Una de las formas más efectivas de aumentar la eficiencia de combustible de un camión es disminuir la cantidad de fricción creada por su movimiento hacia adelante.
Varios dispositivos aerodinámicos ayudan a mover el aire y reducir la resistencia, pero hay menos opciones para reducir la resistencia creada por los neumáticos a medida que se desplazan por la carretera.
“El componente más eficaz y económico para aumentar la eficiencia de combustible de una flota es la presión de aire”, afirma Tom Clauer, gerente sénior de planificación de productos comerciales y OTR de Yokohama Tire. “Mantener la presión de aire adecuada es fundamental para reducir la resistencia a la rodadura de un neumático”.
Debido a que la presión del aire es lo que le otorga al neumático la capacidad de soportar carga, el inflado contribuye a su resistencia a la rodadura. La resistencia a la rodadura de los neumáticos es el tercer factor más importante que afecta el ahorro de combustible de un vehículo, detrás de las ineficiencias del motor y la resistencia aerodinámica, y los costos de combustible representan el gasto operativo no relacionado con la nómina más alto de muchas flotas. La resistencia a la rodadura de los neumáticos representa aproximadamente un tercio de los costos de combustible.
Según el Consejo de Tecnología y Mantenimiento, “un inflado inadecuado de los neumáticos, definido como tan solo 10 psi por debajo, reduce el ahorro de combustible en aproximadamente un uno por ciento. Alrededor del 30-40 por ciento del combustible necesario para mover un vehículo por la carretera se gasta en superar la resistencia de rodadura de los neumáticos. Cuando los neumáticos están desinflados, la cantidad de arrastre que crean aumenta”.
“Simplemente considere driblar un balón de baloncesto con la presión de aire recomendada en comparación con uno con menor presión. Uno rebota mucho más gracias a la presión de aire correcta”, dice Clauer. Lo mismo ocurre al rodar los balones de baloncesto por el suelo. El balón con la presión de aire correcta rodará mucho más rápido y llegará más lejos debido a su menor resistencia a la rodadura”.
Si la presión de los neumáticos se encuentra dentro del nivel recomendado, el siguiente paso podría ser invertir en neumáticos de baja resistencia a la rodadura (LRR). Esta menor resistencia a la rodadura se logra modificando diversas funciones del neumático, como los materiales de la carcasa y el diseño de la banda de rodadura, para estabilizar las nervaduras y los tacos.
“La resistencia aerodinámica también se tiene en cuenta al diseñar los patrones y las profundidades de la banda de rodadura”, añade Clauer.
Los bloques estabilizadores de la banda de rodadura, que reducen el movimiento del neumático (o "retorcimiento"), junto con los compuestos de caucho LRR, afectan la profundidad de la banda de rodadura de los neumáticos, el rango de kilometraje y la tracción hasta cierto punto.
“En muchos casos, la banda de rodadura de un neumático puede representar hasta la mitad de su resistencia a la rodadura”, afirma Mahesh Kavaturu, director de tecnología comercial de Goodyear, y añade que los neumáticos LRR buscan reducir la cantidad de energía que se pierde a través de la banda de rodadura debido a su deformación. “Esto se puede lograr reduciendo la altura del taco de la banda de rodadura, estabilizando los elementos de la banda de rodadura mediante ángulos de inclinación mayores, diseñando los elementos de la banda de rodadura para que adopten formas más rígidas o aumentando la superficie del taco de la banda de rodadura para aumentar su rigidez”.
Los compuestos de neumáticos también son clave. Kavaturu afirma que antes de que un neumático de camión salga al mercado, se evalúan las propiedades de resistencia a la rodadura de sus compuestos midiendo una dinámica llamada "rebote".
“Piense en hacer rebotar una pelota de goma en el suelo y luego medir la altura a la que rebota”, explica. “Cuanto más alto rebote, menos energía habrá perdido en su colisión o deformación con el suelo. Los compuestos con buenas propiedades de rebote tienden a presentar una menor resistencia a la rodadura”.
Una creencia generalizada es que la vida útil de un neumático LRR es menor que la de un neumático estándar, pero Mike Graber, director de ventas de neumáticos para camiones comerciales de Toyo, afirma que esto solo es cierto porque el neumático LRR suele tener una banda de rodadura más baja al salir de fábrica. El caucho en sí no se desgasta significativamente más rápido.
“Al medir millas por cada 32avo de pulgada de banda de rodadura, la diferencia entre ambos es mucho más estrecha”, afirma.
“Cuanto más profundos sean los bloques de la banda de rodadura, mejor será el agarre y el desgaste, pero peor el ahorro de combustible”, añade Sharon Cowart, directora de marketing de producto de Michelin Norteamérica. “Sin embargo, mediante el diseño de neumáticos, es posible utilizar compuestos y técnicas de construcción tecnológicamente avanzados para minimizar la resistencia a la rodadura, manteniendo al mismo tiempo otras características de rendimiento. Por ejemplo, existen opciones de diseño que pueden reducir la resistencia a la rodadura en áreas no relacionadas con el agarre ni otras características de rendimiento, como los componentes internos”.
Con cada nueva generación de neumáticos LRR, la vida útil mejora y las flotas que hace años compraron un juego y quedaron insatisfechas podrían sorprenderse con las mejoras en el rendimiento.
“Con la creciente popularidad de los neumáticos LRR, los fabricantes de neumáticos han podido aumentar la profundidad de la banda de rodadura de los neumáticos de dirección y tracción LRR, manteniendo el ahorro de combustible gracias a los nuevos compuestos de banda de rodadura y diseños de carcasa”, afirma Chuck Luther, gerente de ventas para el noreste de Triangle Tire USA. “En la mayoría de los casos, hoy en día, los neumáticos LRR pueden alcanzar un kilometraje total comparable o superior al de los neumáticos convencionales que no son LRR”.
En general, Graber afirma que los neumáticos de tracción tienen un mayor contenido de caucho natural, que tiende a ser más blando y ofrece más agarre y resistencia a los cortes y astillas. El caucho sintético contribuye a reducir la resistencia a la rodadura, pero conlleva una desventaja en cuanto a tracción en comparación con un neumático estándar con el mismo dibujo de la banda de rodadura.
“Desde el punto de vista de la resistencia a la rodadura, una superficie de caucho perfectamente lisa y sin dibujo sería ideal”, afirma Marco Rabe, director de tecnología de neumáticos para camiones de Continental en la región de las Américas. “Sin embargo, esto se lograría a costa de la tracción y el rendimiento sobre mojado y nieve”.
Siempre que el diseño de la banda de rodadura sea propicio para el entorno en el que se utilizan los neumáticos, Luther dice que la mayoría de los transportistas no notarán ninguna diferencia en la tracción, y agrega que todo se debe al inflado adecuado.
Es importante destacar el papel que desempeña la presión de aire en la eficiencia del combustible, así como en la huella y la tracción de los neumáticos. Siempre infle los neumáticos a la presión recomendada por el fabricante para la carga transportada —afirma—. Esto, en muchos sentidos, contradice la creencia popular de 100 psi en todas las posiciones de las ruedas. Sin embargo, una presión de aire adecuada para la carga transportada se traduce en mejor tracción, mayor eficiencia del combustible y mayor durabilidad de la carcasa.
Continental participó recientemente en una prueba independiente realizada por terceros con sus neumáticos 11R22.5 LRR. En el segmento de larga distancia, los neumáticos Continental ofrecieron un consumo de combustible de 7.35 mpg. Según el "Estudio Anual de Combustible para Flotas 2018" del Consejo Norteamericano de Eficiencia de Carga, el promedio nacional es de 5.91 mpg.
Basado en un promedio anual de 105,014 millas, quemando más de 17,773 galones de combustible por año, a $3.89 por galón, la mejora en la eficiencia de combustible de Continental representa un ahorro de combustible de $13,500 por camión.
“El beneficio exacto en ahorro de combustible varía de una flota a otra dependiendo de la naturaleza de sus operaciones”, dice Cowart. “Sin embargo, podemos usar una regla general: para flotas de transporte de larga distancia, una reducción del 3 % en la resistencia a la rodadura se traduce en un ahorro de combustible del 1 %, o un aumento de 05 millas por galón. Puede que no parezca mucho, pero para una flota, el ahorro puede ser realmente significativo”.
Los ahorros se pueden incrementar aún más recauchutando las carcasas, siempre que éstas estén en condiciones recauchutables.
“En muchos casos, a medida que los neumáticos han ido evolucionando a lo largo de los años, la propia carcasa se ha vuelto más eficiente en cuanto al consumo de combustible gracias a la optimización de la construcción y la composición del caucho”, afirma Phillip Mosier, gerente de desarrollo de neumáticos comerciales de Cooper Tire. “Estas mejoras también conducen a una menor generación de calor en la carcasa, lo que crea un neumático muy recauchutable”.
Reducir el calor reduce la resistencia al rodamiento, pero Rabe dice que también mejora la probabilidad de que una carcasa pueda recauchutarse, ya que el calor deteriora los neumáticos.
“La clave es asegurarse de que la carcasa haya recibido el mantenimiento adecuado durante todo su ciclo de vida inicial y que sea de primera calidad original”, añade Kavaturu.
Las aplicaciones que funcionan a velocidades constantes en estado estable, como los segmentos de larga distancia y regionales, son las que obtienen mayores beneficios de una inversión en neumáticos LRR.
“Las aplicaciones como [recogida y entrega] o dentro y fuera de la carretera se benefician menos de un compuesto de baja resistencia al rodamiento porque el motor y los frenos hacen una mayor contribución al ahorro de combustible”, dice Mosier.
“Al elegir neumáticos, una pregunta crucial que debe considerar una flota es: '¿Qué le estamos exigiendo al neumático?'”, añade Kavaturu. “Un neumático de servicio mixto diseñado para rodar por terrenos difíciles podría no ser la mejor opción para un camión de larga distancia, y un neumático de larga distancia diseñado para una baja resistencia a la rodadura probablemente no sea la opción ideal para un camión que se desplaza principalmente fuera de carretera, sobre superficies con escombros. Algunos neumáticos son más adecuados para ciertas aplicaciones que otros”.
En aplicaciones como operaciones dentro y fuera de carretera y con residuos, donde hay una alta probabilidad de daños, arranques y paradas frecuentes, giros múltiples y deslizamiento de material suelto, Clauer dice que es difícil medir los beneficios de los neumáticos LLR.
«Por supuesto, se puede ahorrar combustible en cualquier operación o aplicación. Sin embargo, el sacrificio puede convertirlo en un punto irrelevante», añade.
A menudo, el remolque es un lugar inexplorado para los neumáticos —una idea de último momento o un lugar para montar neumáticos que se acercan al final de su vida útil—, pero Cowart afirma que la contribución a la resistencia a la rodadura está relacionada con el número de posiciones de las ruedas en el vehículo. Por lo tanto, afirma que las posiciones de tracción y remolque con ocho neumáticos cada una contribuirían mucho más que dos neumáticos en el eje de dirección.
Graber afirma que la mayoría de las flotas que utilizan neumáticos LRR los utilizan tanto en la posición de dirección como en la de tracción. Si se opta por probarlos con ejes de dirección y tracción, dice que la posición de tracción sería la más sensata porque hay más posiciones para aprovechar el beneficio del consumo de combustible.
“Cuantas más posiciones de rueda se utilicen con neumáticos LRR, mejor será el resultado en materia de consumo de combustible para el usuario”, afirma Graber.
Según una investigación de Continental, el impacto de cada posición de eje en la resistencia general al rodamiento es del 15 por ciento en el eje de dirección, del 42.5 por ciento en el eje de tracción y del 42.5 por ciento en los ejes del remolque.
“Las flotas a menudo descartan el remolque como factor influyente”, dice Rabe, “pero tiene una gran influencia en el ahorro de combustible”.
“De las tres posiciones de las ruedas en una combinación de tractor y remolque, la posición del neumático del eje del remolque contribuye entre el 35 y el 40 por ciento de la resistencia al rodamiento del neumático y, por lo tanto, debe considerarse como una posición valiosa para los neumáticos que ahorran combustible”, agrega Luther.
Artículo original proporcionado por:https://www.ccjdigital.com/low-rolling-resistance-tires-benefits-increasingly-worth-the-tradeoffs/
