quarta-feira, 29 de abril de 2015

PNEU - Conceitos

    Quando se fala de pneu, tem-se a impressão de que ele mudou pouco, afinal para muitos ele sempre foi preto, de borracha e cheio de ar. Mas saiba que, entre os componentes do carro, o pneu foi o que evoluiu mais rapidamente. No início os automóveis seguiam o princípio das carruagens, que usavam aros de ferro ou madeira até que, após a vulcanização, em 1843, começaram a ganhar aros revestidos de borracha. Ainda assim, eram duros e se quebravam com facilidade.
    
    A solução só surgiu três anos depois, exatos 40 anos antes da invenção do automóvel. Robert William Thomson criou em 1846 a bolsa de ar sobre a qual os carros se deslocariam no futuro, ob pneumático. Tornava os pneus mais duráveis e resolvia de vez o problema da falta de conforto. Mas, por falta de matériaprima de qualidade, Thomson desistiu da ideia e passou a recobrir as rodas com aros de borracha maciça. “Imagine um pneu que não se adapta a uma pedra na estrada, por exemplo.    
    Em vez de absorver seu formato, ele sobe nela, deslocando toda a massa do veículo. Era isso que tornava a rolagem mais difícil”, diz Argemiro Luís de Aragão Costa, engenheiro da SAE, instituição que congrega os engenheiros automotivos.
    
    Em 1888, o veterinário escocês John Boyd Dunlop adaptou pneus no triciclo do seu filho (na verdade, um tubo cheio de ar atado ao aro por fitas), e fez tanto sucesso que fundou a primeira fábrica de pneus do mundo. “Os pneus foram usados antes em bicicletas porque não suportavam muito peso. Tanto é assim que os primeiros pneus de caminhões eram maciços, e continuaram a ser por muitos anos”, afirma Costa.
    
    O princípio do tubo amarrado ao aro por faixas acaba sendo incorporado à estrutura do pneu, dando origem ao pneu diagonal em 1904. Os reforços, criados com faixas de algodão, davam à peça maior estabilidade e comportamento mais previsível, mas sua durabilidade era baixa. Por isso na época era comum levar em viagens de quatro a seis estepes. “Pneus diagonais tinham um problema sério com deformações, especialmente com caminhões que ficavam parados à noite. De manhã, o caminhão trepidava por causa da deformação até que os pneus se aquecessem e voltassem a sua forma”, diz Mario João Soares Pinheiro, engenheiro especializado em pneus da SAE.

Preconceito de cor
    
    Aderência não era o ponto forte de um pneu até 1908, quando Frank Seiberling, fundador da Goodyear, apresentou a primeira banda de rodagem com sulcos, que resultou num pneu com mais capacidade de tração. No mesmo ano a BFGoodrich adicionou fuligem (negro-de-carbono ou negrode- fumo, derivado de petróleo) à borracha, criando um material mais resistente e durável. Só que os pneus com lonas de algodão continuavam a ser frágeis e a esquentar muito, o que levava a estouros. Mas a fuligem criou também uma moda. Antes dela, todo pneu era branco, cor da borracha natural. Depois a fuligem passou a ser usada só na banda de rodagem, devido ao custo. Por isso, só os pneus caros eram inteiramente pretos, o que foi sinal de status até os anos 30. Depois o pneu faixa branca inverteu o jogo e passou a equipar carros sofisticados até os anos 70.

    Para fortalecer sua estrutura, as lonas de algodão foram trocadas por fibras sintéticas. “Para economizar peso e ganhar eficiência, novos materiais foram adotados, como raiom, náilon etc. Eles eram mais resistentes e produziam menos calor”, diz Costa.
    
    Com o tempo os automóveis se tornaram cada vez mais potentes e pesados. O que os limitava, muitas vezes, eram os pneus. Os finos e altos eram ótimos na chuva e na lama, mas pecavam em altas velocidades – não raro se deformavam tanto que saíam do aro. Já os baixos e largos, ou pneus-balão, eram bons no asfalto, mas dançavam muito na chuva.
    
    Foi aí que a Michelin apareceu, em 1946, com o primeiro pneu radial. Em vez de ter faixas sobrepostas, o pneu radial tinha uma estrutura ao longo de seu raio, sem sobreposições, o que gerava menos calor e aumentava sua resistência. Isso permitiu a criação de pneus com altura de seção mais baixa e com banda de rodagem mais larga. A moda foi lançada por carros de alto desempenho. “Depois os aros cresceram por causa do aumento dos freios, que vêm se tornando cada vez maiores e mais poderosos”, diz Pinheiro.

    Todas as demais evoluções se resumiram à aplicação e ao estudo de novas substâncias, como a sílica em vez da fuligem (hoje há bandas de rodagem que eliminaram completamente o derivado de petróleo), e ao uso de malhas de aço e de poliamida para dar maior resistência estrutural aos pneus.     
    Até que em 1974 surgiu a primeira inovação significativa em muito tempo: a Dunlop criou o pneu runflat, que pode rodar vazio. Mas que enfrenta agora um problema: ele é pesado, pois as paredes têm de sustentar o peso do carro, justamente num momento em que a redução de peso virou bandeira entre os fabricantes, para baixar o consumo.
    
    Uma solução para isso seria o Tweel, da Michelin, uma estrutura leve e muito resistente. Ainda há desvantagens, como o fato de aquecer muito em altas velocidades, mas as pesquisas continuam. Podemos, com ele, estar diante do próximo passo em mobilidade. Enquanto isso, o mundo não para.

UMA VOLTA PELA TECNOLOGIA

1843: Charles Goodyear patenteia o processo de vulcanização da borracha, que a deixa mais estável e resistente a mudanças de temperatura.

1846: Robert William Thomson inventa o pneumático, mas logo abandona a ideia em favor de tiras de borracha maciça em torno das rodas.
1888: John Dunlop põe um tubo de ar na roda de um triciclo e dá força ao conceito do pneu, que vira padrão a partir de 1895, quando a Michelin começa sua produção para carros.
1904: Goodyear e Firestone lançam o pneu diagonal, reforçado por faixas de algodão sobrepostas.

1910: A BFGoodrich adiciona fuligem (negro-decarbono) à borracha dos pneus, aumentando sua vida útil. É a fuligem que dá a cor negra típica.
1937: Devido à Segunda Guerra Mundial, a BFGoodrich começa a produzir o primeiro pneu feito com borracha sintética.

1938: A Goodyear substitui o algodão pelo raiom nas faixas dos pneus diagonais.
1946: Nasce o pneu radial, da Michelin. Diferentemente do diagonal, a estrutura não se sobrepõe, mas se alinha radialmente, durando mais.

1947: A BFGoodrich lança o primeiro pneu sem câmara, que havia sido patenteado pela Goodyear em 1903.
1947: Surge o primeiro veículo vendido com pneus runflat, o Mini 1275 GT, equipado com o Dunlop Total Mobility Tyre.
2005: A Michelin apresenta o Tweel, que suporta o carro por meio de raios deformáveis. Ele é mais leve e durável e não precisa de calibragem.

Matérias-primas

   A aparência externa remete à borracha. Ninguém imagina, no entanto, que a consistente circunferência fabricada para rodar por milhares de quilômetros em todos os tipos de estrada, campos enlameados, pedras, desertos e até terras geladas, conta com muitos outros itens que são responsáveis pela estabilidade necessária para garantir a segurança dos motoristas.
    A combinação perfeita de matérias-primas, como borracha natural, derivados de petróleo, aço e produtos químicos, dá origem ao pneu, considerado um dos principais componentes dos automotivos. A parcela de utilização de cada um desses itens na fabricação varia de acordo com a utilização que será dada ao produto final. Prova disso é a diferença da composição entre os pneus de passeio e de caminhão, por exemplo.
    No pneu de passeio, a borracha predomina, sendo 27% sintética e 14% natural. O negro de fumo constitui 28% da composição. Os derivados de petróleo e produtos químicos respondem por 17%, o material metálico (ou aço) por 10% e o têxtil por 4%.
    Os pneus de automóveis são projetados para suportar altas velocidades, enquanto os pneus de carga são fabricados de acordo com o peso que deverão sustentar. Com isso, a quantidade de borracha natural nos pneus de caminhões está em torno de 30%.
Vantagens dos Pneus Originais
    Que os pneus originais têm mais durabilidade e um melhor desempenho isso é indiscutível. O que a maioria dos usuários não leva em consideração é que o pneu não é só um componente importante para a performance do transporte, mas essencial à segurança. Fabricado para atender os hábitos de consumo, as condições climáticas e as características do sistema viário existente em cada país, o pneu é parte fundamental do cotidiano das pessoas.
    Esse item básico da composição de um veículo é utilizado desde o lazer de uma família até práticas de serviços à sociedade como o transporte de pessoas e de carga. Para garantir a confiabilidade dos pneus dos carros de passeio, ônibus e caminhões, a indústria de pneumáticos realiza investimentos constantes em novas tecnologias, com o desenvolvimento de novos produtos que possam atender às exigências do consumidor.
  Os fabricantes destacam como ponto importante a qualidade e a distinção dos materiais responsáveis pela produção dos pneus automotivos originais, que possuem certificação compulsória pelo INMETRO. Além disso, os pneus originais contam com a certificação da União Européia e do DOT (Departament of Transportation dos Estados Unidos), condição essencial para a exportação desses pneus. O usuário do pneu original conta também com garantia de cinco anos contra defeitos de fabricação.
    Outro fator importante dos pneus originais são as informações nas laterais, dados imprescindíveis para conhecimento do consumidor quanto à origem do pneu (data de fabricação, tipo de pneu, nome do fabricante, entre outros). Obrigatoriamente, os indicadores de desgaste na banda de rodagem, que alertam o consumidor quanto à vida útil do produto, estão em todos os tipos de pneus automotivos.
    Cuidados como a sobrecarga e a periódica manutenção dos pneus garantem a segurança de seus usuários, oferecendo rendimento e uma economia de combustível de até 20% para carros e 40% para os casos dos caminhões.
Cuidado com os pneus
    A vida útil dos pneus depende de uma manutenção cuidadosa do motorista. Nesta área, a ANIP orienta sobre limite de segurança, baixa pressão, curiosidades sobre pneus sem câmara e dicas importantes para o rodízio.
Limite de Segurança
    O desgaste máximo do pneu (limite de segurança) é de 1.6 mm de profundidade dos sulcos. Abaixo dessa medida, o pneu já passa a ser considerado “careca”. A resolução do Contran 558/80 estabelece que trafegar com pneus abaixo do limite é ilegal. O veículo pode ser apreendido.
    Os pneus vêm com ressaltos na base dos sulcos para indicar o limite de segurança sem ter que se usar um medidor. Basta vistoriar bem o pneu periodicamente.
Veja as implicações do uso de pneus abaixo do limite:
1 – Aumento da propensão de derrapagens laterais, mesmo em pista seca
2 – O espaço necessário para frenagem aumenta, mesmo em pista seca
3 – Não dão drenagem adequada de água, causando grande instabilidade em pistas molhadas
4 – Aumenta o risco de estouros
Manutenção Mecânica
    Vários componentes mecânicos do veículo podem interferir na quilometragem dos pneus, ocasionando também desgastes prematuros e insegurança.
    Amortecedores ou molas, freios, rolamentos, eixos e rodas agem diretamente sobre os pneus.
Balanceamento de Roda
  O desbalanceamento das rodas, além de desconforto ao dirigir, causa perda de tração, de estabilidade, desgastes acentuados em componentes mecânicos e no próprio pneu.
    Deve-se balancear as rodas sempre que surgirem vibrações e, na troca ou conserto do pneu, ou a cada 10.000 km rodados.
Alinhamento de Direção
  Desvios mecânicos provocam desgastes prematuros de pneus e desalinhamento de direção, deixando o veículo instável e inseguro.
   Deve-se alinhar o veículo quando sofrer impactos na suspensão, na troca de pneus ou quando apresentarem desgastes irregulares, quando forem substituídos componentes da suspensão, quando o veículo estiver puxando para um lado, ou a cada 10.000 km.
Baixa Pressão
   O descuido com a calibragem dos pneus traz sérias conseqüências para a durabilidade do produto. A baixa pressão é um dos inimigos do pneu. Apresenta vários problemas, envolvendo inclusive riscos de segurança, como:
-Aceleração do desgaste geral do pneu (trabalha mais quente)
-Aumento do desgaste nos ombros (apoio maior sobre esta área)
-Maior consumo de combustível (maior resistência de rolamento)
-Perda de estabilidade em curvas (menor área de contato com o solo)
-Direção pesada e perda da capacidade de manejo (maior resistência)
-Eventuais rachaduras na carcaça, na área dos flancos (flexão e calor aumentados)
-Eventual quebra circunferencial da carcaça, na área dos flancos (flexão e calor aumentados)
-Eventual bolsa de separação entre lonas e sob a rodagem (gerada por calor e alastrada por flexão e atrito)
-Eventual desagregação da rodagem (iniciada geralmente pelos ombros, onde o calor se acumula mais)
-Desgaste prematuro dos terminais de direção (aumento de exigência)
Excesso de Pressão
    Os problemas de excesso de pressão são menores do que os da falta de pressão:
-Desgaste mais acentuado no centro da rodagem (apoio maior sobre esta área)
-Perda de estabilidade em curvas (menor área de contato com o solo)
-Rachaduras na base dos sulcos (esticamento excessivo)
-Maior propensão a estouros por impacto (menor absorção)
Rodízio dos Pneus
    O rodízio serve para compensar a diferença de desgaste dos pneus, permitindo mais durabilidade e eficiência. Proporciona também melhor estabilidade, especialmente em curvas e freadas.
-Mudança para pneus diagonais de passeio: a cada 5000 Km
-Mudança para pneus radiais de passeio: a cada 8000 Km
-O primeiro rodízio é o mais importante. E
le é o ponto chave para uma vida longa e uniforme.

A IMPORTÂNCIA DO ALINHAMENTO

    O que os olhos não veem o coração pode não sentir, mas o carro sim. Se você escutar seu carro cantar pneus em velocidade baixa e perceber certa imprecisão no volante, cuidado: seu carro pode estar desalinhado. Por baixo de uma aparente normalidade, pode haver deficiências no contato dos pneus com o piso, com diversas consequências. A alteração pode ter origens diversas. As rodas podem ter batido contra algum buraco ou obstáculo ou, simplesmente, ocorrer devido ao desgaste natural dos componentes da suspensão. Os especialistas recomendam conferir o alinhamento da direção a cada 10 000 km ou na ocorrência de algum incidente que possa causar avarias no veículo, mesmo que, visualmente, esse evento não tenha tido maiores consequências. Muita gente negligencia esse tipo de cuidado porque, como toda manutenção preventiva, o serviço de alinhamento só se revela útil quando deixa de ser feito e surgem os problemas.

    Para demonstrar o que acontece com um carro que roda desalinhado, levamos nosso Ka do teste de Longa Duração para a pista e comparamos seu comportamento com o alinhamento dentro das especificações de fábrica e com as rodas dianteiras desalinhadas cerca de 8 milímetros cada uma, reproduzindo um desvio que pode existir após 10 000 km de uso. O teste consistiu em rodar em velocidades crescentes, em uma curva de raio constante, avaliando o controle direcional do carro. 
    
    Como dados objetivos, registramos as medidas de velocidade e aceleração lateral (g). O local do teste foi o Campo de Provas da GM, em Indaiatuba (SP), em uma pista apropriada para esse tipo de avaliação, cujo raio de curva é de 65 metros. Ao volante, contamos com a consultoria e colaboração do piloto da Pirelli, César Urnhani, especialista em testes de desenvolvimento de pneus. “Comecei a escorregar”

    Com as rodas dentro do alinhamento preconizado pela fábrica, o piloto conseguiu levar o Ka à velocidade de 54,3 km/h, com uma força lateral de 0,77 g, sem perder a trajetória. O teste foi realizado nos dois sentidos da pista, como forma de avaliar e neutralizar qualquer desequilíbrio entre os dois lados do veículo. Depois, já com as rodas desalinhadas, Urnhani não passou de 49,8 km/h, com uma aceleração lateral de 0,71 g.

    A explicação para essa diferença é que, uma vez fora das especificações da Ford, os pneus do Ka perderam área de contato com o piso. “Foi por isso que eles começaram a cantar mais cedo”, diz Urnhani. O piloto notou que, no primeiro ensaio, os pneus cantavam a partir de 51 km/h e, no segundo, já se manifestavam a 45 km/h. Cantada de pneu não tem nada de sedutor. Pelo contrário. “É o pneu dizendo: ‘estou no limite, comecei a escorregar’”, afirma Urnhani.

    À primeira vista, 4,5 km/h e 0,06 g podem parecer diferenças pequenas. Mas, se o nosso Ka, continuasse a rodar sem manutenção, o desalinhamento cresceria e as consequências seriam maiores. O desvio de 8 milímetros aumentaria e os pneus com contato precário se desgastariam de modo pouco uniforme, diminuindo progressivamente sua capacidade de aderência e sacrificando componentes da suspensão. “Os defeitos se agravam de forma exponencial”, diz Urnhani. Depois de 5 000 km, a diferença de velocidade poderia pular para 15 km/h, e depois para mais, até ocorrerem danos graves que impediriam o veículo de se movimentar, se ninguém fizesse nada.

    Nós realizamos o teste em uma trajetória curva, por ser uma situação de aderência e estabilidade direcional mais crítica e fácil de demonstrar a influência do alinhamento no comportamento do carro. Mas as dificuldades ocorrem também em linha reta. Com as rodas desalinhadas, existe maior resistência ao rolamento porque o pneu roda meio de lado, sendo arrastado (o que força a roda a sair ainda mais de sua posição original). Como consequência imediata, há o desgaste dos pneus, o comprometimento da dirigibilidade e o aumento do consumo de combustível. Em uma frenagem, dependendo do estado do pneu, como a área de contato é menor, pode aumentar substancialmente a distância de parada, além do risco de desvio da trajetória, que pode puxar tanto para a direita quanto para a esquerda. E cai também a capacidade de escoamento de água em dias de chuva.

    O cantar é sintoma de algo errado, mas pode não ser em razão de desalinhamento, e sim por problemas de calibragem. Por esse motivo, além de calibrar os pneus toda semana, vale fazer um exame visual da banda de rodagem, para verificar se existe desgaste irregular. Mas não adianta olhar o pneu pela lateral, é necessário examinar a banda de rodagem inteira. Isso porque o desgaste provocado pelo desalinhamento ocorre na parte da banda que fica escondida pelo pára-lama. 
    
    Dependendo do tempo que o carro roda desalinhado, seus olhos verão. E, se seu coração não sentir, o bolso certamente acusará o golpe.

BALANCEAMENTO
    O objetivo do balanceamento das rodas, como o nome diz, é balancear as massas do conjunto roda e pneu que, por algum motivo, podem estar em desequilíbrio. O primeiro sinal de que a roda está desbalanceada é uma vibração sentida no volante, quando a roda com problemas está no eixo dianteiro, ou no assoalho, no caso do eixo traseiro. Além do desconforto, porque o pneu literalmente pula como se fosse uma bola de basquete, essa vibração compromete a estabilidade e provoca desgaste irregular dos pneus, diminuindo a vida útil dos componentes da suspensão, como amortecedores, buchas e borrachas.

GEOMETRIA ANALÍTICA

Os ajustes permitem que os pneus fiquem em perfeito contato com o piso
    Alinhar a direção significa ajustar três pontos da geometria da suspensão – a suspensão engloba todo o conjunto de molas, amortecedores, braços e também os pneus e componentes do sistema de direção –, que são conhecidos como divergência (ou convergência), câmber (ou cambagem) e cáster. 

    
    A divergência (1) é a posição das rodas em relação a um plano longitudinal. O câmber (2) é o ângulo formado pela inclinação da roda em relação ao plano vertical. E o cáster (3) é o ângulo formado pelo eixo da direção e pelo plano vertical. Em uma bicicleta, é a inclinação do garfo que cria esse ângulo. O câmber e o cáster, normalmente, só se alteram em razão de acidentes ou avarias, enquanto a divergência muda em decorrência do uso do veículo (acidentes ou avarias também).

ONZE VERDADES SOBRE O MUNDO DOS PNEUS

1. Você sabia que ao rodar um pneu aumenta de tamanho? Em movimento, o ar pressiona a parte interna do pneu, em especial o centro da banda de rodagem. Quanto mais rápido o pneu gira, maior ele fica. Mas você nunca verá esse aumento a olho nu. O máximo que se tolera, dentro dos padrões internacionais, é uma expansão de 2%.

2. Os pneus têm data de validade. Ela é de cinco anos a partir da data de fabricação, que é informada por um número de três algarismos na lateral do pneu, perto da palavra DOT. Ele indica a semana nos dois primeiros algarismos e o ano de fabricação no último. Por exemplo, o número 428 indicaria que o pneu foi fabricado na 42ª semana de 2008.

3. Um pneu é feito com 15 a 20 tipos de borracha, pois cada tipo tem uma função. Os compostos são criados em separado e depois agrupados, cada um na parte que lhe cabe (banda, lateral, interior etc.), e são vulcanizados juntos, formando a estrutura única que você vê na loja.

4. Hoje, o pneu poderia ser transparente, como as rodas de skate ou patins. Antigamente, o que determinava sua cor era a fuligem (ou negro-de-fumo). Com o tempo, a cor passou a ser uma função da sílica, que vem substituindo o negro-de-fumo na composição do pneu. Mas já houve no Brasil pneus coloridos à venda. Antes da Copa de 1998, a Michelin lançou o pneu Artilheiro, com banda de rodagem verde-amarela, em homenagem à seleção brasileira.


5. A lateral fornece vários dados sobre o pneu, inclusive a velocidade máxima a que ele pode ser submetido. Num 245/40 R17 91W, o 245 é largura da banda de rodagem (245 mm), 40 diz que seu perfil tem 40% de altura em relação à banda (40% de 245 mm = 98 mm), o 17 é o tamanho do aro em polegadas, o 91 é o índice de carga e a letra W revela que ele pode suportar até 270 km/h. Por falta de letras, pneus acima dos 300 km/h recebem o código “Y” (com o Y entre aspas mesmo). O código Y (sem aspas) é o penúltimo da tabela, para pneus que rodam até 300 km/h.

6. O maior pneu de produção em série do mundo é feito pela Titan International, nos Estados Unidos: mede 4,30 metros de altura, pesa 5,7 toneladas e é colocado em uma roda de aro 63. Cada um custa cerca de 50 000 dólares. É usado em caminhões de mineração, monstros de até 650 toneladas e 6,5 metros de altura, que levam até 400 toneladas e têm motores de até 3 600 cv.


7. Pneus agrícolas em geral usam água em seu interior. Como os tratores costumam rodar sobre terra fofa, eles precisam ter o maior peso possível para conseguir a aderência necessária. E a água é o material mais barato do mercado para dar lastro aos pneus.

8. Atualmente, a maioria dos pneus não é feita com borracha natural, que vem da seringueira. Ele é quase que inteiramente produzido a partir do petróleo. O pneu de um carro de passeio leva em sua produção cerca de 25 litros de petróleo.

9. Os pneus são responsáveis, em média, por 20% do consumo do carro. É na cidade que eles pesam mais, chegando a 25%. Nas estradas, onde a velocidade é maior, a resistência ao ar acaba ganhando um peso maior. Em caminhões, os pneus podem responder por 33% do consumo.

10. A pressão de um pneu depende da carga que ele vai transportar e do conforto que se quer proporcionar. É por isso que alguns pneus de bicicleta podem chegar a 100 libras por polegada quadrada, especialmente os mais finos, de competição. Por outro lado, pneus de tratores podem usar só 10 libras.


11. O pneu de um avião pode ser recauchutado 11 vezes e é calibrado com nitrogênio, para que sua pressão interna não se altere tanto com as variações de temperatura a que é submetido. Não é para menos, afinal um pneu desses pode ser submetido a -60 °C durante o voo e, na aterrissagem, pode alcançar 100 °C.



Fonte: http://www.fiesp.com.br/sinpec/sobre-o-sinpec/historia-do-pneu/originais/
http://quatrorodas.abril.com.br/autoservico/reportagens/importancia-alinhamento-475980.shtml