1. Neumáticos de Invierno
con clavos retráctiles
Sergio González Alonso

2. ¿Qué son los neumáticos de invierno?
Los neumaticos de invierno están especificamente diseñados para rodar en
condiciones de extrema dureza, bajas temperaturas, y carreteras llenas de hielo o
nieve.
Caracteristicas:
-Mayor número de aristas en la banda de rodadura.
-Laminillas autoblocantes que aumentan su adherencia en condiciones extremas.
-Diferente compuesto de goma que se emplean frente a los tradicionales.
-No pierden eficacia en temperaturas de menos de 7°C.
-Mayor profundidad en el dibujo, unos dos milímetros mas.
-Una presión, debido a las bajas temperaturas, de unos 0,2 bar.
Todas estas caracteristicas hacen que las distancias de frenado por debajo de los
7ºC tanto en mojado como en nieve sean en torno a un 40% menor que con los
neumaticos standard.

3. ¿Qué son los neumáticos con clavos?
Un neumático con clavos es un neumático de invierno con púas metálicas en la
banda de rodadura. Su número depende del modelo y tamaño de los neumáticos que
varía de 60 a 120, cada uno pesa unos 2 gramos. La función de los clavos es hacer
máxima la adherencia en superficies cubiertas de hielo o nieve. El clavo es un
elemento realizado con una aleación extremadamente resistente a la fricción de
metal, carbono y wolframio que sobresale una media de 1,5 mm de la superficie del
neumático.
Ventajas:
-Alta adherencia en superficies cubiertas de nieve y hielo.
Inconvenientes:
-Sobre una superficie húmeda los neumáticos con clavos se desenvuelven peor que
los de invierno estándar.
-Influyen negativamente en el estado de la calzada.
-Tras muchos kilómetros recorridos tienden a “perder” clavos.

4. Concepto
Parece claro que los inconvenientes de los neumáticos con clavos, aunque parezca
una contrariedad esta en los mismo clavos. En el momento en el que el hielo o la
nieve desaparece bajo nuestras ruedas, pierden todo su atractivo.
Los clavos en pavimento mojado pierden tracción, llegando incluso a ser peligroso
circular en esas condiciones, sin contar el maltrato físico que hacen de las carreteras
si están fuera de su hábitat.
Así pues, ¿Por qué no aunamos los dos conceptos y tratamos de coger lo
beneficioso de cada uno desechando lo malo?
De esta concepto, e inspirándonos en la naturaleza, trataremos de desarrollar unos
neumáticos con clavos retractiles a voluntad, al igual que hacen los felinos con sus
garras, o determinadas serpientes con sus colmillos.
Buscaremos ahora entre las tecnologias disponibles para ver de cual nos podriamos
beneficiar.

5. 1. Tecnología Actual
1.1 Neumáticos Run Flat
Los neumáticos Runflat son neumáticos autoportantes con el flanco reforzado. Su
ventaja es que en caso de pinchazo o pérdida repentina de presión, no desllantan,
por lo que permiten seguir teniendo el control del vehículo en todo momento.
Comparado con un neumático convencional, sería equivalente a circular con una
presión un poco por encima de 1 bar.
Ventajas:
-Una vez desinflado, permiten rodar entre 50
y 250 kilómetros dependiendo del fabricante
a una velocidad máxima de 80 km/h.
Inconvenientes:
-Más pesados que los normales.
-Penalizan el consumo

6. 1. Tecnología Actual
1.2 Neumáticos Bicomponentes
Son un tipo de neumático usado sobre todo en el mundo de las motos y bicicletas,
se
caracterizan por que la cubierta están formada por dos tipos diferentes de gomas,
una mas dura en el centro primando el menor desgaste posible y un compuesto mas
blando en los flancos para optimizar el agarre.

7. 1. Tecnología Actual
1.3 Macizado de Neumáticos con Poliuretano
El poliuretano bicomponente se inyecta en estado liquido en los neumáticos montado
en su llanta hasta una presión final determinada y constante reemplazando el aire del
neumático por un elástico polímero. Polimeriza después de reposar unas 24/36 horas
a temperatura ambiente, convirtiéndolo en un material sólido y elástico con un
comportamiento igual a un neumático convencional.
.
Ventajas:
-No puede pinchar.
-La presión una vez polimerizado, se mantiene
constante evitando las revisiones periódicas.
-Tiene una deflección similar a la de una rueda
con aire, siendo mejor que estas en concisiones
de sobrecarga.
Inconvenientes:
-Es una tecnología común en maquinaria de obra, carritos de golf y similar,
pero no ha sido estudiada para los coches.

8. 1. Tecnología Actual
1.4 Control de Estabilidad (ESP)
El ESP es un sistema electrónico de control de estabilidad enmarcado en el campo
de la seguridad activa. La función principal de este sistema es evitar que el conductor
pierda el control del coche. El sistema actúa independientemente sobre cada una de
las cuatro ruedas, habitualmente frenando las necesarias para evitar que el coche
subvire o sobrevire. el ESP se vale del control de tracción y del ABS. El sistema está
integrado por una centralita electrónica con un microprocesador, un sistema
hidráulico y un conjunto de sensores tales como la posición del volante, la velocidad
de cada rueda o los sensores que detectan los movimientos respecto a cada uno de
los ejes imaginarios del vehículo.

9. 1. Tecnología Actual
1.5 Centralita (ECU)
La centralita de un vehículo o ECU (Electronic Control Unit) es la encargada de
controlar y rectificar los parámetros de funcionamiento del motor para un rendimiento
óptimo del mismo. Los parámetros mínimos necesarios son la temperatura de gases
de escape y el caudal , caudal del aire de admisión, temperatura del líquido
refrigerante, régimen de giro del motor, posición del acelerador, relación engranada,
monitorización del pistón.
Con estos parámetros la centralita calcula el tiempo
de inyección de combustible y el avance del momento
de inyección, la velocidad de la bomba de combustible
para ajustarse a la demanda en ese momento, en el
caso de motores de gasolina el encendido de bujías.
En los coches más modernos, se proporciona
información del consumo de combustible (medio e
instantáneo); del combustible que nos queda en el
depósito, de la cantidad de lubricante del motor, temperatura exterior e interior, fecha
y hora, emisora de radio seleccionada, es decir prácticamente todos los datos del
vehículo en ese instante.
..

10. Bicompo- Macizado
Run Flat ESP ECU
nentes Poliuretano
• Flancos • Posibilidad • Posibilidad • Saber • Poder saber
Reforzados de utilizar dos de no usar instantanea- en todo
componentes aire, mente, si el momento la
de distinta dandonos coche sufre temperatura
dureza posiblidades pérdidas de exterior.
en el diseño tracción
Incorporaciones al Diseño

11. Producto Final
Aunando todas las tecnologías anteriores y con los diseños que existen en la
naturaleza, hemos diseñado una rueda de invierno con clavos retráctiles.
La rueda consta de una pequeña cámara de aire que al inflarse, y aprovechando la
tecnología de los neumáticos bicomponentes, infla y empuja hacia afuera al clavo,
que va sujeto en la base a una pieza redonda de una goma mas elástica.
Utilizaremos la tecnología de los flancos de los neumáticos runflat para asegurarnos
que la leve perdida de presión al recoger los clavos, no afecte a la deflección del
neumático.
Por ultimo, incorporaremos una bomba de aire activada a control remoto, que ira
alojada dentro del propio neumatico. Para ello, el núcleo del neumatico estará echo
por otra cámara macizada en poliuretano. Con ello podemos hacer una cavidad
donde irá la bomba, y no tendremos problemas con la perdida de aire en las ruedas.
La bomba de aire a presión estará comunicada en todo el momento con la centralita
del coche, para que los clavos solo salgan en el momento en que el esp note perdida
de tracción y la temperatura exterior sea menor de 2ºC. También podremos
accionarlo de forma manual desde dentro del coche.
..

12. Producto Final
..
El dibujo así como la profundidad del mismo, será el mismo
q que el de los neumáticos de invierno clásicos.
El clavo, alojado entre las cavidades de las bandas que
que evacuan el agua, solo sobresale si la cámara de aire
está inflada, protegiendo así su vida util, la de las carreteras,
y no perjudicando a la adherencia del neumatico en mojado