Fuerzas generadas por los neumáticos

FUERZAS GENERADAS POR LOS NEUMÁTICOS

Gianluca Covini

25 Septiembre 2022 • 14 min. de lectura

¿Cuáles son las leyes físicas básicas que rigen la zona de contacto entre los neumáticos y el asfalto (un área del tamaño aproximado de una agenda de bolsillo)? Descúbrelo en este artículo para entender mejor la dinámica que hay detrás del kart que conduces

¿QUÉ ES?

¿COMO FUNCIONA?

EN LA PRÁCTICA

¿Cómo se mueve, frena, acelera y gira el kart? Los protagonistas absolutos de estas acciones son los neumáticos, que transforman la acción del motor, los frenos y la dirección en aceleración (y desaceleración) en la pista. ¿Cómo? Intercambiando, mediante el contacto con el asfalto, fuerzas denominadas "tangenciales", es decir, aplicadas en el punto de contacto entre la rueda y el asfalto y con una dirección "horizontal", es decir, paralela al asfalto. Para entender cómo se desarrollan estas fuerzas, es necesario dividirlas en dos tipos: fuerzas longitudinales, que se desarrollan a lo largo del eje longitudinal de la rueda, y fuerzas transversales -también conocidas como fuerzas laterales- a lo largo del eje transversal de la rueda. Los primeros son los que permiten al kart acelerar y frenar, mientras que los segundos le permiten girar a la izquierda y a la derecha.

De las fuerzas aplicadas al contacto entre el neumático y el asfalto se pueden derivar las aceleraciones, de hecho la fuerza es igual a la masa por la aceleración (F= m x a). Las fuerzas longitudinales y laterales dependen respectivamente de dos parámetros muy importantes, que debemos tener bien presentes y que describiremos en los siguientes párrafos: el deslizamiento longitudinal y el ángulo de deriva. Además, como veremos, las fuerzas longitudinales y laterales también pueden sumarse, y en este caso hablamos de agarre combinado, que es la situación más crítica para los neumáticos, la que mejor saben manejar los mejores pilotos. La adherencia combinada se produce, por ejemplo, al entrar en una curva, donde se pide a los neumáticos que frenen y tomen la curva, o al salir de una curva, donde la componente lateral se añade a la componente longitudinal dada por el empuje de los neumáticos traseros.

LAS FUERZAS TANGENCIALES SE DIVIDEN EN DOS TIPOS: LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES

Las fuerzas longitudinales permiten que el kart acelere y frene, las transversales son las que le permiten tomar las curvas a izquierda y derecha. La zona de contacto, dada la gran deformabilidad de los neumáticos, se desarrolla en una pequeña área, conocida como zona de contacto, que varía en función de muchos factores, entre ellos la presión de inflado y el aplastamiento dinámico, en sentido vertical, del neumático. El aplanamiento dinámico es el que resulta de la rotación: cuanto más rápido rueda el neumático, más se "infla", disminuyendo la superficie de contacto. Para que te hagas una idea, si sumas las cuatro zonas de contacto, obtienes una superficie total del tamaño aproximado de un block de notas de bolsillo.