucho menores que los neumáticos de capas diagonales, que debían reemplazarse con bastante frecuencia. Ford Motor Company adoptó neumáticos radiales a principios de la década de 1970. Hoy en día, los neumáticos radiales tienen casi el 100 % de la cuota de mercado.

Las cuerdas de las lonas de los neumáticos radiales con cinturones de acero irradian en un ángulo de 90 grados desde el borde de la rueda, y la carcasa está reforzada por un cinturón de tela de acero que recorre la circunferencia del neumático. Las cuerdas para telas de neumáticos radiales están hechas de nailon, rayón o poliéster. Las ventajas de los neumáticos radiales incluyen una vida útil más larga de la banda de rodadura, mejor dirección y menos resistencia a la rodadura, lo que aumenta el rendimiento de la gasolina. Sin embargo, los radiales tienen una calidad de conducción más dura y son aproximadamente el doble de caros de fabricar.

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Otras mejoras y cambios

Los neumáticos Run Flat se desarrollaron a fines de la década de 1970 y principios de la de 1980 para ayudar a los conductores a mantener una velocidad de conducción constante y evitar accidentes causados ​​por una pérdida dramática de presión de aire. El neumático run-flat permite que los vehículos continúen conduciendo hasta 50 millas a 50 mph con un neumático pinchado.

Posteriormente se diseñaron varios tipos de neumáticos, incluidos los neumáticos ecológicos y el neumático de ultra alto rendimiento (UHP). Los neumáticos UHP tienen diámetros superiores a 16 pulgadas y permiten curvas, frenado y maniobrabilidad superiores.

Desde 2007, todos los vehículos de EE. UU. deben estar equipados con sistemas de control de la presión de los neumáticos (TPMS). Después de un gran retiro del mercado de los neumáticos Firestone en la década de 1990, el Congreso ordenó el uso de TPMS en los vehículos de pasajeros para advertir a los conductores sobre neumáticos desinflados.

Actualmente, las empresas de neumáticos están trabajando en un neumático no neumático creado a partir de un material único que se puede reutilizar o reciclar. Muchos creen que estos neumáticos sin aire son los neumáticos del futuro.

Quizás uno de los mayores cambios de los últimos 100 años es el declive de la industria de neumáticos de EE. UU. Particularmente durante las últimas tres décadas, la industria de neumáticos de EE. UU. perdió cuota de mercado y muchos de los mayores fabricantes de neumáticos de EE. UU. fueron comprados por fabricantes japoneses y europeos.

Neumáticos de camiones

Así como los automóviles han mejorado desde que se introdujeron por primera vez, también lo han hecho los camiones. Los primeros camiones eran mucho más pequeños y transportaban cargas mucho más ligeras que los camiones actuales. Pero a medida que los camiones crecían en tamaño y peso de carga, así como en especialización (furgonetas secas, refrigeradas, etc.), se tuvieron que desarrollar neumáticos para trabajo pesado.

Los neumáticos para camiones y autobuses grandes se fabrican en una variedad de tamaños y perfiles. Los neumáticos de camiones de hoy soportan cargas entre 4000 y 5500 libras en la rueda motriz. Estos neumáticos generalmente se montan en tándem en el eje motriz.

Los neumáticos para camión vienen en una variedad de perfiles que incluyen "perfil bajo", "base ancha" para los vehículos más pesados ​​y un neumático "súper sencillo" que tiene la misma presión de contacto total que una combinación de neumáticos de montaje doble.

Los neumáticos todoterreno se fabrican para su uso en vehículos de construcción, equipos agrícolas y forestales y otras aplicaciones que tienen lugar en terrenos blandos. Los neumáticos diseñados para terrenos blandos tienen bandas de rodamiento anchas y profundas para brindar tracción en tierra suelta, lodo, arena o grava. Los neumáticos todoterreno también se construyen para maquinaria que se desplaza sobre superficies endurecidas en sitios industriales, puertos y aeropuertos.

recauchutados

Cuando los vehículos se equiparon por primera vez con llantas neumáticas a principios del siglo XX, uno de los problemas más desafiantes fue lograr que las llantas resistieran cortes, pinchazos, penetraciones y reventones. Esas primeras llantas neumáticas, incluso las llantas en excelente estado, solo promediarían unas 1,000 millas antes de desgastarse. Sin embargo, debido a que las carreteras no estaban pavimentadas y tenían peligros de todo tipo, la mayoría de los neumáticos no durarían ni 1,000 millas. Como resultado, la gente comenzó a investigar formas de prolongar la vida útil de los neumáticos. Eso condujo a la práctica del recauchutado de neumáticos.

Agradecimientos

Las siguientes fuentes fueron muy útiles y contribuyeron a este artículo:

21 Y 22 DE JUNIO DE 2023 • CLEVELAND, OH • EVENTO EN PERSONA

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