CarlosZX16v escribió:¿Sabíais que un neumático fino agarra igual que uno ancho? Los dos únicos factores que intervienen en la adherencia de un neumático son la adhesión y la histéresis (hablando de un material visco-elástico, no de un material rígido).
Definimos a la adhesión como el fenómeno por el que los átomos de dos cuerpos en contacto, sean rígidos o no, desarrollan una pequeña fuerza electromagnética de atracción mutua. La resistencia a la ruptura de estas fuerzas provoca la aparición de otras paralelas a la superficie de contacto, que se opondrán a cualquier movimiento relativo entre los dos cuerpos.
La razón por la que usemos caucho para los neumáticos y no sigamos con ruedas de madera se debe al fenómeno de histéresis que está en el caucho debido a su comportamiento visco-elástico. El deslizamiento de una pieza de este material sobre una irregularidad en la superficie de contacto provoca una deformación. Cuando esta irregularidad se ha superado, el caucho tiende a recuperar su forma original y su contacto con la superficie pero, debido a la histéresis, no de manera inmediata. Este desfase entre causa (presión o tensión aplicada) y efecto (deformación) hace que el neumático apoyado sobre una superficie rugosa como es el asfalto «abrace» las irregularidades de manera asimétrica, más por delante de esa rugosidad que por detrás, en el sentido de la marcha. Esto genera una distribución de presiones orientada en sentido contrario al deslizamiento, lo que contribuye a la fuerza de fricción total. A este fenómeno se debe que un neumático «blando» tenga mejor agarre que uno «duro».
Tras todo esto pensamos... ¿Entonces porque no llevamos ruedas de bicicleta en nuestros coches en vez de los supuestos rodillos que llevamos? Se usan neumáticos anchos a razón de potencia y temperatura. Si usáramos neumaticos de bicicleta en un coche, estos por temperatura rebentarían.
Entonces cuando cambiamos los neumáticos de nuestro coche por otros más anchos, ¿por qué tenemos la sensación de que agarran más? porque aumentando su anchura aumentas el ancho de vías de tu vehículo, aunque sea poco se nota, por ello si usaras la misma medida de neumáticos pero con llanta con et distinto (et es la distancia que hay del centro de la llanta al buje), por ejemplo, si tienes llantas et 42 y les pones et 20, has alejado el neumático 2,2cm, has hecho que tu ancho de vías aumente 4,4cm, cosa que hace que mejores tu paso por curva y le haga más estable a tu coche. Por contra, si todo fuera así de sencillo, todas las marcas de vehículos harían esto, tendriamos vehículos con look de F1 para no salirnos de curva, pero entonces sale a relucir el famoso coeficiente aerodinámico. Quizás por cada cm que alejes tu rueda, se vea reflejado en más centésimas en el coeficiente aerodinámico de tu vehículo. Por todo esto, se busca una perfecta armonía tras muchas horas de trabajo en tunel de viento y calculos a posteriori para tener el resultado final que es tu coche. Por ello, piensa dos veces antes de cometer una locura cambiando tus llantas y neumaticos pensando que va a mejorar el comportamiento, quizás ganes más contras: cuanta más superficie, más riesgo de aquaplanning; mayor consumo; mayor coste de neumáticos; mayor riesgo en nieve; peores condiciones de rendimiento de tu neumatico por falta de temperatura. La medida de fábrica es la más polivalente para el día a día, tras tu coche hay muchas horas de trabajo dedicadas por ingenieros.
Conclusión: aumentar el ancho de un neumático es cuestión de estética, sin mejoras mecánicas.
Esto lleva desde abril y aún lo leo ahora. A ver... eso es cierto, pero es muuuy teórico y como siempre, la teoría llevada a lo bruto a la realidad, puede fallar si no tenemos en cuenta ciertas cosas. Y podemos sacar conclusiones que no son ciertas.
Todo eso es cierto, y es de las cosas que nos cuentan siempre los profesores de física y que no acabamos de creer hasta que nos lo explican con las fórmulas, y como siempre habíamos creído lo contrario no lo olvidamos jamás.Y se puede explicar de forma simple y sin palabras técnicas que dificulten la comprensión, porque dicho así, Carlos, parece más complicado de lo que es:
Como sabéis los únicos puntos de contacto del coche con el suelo son los neumáticos, por lo que en esos puntos se aplica el estudio. La fuerza que hace que el coche no deslice es la fuerza de rozamiento (Fk). Y
Fk = mk · N, donde
mk es el coeficiente de rozamiento y N la normal.
La normal es la reacción al peso, es igual al peso pero en sentido contrario, que si os acordáis es masa x gravedad.
Después
cada material tiene un coeficiente de rozamiento concreto (aquí es donde entra lo de la histéresis y todo eso, pero profundizar aquí es complicarlo sin necesidad). Así que al final nos queda una fórmula muy simple (cuesta más explicar qué es cada cosa que luego comprobar qué ocurre), donde vemos que
la fuerza de rozamiento sólo depende del peso de cada coche y del material del neumático.
Como el coche es el mismo y la goma también no cambia nada en la fórmula, así que no cambia el rozamiento. En la fórmula no entra en juego en ningún momento cuánta sección o área de contacto hay así que el agarre no depende del ancho del neumático, es el mismo para un ancho de 10 cm que para 100, por muy increíble que pareciese antes de saber la fórmula.
Y curiosamente, como bien decía Regulus,
para el aquaplanning lo importante es evacuar el agua, por lo que un neumático más ancho (a igualdad de profundidad de estrías con uno más estrecho) no es capaz de evacuar tanta agua como uno estrecho, ya que le queda mayor cantidad de agua debajo, por lo que es más peligroso en mojado. Todo esto nos choca cuando nos lo dicen porque va contra la creencia establecida de que "más rueda, más agarre".
¿Que pasa en la realidad? Pues que los neumáticos anchos los llevan los coches más potentes y que por lo tanto necesitan más agarre. Así que los neumáticos más anchos están fabricados con un compuesto mejor que los estrechos, y por lo tanto con mayor coeficiente de rozamiento que los compuestos de ruedas más estrechas, y agarran más. Por eso son más caros también.
Además hay más cosas importantes que el rozamiento, como la estabilidad. Por ejemplo sabéis que
la presión depende del área donde se aplique una fuerza, de forma que la misma fuerza en un área más grande se "reparte" en más puntos y la presión por tanto es menor en cada uno de ellos.
En un coche la fuerza es el peso y un neumático ancho ofrece más área y sufre menos presión en cada punto de contacto con la carretera que uno delgado, con todo lo que ello conlleva (además de lo de la temperatura y que aumentas el ancho de vía como tú bien decías) Por eso los coches potentes llevan ruedas gruesas y no de bicicleta.