Materiales Y Compuestos Para La Industria Del Neumatico

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MATERIALES Y COMPUESTOS
PARA LA INDUSTRIA DEL
NEUMATICO
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA
MECANICA F.I.U.B.A.
ING. GUILLERMO CASTRO
DICIEMBRE 2008
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MATERIALES Y COMPUESTOS PARA LA INDUSTRIA DEL NEUMATICO
1. ORIGEN, COMPOSICION Y CARACTERISTICAS DE LOS NEUMÁTICOS
Un neumático es básicamente un elemento que permite a un vehículo desplazarse en forma suave
a través de superficies lisas.Consiste en una cubierta principalmente de caucho que contiene aire
el cual soporta al vehículo y su carga. Su invención se debe al norteamericano Charles Goodyear
quién descubrió, accidentalmente en 1880, el proceso de vulcanización, con el que se da al caucho
la resistencia y solidez necesaria para fabricarlo.
En la actualidad, la mayoría de los neumáticos de vehículos de pasajeros como los decamión son
radiales, por lo que están compuestos de una banda de rodamiento elástica, una cintura
prácticamente inextensible y una estructura de arcos radialmente orientada, sobre una membrana
inflada y sobre unos aros también inextensibles que sirven de enganche a otro elemento rígido,
que es la llanta. También existe otro tipo de neumáticos llamados diagonales, utilizados
principalmente encamiones.
La complejidad de la forma y de las funciones que cada parte del neumático tiene que cumplir se
traduce también en una complejidad de los materiales que lo componen. El principal componente
del neumático es el caucho: casi la mitad de su peso.
La fabricación de neumáticos concentra un gran porcentaje de la industria del caucho
constituyendo el 60 % de la producción anual del mismo.Los elastómeros o cauchos son materiales poliméricos cuyas dimensiones pueden variar según
sea el tipo de esfuerzo al que son sometidos, volviendo a su forma cuando el esfuerzo se retira.
El caucho natural se extrae a partir del árbol Hevea Brasiliensis que es un látex con partículas de
caucho en suspensión. Después de un proceso de secado y de ahumado se utilizan diferentes
productos. Hoy endía alcanza el 30 % del mercado de los cauchos, el resto lo ocupan los cauchos
sintéticos, todos basados en hidrocarburos. Los tipos de caucho más empleados en la fabricación
de los neumáticos son:
Cauchos naturales (NR) Polibutadienos (BR)
Estireno – Butadieno (SBR) Polisoprenos sintéticos (IR)
La matriz de caucho más utilizada es el copolímero estireno-butadieno (SBR), en el que laproporción es de aproximadamente un 25 % en peso de estireno, o una mezcla de caucho natural
y SBR.
Todos los tipos de cauchos poseen diferentes propiedades, pero también con algo en común:
todos, una vez vulcanizados, pueden ser muy duraderos, por lo que necesitarían una gran cantidad
de tiempo para su degradación.
La combinación se realiza de modo que los cauchos naturales proporcionen elasticidady los
sintéticos, estabilidad térmica. Esta combinación de efectos favorece la durabilidad y la capacidad
de adaptarse a las nuevas exigencias del tránsito. La estructura de los cauchos naturales esta
formada por cis-1,4 polisopreno mezclado con pequeñas cantidades de proteínas, lípidos y sales
inorgánicas, entre otros. Se encuentra así un polímero de cadena larga y enredada en forma deespiral, de peso molecular medio, 5x105 g/mol, que a temperatura ambiente está en un estado de
agitación continua. Este comportamiento general es debido en parte al impedimento estérico del
grupo metilo y el átomo de hidrógeno, en el mismo lado del doble enlace carbono-carbono. Esta
cadena se complementa con otro isómero estructural llamado gutapercha:
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El proceso de vulcanización a que sesometen los neumáticos es un entrelazamiento de cadenas
de polímeros con moléculas de azufre a alta presión y temperatura:
En el proceso de vulcanización el caucho pasa de ser un material termoplástico a ser uno
elastomérico. Las posibilidades de deformación son muy diferentes, como se ilustra en la Figura 2.
La adición de cargas hace abaratar el valor del neumático, dándole cuerpo y rigidez, se...