Evolución de la rueda primitiva al neumático inflable
Es uno de los inventos fundamentales en la historia de la humanidad.
Los neumáticos de los vehículos eléctricos difieren de los de combustión interna.
En su forma primitiva, una rueda era un bloque circular de un material duro en cuyo centro se ha perforado un orificio a través del cual se coloca un cojinete del eje sobre el cual gira la rueda cuando se aplica un par motor a la rueda alrededor de su eje. Cuando se coloca verticalmente debajo de una plataforma o caja de carga, la rueda que gira sobre el eje horizontal permite transportar cargas pesadas.
El comienzo del perfeccionamiento
Tras su invención, se ha producido un continuo proceso de perfeccionamiento en la historia de la rueda. Una vez extendidos los radios, llegó la inclusión del metal en los bordes, que evitaba un desgaste prematuro. Durante siglos, el desarrollo en la historia de la rueda quedó estancado. Siguió usándose para crear medios de transporte, en los molinos y demás. Pero en el siglo XVIII daría un salto descomunal. Algunos de las personas que aportaron técnicamente a la evolución y aplicación de la rueda hasta conformarla como la conocemos en estos días son:
Charles Goodyear, quien fue un destacado inventor, su trayectoria empresarial estuvo plagada de fracasos. Su primer intento fallido en el mundo de los negocios lo tuvo en la maquinaria pesada. El fracaso de este negocio, que montó junto a su padre, le llevó a centrarse en la que sería la obsesión de su vida: el caucho.
Goodyear estaba convencido de las posibilidades industriales de este material, pero no conseguía resolver dos importantes problemas: el caucho con el frío era endeble y blando con el calor. Durante varios años experimentó con sus propiedades hasta que dio con la clave de un proceso (Vulcanización) para hacer al caucho resistente y duradero, en 1839. Según algunas fuentes, el hallazgo de Goodyear fue fruto de la casualidad cuando un trozo de caucho, que había tratado con azufre, cayó en una estufa caliente, aunque otros afirman que su descubrimiento estuvo fundamentado en los múltiples experimentos realizados.
Vulcanización, es un proceso mediante el cual se calienta el caucho crudo en presencia de azufre, con el fin de volverlo más duro y resistente al frío. Esta mezcla se endureció y se volvió impermeable, a la que llamó vulcanización en honor al dios Vulcano. La vulcanización es un proceso de curado irreversible y debe ser fuertemente contrastado con los procesos termoplásticos que caracterizan el comportamiento de la vasta mayoría de los polímeros modernos. Este proceso irreversible define a los cauchos curados como materiales termoestables (no se funden con el calor) y los saca de la categoría de los termoplásticos (como el polietileno y el polipropileno).
John Boyd Dunlop, fue un veterinario escocés que inventó el neumático con cámara. En 1887, desarrolló el primer neumático con cámara de aire para el triciclo que su hijo de nueve años de edad usaba para ir a la escuela por las calles bacheadas de Belfast. Para resolver el problema del traqueteo del triciclo, Dunlop infló unos tubos de goma con una bomba de aire para inflar globos. Después envolvió los tubos de goma con una lona para protegerlos y los pegó sobre las llantas de las ruedas del triciclo. Hasta entonces, la mayoría de las ruedas tenían llantas con goma maciza, pero los neumáticos permitían una marcha notablemente más suave. Desarrolló la idea y patentó el neumático con cámara el 7 de diciembre de 1888.
Dunlop fundó la compañía Dunlop Tyres. La producción comercial empezó a finales de 1890 en Belfast. El desarrollo del neumático con cámara llegó en un momento crucial durante la expansión del transporte terrestre, con la construcción de nuevas bicicletas y automóviles.
Edouard y André Michelin tomaron las riendas (1889) de la compañía fundada por su abuelo Aristide y su primo Nicolás quienes abrieron una pequeña fábrica de máquinas agrícolas y pelotas de goma en Clermont-Ferrand (Francia). Sin embargo, un hecho anecdótico y aparentemente banal cambió radicalmente la trayectoria del negocio. Un ciclista se acercó a la fábrica para tratar de conseguir los productos necesarios para reparar un pinchazo de su rueda Dunlop. Esa visita fue el gran punto de inflexión de la compañía que marcaría su actividad y su futuro. En 1891, Michelin desarrolló la primera patente de un neumático desmontable para bicicletas capaz de ser reemplazado aproximadamente en un cuarto de hora, un tiempo muy inferior a las tres horas y una noche de secado necesarias hasta entonces. El siguiente paso se consolidó en 1895 con la presentación de 'Eclair', el primer automóvil diseñado por la firma y equipado con neumáticos para competir en la carrera París-Burdeos-París.
Nace una estrella, dos pilas de neumáticos a la entrada de la Exposición Universal y Colonial de Lyon (Francia) de 1894 dieron lugar a otro de los grandes inventos de la firma. Los neumáticos apilados impactaron a Édouard Michelin, que le dijo a su hermano André: "Con dos brazos y dos piernas, parece un muñeco". Nace uno de los personajes más carismáticos de la industria publicitaria: Bibendum.
También conocido como el Hombre Michelin, es la mascota y símbolo de la empresa. Se creó en 1898, representando una pila de neumáticos.
La primera llanta de caucho negro y con remaches para mejorar la adherencia y la resistencia del neumático, más conocida como 'suela Michelin' llegó de la mano de firma francesa. Además, lanzó el primer neumático 'Jumelé' (ruedas montadas en pares a cada lado de un eje trasero) para los primeros vehículos pesados. Años más tarde, fue pionera en la rueda de acero desmontable, que permite adoptar un equipo de seguridad a bordo con el neumático de repuesto.
Harvey S. Firestone, un granjero de Columbia, fundó la compañía Neumáticos y Caucho Firestone en 1900 en Akron, Ohio, una ciudad que después se conocería como "la ciudad del caucho". En una época en donde los fabricantes se enfocaban en hacer neumáticos para automóviles, Harvey tenía algo más en mente. Él soñaba con poner neumáticos de caucho en los tractores de los campos. Firestone pronto comenzó a producir sus propios neumáticos y para 1906 sus ventas superaron el millón de dólares y la marca comenzaba su camino a ser una marca de renombre. Ya que fue pionero en la fabricación de neumáticos para el automóvil Ford Modelo T y la venta de miles de neumáticos a Ford en 1906 impulsó a Firestone a la cima de la industria de neumáticos estadounidense.
En 1918, el movimiento de "envío por camión", innovó a la industria de transporte por camión y cambió para siempre a la industria del transporte. En los años 30 del siglo pasado, Firestone se propuso mejorar las ruedas de acero de los primeros tractores agrícolas. Más allá de su dura conducción y vibración, las ruedas de acero constantemente patinaban y tenían poca tracción. Firestone puso a la agricultura sobre caucho, al ofrecer el primer neumático práctico de baja presión. El incremento en la economía, tracción y comodidad era una victoria evidente para los agricultores quienes a nivel nacional cambiaron sus ruedas rudimentarias a neumáticos de caucho.
Algunos de los hitos en su carrera fueron los primeros neumáticos antideslizantes incluso revolucionó la amortiguación al sustituir los resortes metálicos por caucho y patentando la amortiguación neumática.
Resumen
En definitiva, esta es la historia, seguramente parcial, de la rueda. Su aparición marcó un antes y un después para la humanidad, además de ser crucial para la Revolución Industrial. Seguramente como en tantas ocasiones, desconocemos la cantidad de personas anónimas que aportaron a la evolución, no obstante, va para ellos nuestro agradecimiento.
Diferencia entre neumáticos para vehículos de combustión y para vehículos eléctricos
Así como para correr se necesitan diferentes tipos de calzados según diferentes pesos, los motores de combustión interna y los vehículos eléctricos también utilizan diferentes neumáticos; esto se debe a que las condiciones que deben cumplir los neumáticos deben cambiar para adaptarse a las características del vehículo eléctrico. Los vehículos eléctricos generan potencia instantánea en comparación con los motores de combustión interna, por lo que los neumáticos deben poder soportar completamente esta potencia. Además, los vehículos eléctricos son más pesados que los vehículos de combustión interna debido a sus baterías. Por lo tanto, tiene que soportar más peso que los motores de combustión interna, al mismo tiempo que garantiza la resistencia al desgaste y la durabilidad.
Los neumáticos de los vehículos eléctricos se desgastan un 20% más rápido que los de los motores de combustión interna, lo que se debe a la aceleración de los vehículos eléctricos que generan una fuerte potencia instantánea. En consecuencia, los neumáticos de los primeros vehículos eléctricos se centraron en la resistencia a la abrasión. Además, como resultado del desarrollo no solo de este aspecto sino también del refuerzo del material de la banda de rodadura, el material de la banda de rodadura de los últimos neumáticos de vehículos eléctricos tiene una resistencia al desgaste un 30% mayor en comparación con los neumáticos de los vehículos de combustión actuales.
Por supuesto, la eficiencia también es muy importante en los vehículos eléctricos. Es necesario reducir el coeficiente de resistencia a la rodadura (RRC) que se produce cuando el neumático gira. Sin embargo, es necesario reducir la resistencia a la rodadura y crear una estructura rígida al mismo tiempo. La plataforma exclusiva para vehículos eléctricos monta baterías pesadas en el suelo para bajar el centro de gravedad. A medida que aumenta la distancia entre ejes, el espacio interior se hace más grande, pero el peso sobre las ruedas traseras también aumenta.
Si se reduce la resistencia a la rodadura en 1,0 , la autonomía de conducción de un vehículo eléctrico con una sola carga puede aumentar en un 5%. En otras palabras, el desarrollo de la tecnología de neumáticos es un factor importante para aumentar la eficiencia de la carga eléctrica y tiene un impacto en los planes de desarrollo de la tecnología de vehículos eléctricos.
Ricardo Berizzo
Ingeniero Electricista 2025.-
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