Un neumático , abreviatura de neumático , a diferencia de un neumático sólido, es un objeto sólido, flexible y de forma tórica formado por caucho y otros materiales textiles y / o metálicos. Está diseñado para montarse en la llanta de una rueda e inflarse con un gas presurizado , generalmente aire o nitrógeno . Asegura el contacto de la rueda con el suelo , proporcionando un cierto agarre , una amortiguación de golpes y vibraciones facilitando así el movimiento de vehículos terrestres y otros vehículos en configuración terrestre.
En 2013, el mercado de neumáticos en el mundo fue, según Tire Business , de 141 mil millones de dólares en facturación, en gran parte compartido por cinco gigantes y alrededor de ellos por alrededor de veinticinco grandes grupos internacionales entre ellos el coreano Hankook en fuerte crecimiento y que por lo tanto podría únete al grupo de los grandes.
El Bridgestone japonés ($ 26,2 mil millones en facturación para su sector de neumáticos en 2017) domina el mercado por delante de Michelin (23,4 mil millones), Goodyear (14,6 mil millones), Continental (12,6 mil millones), Pirelli (6,1 mil millones). Todos buscan establecerse en países “emergentes” donde el mercado automotriz aún no parece saturado. Michelin ha creado así "cuatro fábricas gigantes", incluida la de Shenyang II (China), que cubre 72 hectáreas y debería costar 1.100 millones en cinco años. Hankook busca penetrar en Europa, en particular con una fábrica gigante anunciada en Hungría (doce millones de neumáticos por año).
La profesión está representada por varias organizaciones, incluso en Europa por:
El diseño, la fabricación y la comercialización de neumáticos representan toda la actividad económica "upstream" del sector de fabricación de neumáticos . Es una actividad cuantitativamente importante en el mundo: se estimó a principios de la década de 1990 que se tiraban a vertederos millones de neumáticos y que se producía alrededor de uno por persona por día, lo que justificaba el establecimiento de sectores económicos "downstream" dedicados al reciclaje y la valorización energética. de neumáticos al final de su vida útil.
Después de haber patentado un neumático con válvula, John Boyd Dunlop , veterinario de formación, fundó su primera fábrica de neumáticos en 1889 . Las bicicletas pueden así rodar sobre neumáticos que son hilos de goma inflados con aire y rodeando una llanta de metal. Si se mejora la comodidad, en caso de pinchazo, cambiar el neumático es una operación larga y delicada.
Édouard Michelin se habría encontrado con un ciclista inglés pidiendo una reparación durante su paso por Clermont-Ferrand . Este ciclista le habría dado la idea de la cámara de aire . Édouard y su hermano André Michelin inventaron un nuevo sistema de neumáticos con cámara de aire que fue patentado en 1891. El nuevo neumático fue puesto a prueba el mismo año por Charles Terront, quien ganó la primera carrera ciclista en París-Brest-París . El invento fue un éxito inmediato, y no solo en el mundo del ciclismo: muy rápidamente, el automóvil a su vez se apoderó del neumático, reemplazando los sólidos por neumáticos. Diseñado y fabricado por Michelin , L'Éclair fue el primer automóvil con neumáticos (1895).
En 1899, La Jamais contente , el primer automóvil en alcanzar los 100 km / h , fue equipado con neumáticos Michelin. Después de las bicicletas y los coches, es el turno de los coches de niños e incluso de los taxis de equiparse con ellos.
En 1929, se desarrolló un neumático para correr sobre rieles para equipar el Micheline . El mismo año, el neumático sin cámara, conocido como “sin cámara ”, fue inventado por un británico de origen neozelandés llamado Edward Brice Killen. Sería mejor decir llanta con cámara incorporada, porque la cámara de aire se reemplaza por una goma selladora dentro de la llanta. El elastómero generalmente utilizado es el butilo porque su sellado es diez veces mayor que el del caucho natural ( isopreno ). El butilo tiene la desventaja de no unirse fácilmente con otros elastómeros. Para favorecer la unión, incorpora halógenos como el cloro.
El primer neumático con clavos para conducir con aguanieve o hielo se desarrolló en 1933.
El uso de una estructura de carcasa radial está patentado en4 de junio de 1946por Michelin . El primer coche que se instaló de serie fue el Citroën Traction Avant .
En 1951, el metro de París (ferrocarril metropolitano) experimentó con el metro sobre neumáticos; Se han equipado 4 líneas, pero ahora los viajes en tren ofrecen un nivel de comodidad comparable.
Desde entonces, el neumático ha evolucionado mucho en direcciones muy diferentes: neumáticos con laminillas para un mejor agarre en la nieve, neumáticos con menor resistencia a la rodadura para ahorrar combustible, neumáticos sin cámara, etc.
Hoy en día, la mayoría de los neumáticos, a excepción de las bicicletas, no tienen cámara . Sin embargo, algunas motocicletas de rally-raid, enduro o motocross están equipadas con "neumáticos" donde la cámara se reemplaza por un revestimiento "bib-mousse" inventado por Michelin y adoptado por otros fabricantes, incluido el efecto es equivalente a una presión de aire. de 0,9 a 1,3 bar (pero que tienen una vida útil corta, más reducida por el uso intenso, y están marcados como NHS ( No apto para servicio de autopista ) y, por lo tanto, no deben usarse en vías públicas).
Varios sin aire , a prueba de pinchazos neumáticos son desarrollados por Michelin. El Tweel es el primero en comercializarse, en la década de 2010, pero no admite altas velocidades y solo equipa maquinaria agrícola y de construcción . Luego, el Uptis se diseña en asociación con General Motors ; presentado enjunio de 2019, sus lados, estructurados en radios, tienen una forma y arquitectura específicas diseñadas para brindar resistencia a la presión y una gran flexibilidad en caso de impacto. Sus cuatro grandes innovaciones son el airless, la posibilidad de estar conectado, la fabricación posible mediante impresión 3D , y su durabilidad gracias a los materiales que lo componen. Podría comercializarse en 2024.
Un neumático está hecho de caucho (natural y artificial), aditivos químicos ( azufre , negro de humo , aceites , etc. ), cables textiles y metálicos. Tradicionalmente se divide en tres grandes zonas: la “zona superior”, en contacto con el suelo, la “zona de la pared lateral” y la “zona del talón” (o “zona inferior”).
Se compone principalmente de la banda de rodadura, una gruesa capa de caucho en contacto con la carretera. Esta goma debe ser adherente (transmisión de par , guiado en curvas, etc. ), sin oponer demasiada resistencia a la rodadura (principio de neumáticos “verdes”, que reducen el consumo de combustible). La banda de rodadura está ahuecada por "esculturas", que se encargan de evacuar el agua, la nieve y el polvo, limitando el hidroplaneo y mejorando el agarre en general. También permite disipar el calor. La presencia de listones en las esculturas rompe la tensión superficial de la película de agua presente en la calzada. En esta tira se colocan indicadores de desgaste, cuya ubicación se puede ver en la pared lateral del neumático. Los indicadores para los neumáticos de los vehículos de pasajeros tienen 1,6 mm de altura para los neumáticos de verano y 3 mm para los neumáticos de invierno (los indicadores de desgaste indican cuándo es necesario cambiar un neumático).
Debajo de la banda de rodadura hay "telas de cinturón", cada una de las cuales consta de alambres de metal paralelos. Estas telas, dispuestas en dos capas cruzadas, confieren al neumático más resistencia y rigidez, en particular con respecto a los derrames durante los empujes laterales en un giro . Por último, cada vez con mayor frecuencia se encuentra una capa de espuma absorbente para cumplir con la legislación europea relativa a las prestaciones acústicas (neumáticos silenciosos).
La zona lateral del neumático está hecha de goma flexible, capaz de resistir la deformación con cada giro de la rueda pero resistente al impacto sobre obstáculos contundentes. Subirse a una acera puede dañar la estructura del neumático incluso sin daños visibles. También están todas las marcas. La zona de transición entre el costado y la parte superior se llama "hombro". En algunos modelos, un talón en la pared lateral ayuda a limitar el daño a la llanta cuando la llanta golpea un bordillo. En ciertos modelos para camiones, otro perfil de talón permite limitar las molestas proyecciones de agua para los usuarios que siguen o adelantan al camión.
La función de esta zona es asegurar el agarre en la llanta , gracias a dos anillos metálicos (las "varillas") que se apoyan en la llanta en el "talón". Esta zona transmite los pares entre la rueda y el neumático, también asegura el sellado de los " neumáticos sin cámara " a veces llamados " sin cámara ". Este sellado lo proporciona una capa que recubre el interior del neumático: la "goma interior", a base de butilo , que se presiona contra la llanta por los dos talones.
Otra capa, ubicada entre la goma interior y la parte superior, también encajada por los alambres del talón, se denomina "capa de carcasa". Está formado por hilos textiles paralelos (vehículo de pasajeros), en sentido radial. Esta capa dio su nombre al neumático radial. Asegura la triangulación con los alambres cruzados de las telas del cinturón para una mejor sujeción del neumático. Estos hilos inextensibles mantienen una buena superficie de contacto entre el neumático y el suelo.
La fabricación pasa por varias etapas y los productos intermedios (los "semiacabados") se producen antes de ensamblarse en un producto terminado .
El neumático semiacabado consta de:
Borrador Los cauchos naturales (del látex producido por el caucho ) y sintéticos (de la industria petroquímica ) se mezclan con aceites y cargas de refuerzo ( negro de humo , sílice que mejora la resistencia al desgaste). Esta mezcla luego se trabaja con azufre ( vulcanización ) y otros adyuvantes y luego se acondiciona antes de ser utilizada. Un método reciente (2011) mezcla la esencia de piel de naranja con látex y sílice para obtener una goma más ecológica. Hilos textiles y metálicos Los hilos textiles son esencialmente sintéticos. Estos hilos se retuercen para hacerlos más resistentes y están impregnados de un polímero que asegura su adhesión al caucho, en la "capa de carcasa". Los alambres de metal están hechos de acero recubierto de latón . Su adhesión al caucho se debe a los sulfuros y polisulfuros de cobre formados a partir del cobre constituyente del latón por reacción con el azufre utilizado para la vulcanización. Los alambres de metal se dibujan y luego se trenzan en cables. Se utilizan para hacer las varillas y las telas del cinturón. Las capas de refuerzo (carcasa y cinturón) están calandradas : los hilos (textiles o metálicos) colocados en paralelo se intercalan entre dos finas capas de caucho. Estas bandas se cortan y luego se vuelven a ensamblar para obtener el ángulo de hilo deseado. Parches de goma La banda de rodadura, así como varias capas de diferentes compuestos, se utilizan en el neumático, con el fin de constituir o reforzar determinadas zonas (hombro, flanco, talón): disipación de calor, protección contra ataque químico, etc. Estas bandas se fabrican por extrusión .El neumático pasa por tres etapas: montaje, horneado y comprobación:
Ensamblaje Se trata, en primer lugar, de superponer los distintos productos semiacabados para constituir el neumático. Las diversas capas internas (la "carcasa") se colocan en un cilindro con el diámetro del neumático (el "tambor"): caucho interior, tela de carcasa, alambres de talón y todas las capas de goma. Después de dar forma (el tambor hace que la carcasa adquiera su aspecto tórico), se colocan las telas del cinturón y la banda de rodadura: se obtiene un neumático crudo, todavía plástico . Cocinando Luego, el neumático se coloca en una prensa de curado, cuyas paredes se mecanizan para reproducir los patrones y marcas de la banda de rodadura. Durante el curado, la vulcanización del caucho con azufre hace que el neumático sea elástico . Control Finalmente, varias operaciones de control (apariencia visual, fluoroscopia , desequilibrio , deriva, etc. ) aseguran que el neumático (dispositivo de seguridad en un vehículo) sea compatible.Los neumáticos son utilizados por una gran cantidad de vehículos, ya sea que tengan que moverse rápidamente en una superficie preparada o más lentamente en un terreno irregular pero no demasiado blando:
Por el contrario, las ruedas macizas se utilizan principalmente para conducir:
Por último, los "neumáticos no presurizados" se pueden utilizar para vehículos con carga ligera, como sillas de ruedas .
En Europa, los neumáticos se clasifican por tipo de acuerdo con su definición estandarizada por ETRTO ( Organización Técnica Europea de Llantas y Llantas ) de la cual la asociación TNPF es miembro asociado (TNPF: Travaux de Normalization des Pneumatiques pour la France; asociación profesional de fabricantes de neumáticos, una asociación jurídica de 1901 creada en 1967 que es también uno de los componentes del CFCP (Centro Francés de Caucho y Polímeros)
En Francia, la contribución ecológica que financia su reciclaje se basa en la misma clasificación.
Existen los siguientes tipos de escultura:
NB: si el neumático es asimétrico y direccional, el neumático izquierdo es diferente del derecho.
La marca se realiza en la pared lateral del neumático (para neumáticos de bicicleta, consulte neumático de bicicleta ).
Las organizaciones que ayudan a definir el marcado en Europa son la Organización Técnica Europea de Llantas y Llantas (ETRTO) e ISO.
ISO define cierta información de estandarización, mientras que las autoridades estadounidenses y europeas definen información de estandarización más específica.
A nivel ISO, la parte neumática de ISO 4000-1 se refiere a los turismos.
Todos los neumáticos vendidos en Europa desde Julio de 1997llevar una marca europea. Esta marca consiste en una letra "E" (o "e") seguida de un número dentro de un círculo o enmarcado y otro número:
Los dos números siguientes corresponden al código de país que da la aprobación de tipo y al número de tipo en ese país para ese tipo de neumático.
Para 195/65 R 15 91 H M + S por ejemplo:
En el ejemplo anterior:
La legislación de la UE exige que el1 st de noviembre de 2012, etiquetado de neumáticos para vehículos de pasajeros y vehículos utilitarios, siguiendo una ley aprobada ennoviembre de 2009. Este etiquetado tiene tres parámetros:
Este etiquetado destaca la eficiencia energética (sabiendo que los neumáticos son responsables del 20 al 30% del consumo de combustible de un vehículo) mientras que una encuesta realizada por Allopneus especifica que a los consumidores les hubiera gustado información adicional sobre otros criterios como la longevidad de los neumáticos (segundo criterio después de la seguridad evaluada por el agarre del neumático en suelo mojado y que ocupa el primer lugar con el 74% de los encuestados), agarre / frenado en las curvas sobre suelo mojado, agarre / frenado en suelo seco, rendimiento en condiciones invernales.
En los países de la Unión Europea, desde los primeros noviembre 2018, la venta de neumáticos tipo F está prohibida para vehículos y el tipo E está prohibido para determinadas furgonetas.
Desde el 1 st de mayo de 2021, aplica una nueva normativa europea sobre el etiquetado de neumáticos. Este reglamento tiene como objetivo fomentar la producción de neumáticos más eficientes en términos de consumo de combustible, adherencia y ruido de rodadura. Las principales novedades introducidas se refieren a la etiqueta energética, las pegatinas, las escalas de representación de la información y la inclusión de un código QR .
Legislación francesaEl artículo L.314-1 del Código de circulación francés establece la obligatoriedad de los neumáticos para nieve en los vehículos que circulan por cadenas montañosas, en invierno por decreto de la prefectura. Por ejemplo entre el1 st 11 2019 y el 31 de marzo de 2020 en los Pirineos.
Los neumáticos para automóviles son el lugar de una disipación de energía significativa durante el rodaje. Están esencialmente relacionadas con la deformación del neumático en relación con el peso que debe soportar y con las fuerzas que sufre durante los giros y la aceleración / frenado.
El contacto del neumático con la carretera crea una ligera deformación de esta última. Cuando el neumático gira, hay una expansión de la parte del neumático que estaba en contacto con la carretera y que ya no lo está, y una compresión de la parte que aún no estaba en contacto con esta última y que se vuelve. Estas deformaciones crean una transferencia de energía mecánica en energía térmica (aumento de la temperatura del neumático) que puede provocar la destrucción de la banda de rodadura si el neumático está desinflado (debido a un pinchazo lento, por ejemplo).
La fuerza lateral máxima es casi proporcional a la fuerza que pega el neumático a la carretera (p en el diagrama). Sin embargo, más allá de cierto umbral, la fuerza lateral máxima no aumenta tanto en relación con la fuerza p como antes. Por lo tanto, un automóvil con un centro de gravedad alto, que se somete a fuertes transferencias de carga en las curvas, se mantendrá peor en la carretera en las curvas que un automóvil idéntico con un centro de gravedad más bajo.
Un neumático sobreinflado o insuficientemente inflado provoca una disminución del agarre que puede ser peligroso al tomar curvas o frenar al aumentar la distancia de frenado. Por tanto, la presión es un factor importante que debe controlarse periódicamente. Esto se mide en frío.
Las cifras de seguridad vial en Francia indican que “en 2003, los neumáticos se asociaron con el 9% de los accidentes mortales en las autopistas. "
Un neumático inflado sufre una mayor deformación de los flancos y de la banda de rodadura, cuyas principales consecuencias son un desgaste más rápido de los neumáticos, una mala adherencia a la carretera, especialmente bajo la lluvia, un mayor riesgo de explosión debido al calentamiento excesivo y un mayor consumo de combustible del neumático. vehículo. Un neumático sobreinflado también se desgasta más rápidamente, pero en el centro de la banda de rodadura y es más sensible al desgarro de la goma (especialmente al deslizamiento). Los flancos del neumático son más rígidos, lo que reduce la superficie de contacto entre el neumático y el suelo y, por tanto, la comodidad y el agarre.
Algunos vehículos recientes están equipados con un sistema de control automático de la presión de los neumáticos (TPMS). En la Unión Europea , todos los vehículos nuevos han sido equipados con él desde entonces.noviembre 2014.
Aire y nitrógenoUn neumático rara vez se infla con aire con nitrógeno casi puro. Aunque el aire ya contiene un 78% de nitrógeno, algunos profesionales de la aviación o la Fórmula 1, por ejemplo, aumentan esta proporción e inflan los neumáticos con nitrógeno puro. Este gas que tiene la propiedad de ser inerte y estable podría mantener una presión ligeramente más constante incluso en el caso de un calentamiento intenso del neumático. Existe una controversia sobre la introducción de este método para vehículos privados . De hecho, estos están sujetos a muchas menos tensiones, lo que hace que la diferencia con el aire sea menos notable. Por otro lado, la inflación se vuelve gravable y a menudo se la critica por tener un precio injustificado, mientras que la inflación con aire suele ser gratuita y se considera satisfactoria. Quienes lo utilicen deberían, en principio, tener que ajustar la inflación con menos frecuencia, pero no obstante deberían controlar las presiones con regularidad. Los neumáticos inflados con nitrógeno suelen tener una válvula de diferente color, a menudo verde .
El desgaste de los neumáticos se controla con regularidad porque los neumáticos excesivamente gastados presentan un peligro: provocan una disminución del agarre, especialmente en carreteras mojadas, lo que afecta negativamente a las distancias de frenado y al agarre en carretera. Los indicadores de desgaste están presentes en todos los modelos vendidos en Francia.
Los neumáticos deben tener una altura mínima de la banda de rodadura de 1,6 mm en toda la circunferencia y en una franja central que consta de tres cuartas partes del ancho del neumático. Los neumáticos tienen indicadores de desgaste ubicados en las ranuras principales, similares a pequeños baches. Cuando el nivel de desgaste de la banda de rodadura alcanza el mismo nivel que este indicador de desgaste, la llanta está en el límite legal y debe ser reemplazada.
Consecuencias del desgasteUna consecuencia del desgaste de los neumáticos es la sobreestimación de la velocidad indicada. Así, por ejemplo, un neumático “195/65 R 15 91 H 6 M + S” con un desgaste de 3 mm inducirá una sobreestimación de la velocidad del 0,95%: un medidor que muestre la velocidad correcta para un neumático nuevo indicará 100 km / h cuando se conduce a una velocidad real de 99,05 km / h . Sin embargo, esto sigue siendo insignificante porque los fabricantes han previsto estos efectos, así como el hecho de que la normativa permite un cierto margen de maniobra en torno a los diámetros nominales y que es mejor, para la seguridad de todos, sobrestimar la velocidad que al contrario. .
Un desgarro lateral no superficial requiere el reemplazo de la llanta, por otro lado, si la banda de rodadura está perforada (por ejemplo, por un tornillo), generalmente se puede hacer una reparación usando parches o "hongos" para restaurar la estanqueidad de la llanta. La cabeza del hongo enmascara el orificio interno de la perforación mientras que el pie obstruye el conducto; una vez que el pegamento se ha secado, se corta a ras de la banda de rodadura.
El código de circulación francés requiere que tenga los mismos neumáticos (tipo, marca, tamaño y desgaste) en el mismo eje.
Para un automóvil con tracción delantera, generalmente es aconsejable colocar los neumáticos menos gastados en la parte trasera. El eje delantero es direccional, por lo que al girar el volante, son ellos los que dan dirección al resto del vehículo. Los neumáticos traseros siguen, pero su agarre es absolutamente necesario para mantener la estabilidad del vehículo, tanto en línea recta como en curvas. El conductor es consciente del agarre de sus neumáticos delanteros. Él corregirá su movimiento o ralentizará el paso si siente sus neumáticos antes de patinar al frenar o girar. Si los neumáticos traseros están más gastados, en condiciones de humedad, los neumáticos delanteros pueden tener suficiente agarre para girar o frenar, pero no los neumáticos traseros. Si resbalan, el vehículo gira.
Un vehículo con los neumáticos delanteros que ofrecen menos agarre que los neumáticos traseros tenderá a subvirar, es decir, a ir en línea recta. Dependiendo del estado de los neumáticos y de la dinámica del vehículo (los vehículos recientes tienen tendencia al subviraje), esto puede ser contraproducente, especialmente en carreteras sinuosas.
Para temperaturas bajas es preferible utilizar neumáticos de invierno que tienen un caucho diseñado para funcionar de forma óptima a una temperatura igual o inferior a 7 ° C, mientras que muchos neumáticos de “verano” se anuncian como no destinada para la conducción a temperaturas inferiores a 3 ° C , el caucho se endurece con el frío y pierde su viscoelasticidad . Además, la temperatura de la carretera es unos 3 ° C más baja que la del aire debido a la presencia ocasional de escarcha, nieve o hielo.
El cambio de neumáticos invierno / verano suele dar lugar a un control del equilibrio de estos y a la adición de una posible junta en la llanta para corregir el equilibrio. Durante el intercambio es importante mantener la misma ubicación de los neumáticos izquierdo / derecho, que generalmente se indica en el neumático, porque se desgastan de manera diferente y antagónica. Los neumáticos delanteros se desgastan más rápido con la tracción y se recomienda que los neumáticos traseros estén en las mejores condiciones o el eje trasero puede perder su agarre antes que el eje delantero. Si las llantas traseras están más gastadas que las delanteras, existe el riesgo de que el vehículo patine en una curva cerrada o al frenar en carreteras mojadas (o heladas). En una propulsión , el desgaste es uniforme o aleatorio. Las cadenas de nieve completan el abanico de acciones para mejorar la tracción en la nieve además de los neumáticos de invierno (quítelos en cuanto ya no sean imprescindibles).
En algunos países, el uso de neumáticos de invierno es obligatorio.
El informe BEA-TT sobre el accidente de autocar ocurrido el26 de mayo de 2018en la autopista A7 en Chantemerle-les-Blés (Drôme) indica que la causa del accidente fue una explosión de un neumático, probablemente provocada por un desgaste interno derivado de un impacto externo previo .
Contexto medioambiental: el progreso técnico ha permitido que los neumáticos reduzcan ligeramente el consumo de combustible de cada vehículo de carretera. Esto ha reducido las emisiones contaminantes por vehículo. Pero el número de vehículos ha aumentado tanto que el neumático sigue siendo un problema medioambiental: en 2005, "más del 80% de las partículas urbanas respirables (PM10) procedían del transporte por carretera" y "el desgaste de neumáticos y frenos es responsable de 3 en 7% de estas emisiones ” .
Los países ricos producen cantidades considerables de neumáticos: 285 millones por año, solo para los Estados Unidos, pero un neumático pierde hasta varios milímetros de material por año en toda su "banda de rodadura".
Según un estudio de la empresa Emissions Analytics, incluso más que la contaminación inducida por el consumo excesivo de combustible debido a la resistencia a la rodadura , los neumáticos son responsables de la contaminación por partículas finas que podrían ser hasta "mil veces más altas" que las de solo las emisiones de escape de los vehículos . Esta diferencia de un factor de orden tres se explica principalmente por el hecho de que si bien las emisiones de partículas finas debidas a los gases de escape de los motores de combustión interna se han ido reduciendo progresivamente mucho debido a más normativas, además de ser más estrictas en varias de los países, en particular los países miembros de la UE , hasta la fecha no existe una regulación sobre las partículas emitidas por el desgaste de los neumáticos, que sin embargo también son nocivas para la salud y el medio ambiente que las partículas de los gases de escape, debido a la misma naturaleza ( ambos son partículas de carbono elemental , que dan su color negro a los aerosoles contaminantes y que representan hasta el 20% de las partículas más finas, es decir, 2,5 μm , en las zonas de tráfico). Según el mismo estudio, el alcance de esta contaminación se vería reforzado por el desarrollo en el mercado de los turismos , vehículos cada vez más pesados y masivos, ya sean por un lado SUV , o por otro vehículos, vehículos eléctricos o vehículos híbridos masivos, que son más pesados que los vehículos convencionales por el peso de las baterías que llevan: el peso de estos vehículos combinado con el alto volumen de los neumáticos de este tipo de vehículos, por lo tanto con una superficie de rodadura sometida a El mayor desgaste explicaría por qué un mayor cantidad de material arrancado de los neumáticos escaparía a la atmósfera en forma de partículas finas. Además, el mayor rendimiento de los vehículos eléctricos en aceleración, ya sea en arranque parado o en recuperación, implica una mayor degradación del material de los neumáticos por kilómetro recorrido, y por tanto una mayor emisión de partículas de carbono por desgarro. Las soluciones que proponen los autores son una reducción generalizada del peso medio de los vehículos particulares - al revés de la tendencia actual -, la generalización de neumáticos de alta calidad mediante medidas regulatorias y la consideración de la emisión total de partículas. vehículos (gases de escape, abrasión de neumáticos y pastillas de freno) dentro de las normas reglamentarias, en lugar de solo las emisiones del motor como es el caso actualmente.
Como era de esperar, un estudio (2009) muestra que los elementos del asfalto también se encuentran en los residuos de desgaste de los neumáticos . Sin embargo, el asfalto ahora a menudo contiene caucho procedente del reciclaje de neumáticos viejos .
Los neumáticos contienen muchos aditivos ( cargas , antioxidantes , antiozonantes, aceleradores de vulcanización , etc. ) que varían entre marcas, tiempos y tipos de neumáticos.
El desgaste de los neumáticos es una fuente de alérgenos que se introducen en el polvo urbano y las salpicaduras de carreteras .
La literatura científica y médica cita en particular:
Para hacer que el caucho natural o sintético sea estable a los rayos ultravioleta y más resistente al calor, al desgaste, a la deformación y a la sal de la carretera , se han incorporado muchos aditivos, entre ellos productos orgánicos, metales pesados y metaloides, plastificantes , benzotiazoles , parafenilendiaminas, incluida la isopropilaminodifenilamina, muy alergénica.
Algunos de estos productos son mutagénicos .
Se ha demostrado que algunas de estas moléculas son mutagénicas in vivo e in vitro ( prueba del cometa ).
El negro de carbón depende principalmente del caucho (con un tamaño de 50 a 600 nm , o aglomerados de 227 µm en promedio, el 90% de su uso mundial es como relleno de caucho, esencialmente neumático). Se introduce en el caucho del neumático en forma de partículas muy pequeñas. Durante el proceso de producción, muchas de estas partículas adsorben moléculas orgánicas del tipo PAH .
El negro de carbón es ecotóxico y tóxico . Es un producto cancerígeno comprobado en animales de laboratorio y el ARC cree que es cancerígeno para los seres humanos. Los trabajadores expuestos a este producto tienen un mayor riesgo de cáncer de pulmón , pero no se ha demostrado una relación dosis-respuesta (y un estudio alemán no mostró un mayor riesgo de cáncer de pulmón, estómago, pulmón o laringe en trabajadores de fábrica expuestos).
Un ambiente ácido empeora la liberación de metales de las partículas resultantes del desgaste de los neumáticos, y la contaminación del automóvil es en sí misma inacidificante.
HAP y COV : después de la lluvia , los lixiviados de diversos materiales ampliamente utilizados por la industria automotriz contienen y difusos AP, alquilfenoles etoxilados y BPA se encuentran en el agua de escorrentía .
Los HAP están muy presentes en los neumáticos, al menos hasta mediados de los años 2000-2010 debido al uso por parte de los fabricantes de hidrocarburos altamente aromáticos (aceite HA).
Los toxicólogos especializados en estos temas esperaban que en Europa el etiquetado medioambiental de neumáticos podría haber hecho que los HAP fueran menos frecuentes y / o menos abundantes en los neumáticos nuevos, pero este etiquetado (obligatorio desde 2012, tras ser negociado con los fabricantes) finalmente retuvo solo 3 parámetros (eficiencia energética, capacidad de frenado en suelo mojado y nivel de ruido). No dice nada sobre los ingredientes tóxicos o atóxicos del neumático. Se espera que los aceites altamente aromáticos se utilicen menos, pero si es así, los HAP seguirán fluyendo del caucho de los neumáticos viejos y / o desgastados por los vehículos no europeos. Dosis muy bajas inducen un efecto subletal en la trucha: en 2003, Stephensen et al. demostraron que los HAP de los neumáticos inducen una actividad deletérea etoxiresorufina-O-deetilasa (EROD) en la trucha arco iris. Las truchas colocadas en tanques con un neumático que contiene aceites HA en la banda de rodadura o un neumático sin aceites HA muestran una inducción completa del citocromo P4501A1 (CYP1A1) a partir de las 24 h. Los análisis de la bilis de los peces expuestos muestran PAH hidroxilados y compuestos nitrogenados aromáticos que muestran que estos compuestos son bien absorbidos del agua por estos peces. Después de 15 días de exposición, la actividad EROD y el ARNm de CYP1A1 permanecieron altos y algo más intensos en los peces expuestos a HA que en otros. En ambos grupos se observó activación de antioxidantes y anomalías en el nivel de glutatión total en el hígado, glutatión reductasa hepática, glutatión S-transferasa y glucosa-6-fosfato deshidrogenasa; más claramente en el grupo expuesto a HA. En 2005 se demostró que aparecían trastornos comparables en truchas colocadas en acuarios con agua mediante mangueras de caucho que contienen dos aditivos comunes (2-mercaptobenzotiazol o MBT y difenilamina o DPA y compuestos estructuralmente relacionados), que parecen estar involucrados y que también lo están. que se encuentra en la bilis de los peces. En este caso, las mediciones de vitelogenina no indicaron un efecto estrogénico .
Los disruptores endocrinos (y los compuestos fuente de lesiones hepáticas) se dispersan por el desgaste (y de los gránulos o "migajas" de neumáticos introducidos en los campos deportivos artificiales de césped sintético ).
Un estudio reciente (2017) expuso fragmentos de llantas a pruebas de lixiviación de agua y metanol , que muestra que las llantas liberan al medio ambiente (especialmente al agua de escorrentía) dos disruptores endocrinos:
En la década de 2010 , estos productos se encuentran ahora en todas las escorrentías urbanas.
Desde la década de 1990, los investigadores han abogado por estudios interdisciplinarios y por modelar la contaminación asociada con la gestión de neumáticos usados.
Se ha demostrado (2006) que las sustancias liberadas por los neumáticos son tóxicas para las dafnias (especie modelo común en toxicología) y en 2009 que se pueden encontrar "en todos los compartimentos ambientales, incluidos el aire, el agua, los suelos / sedimentos y la biota ” ; Los niveles máximos (PEC) de micropartículas por desgaste de neumáticos en aguas superficiales varían de 0.03 a 56 mg / l , subiendo de 0.3 a 155 g / kg de materia seca en sedimento , dos medios donde pueden ser absorbidos por animales, especialmente filtradores . Un estudio basado en Ceriodaphnia dubia y Pseudokirchneriella subcapitata buscó calcular la PNEC ( Inglés : Predicted No Effect Concentrations ) y la relación PEC / PNEC para agua y sedimento. Esta relación excedió el valor 1, lo que significa que estas partículas presentan un riesgo potencial para los organismos acuáticos, sugiriendo que sería útil tratar o manejar las partículas de neumáticos usados especialmente en escorrentías viales y urbanas. En 2009, varias pruebas de laboratorio ecotoxicológico (sobre el alga Pseudokirchneriella subcapitata , dos crustáceos: Daphnia magna , Ceriodaphnia dubia y un pez Danio rerio ) confirmaron estos riesgos a medio y largo plazo para tres tipos diferentes de neumáticos, a las concentraciones esperadas en el medio ambiente, estos efectos ecotóxicos y reprotóxicos se han atribuido al zinc por un lado ya los compuestos orgánicos lixiviados.
Distinción de neumáticos de verano / inviernoVarios estudios han demostrado que el contenido de un neumático en productos tóxicos o ecotóxicos varía significativamente según la marca, el tipo de neumático, la edad o el país de fabricación. Además, existe una diferencia importante entre los neumáticos de verano y los de invierno. Suecia es uno de las docenas de países nórdicos (o de altitud) que utilizan neumáticos de invierno en la estación fría. En 2005, los investigadores se preguntaron si los dos tipos de caucho presentaban diferentes toxicidades: expusieron las dafnias al agua en la que habían macerado durante 72 horas raspaduras de doce neumáticos de automóvil (marcas elegidas al azar pero que incluían neumáticos de verano e invierno). Aparecieron efectos tóxicos en la mitad de las dafnias expuestas desde las primeras 24 horas para un lixiviado de 0,29 a 32 g de llanta rallada por litro de agua, y dentro de las 48 h para un lixiviado menos concentrado ( 0,062 5 a 2,41 g / l de agua); y los neumáticos de verano eran más tóxicos que los de invierno. Después de 48 h de exposición , las dafnias se expusieron a luz ultravioleta durante 2 h para probar la posible presencia de compuestos fototóxicos . Después de la activación UV, las CE50 oscilaron entre 0,062 y 0,38 g / l . Cuatro de los doce neumáticos exhibieron una fuerte fotoactivación (más de diez veces la toxicidad). Este estudio mostró que los métodos para evaluar la toxicidad de los neumáticos deben tener más en cuenta la variedad de neumáticos (verano / invierno incluidos) y la potenciación por rayos UV solares, en particular para establecer el etiquetado ambiental de los neumáticos. afectados por un severo sesgo de valoración.
Mientras conduce, un neumático se deforma y se calienta, incluso cuando está correctamente inflado, lo que provoca la disipación de energía y, por lo tanto, la resistencia a la rodadura. Hasta 80 km / h , esta resistencia sería responsable de alrededor del 20 al 30% del consumo . Esta resistencia, que generalmente es del orden de 10 a 15 kg / tonelada (es decir, del 1,0 al 1,5% del peso del vehículo) podría descender a menos de 0,7 kg / tonelada con neumáticos especiales .
Los principales fabricantes se han embarcado en programas de investigación para reducir esta resistencia, sin comprometer el potencial de agarre del neumático, especialmente en caso de lluvia, como fue el caso de los primeros neumáticos verdes en la década de 1990. Los fabricantes es que los neumáticos aportan un 6% de la reducción de 120 g / km en las emisiones de CO 2fijado por la Comisión Europea para 2012. La investigación se centra, entre otras cosas, en la introducción de nuevas sílices en el caucho ( Michelin ) y en el uso de nuevos materiales de origen vegetal en forma de nanopartículas ( Goodyear ).
Los biomiméticos buscan sustitutos más ecológicos para plásticos y cauchos. Recientemente (en 2019 ) un artículo publicado por Acta Biomaterialia mostró que los tejidos blandos del lado ventral de la langosta son tan fuertes y elásticos que se pueden comparar al caucho industrial que se usa para fabricar neumáticos , pero fabricado a temperatura ambiente y sin productos tóxicos. . Es una forma de quitina compuesta por aproximadamente un 90% de agua (lo que la hace particularmente elástica y fuerte. Se dispone en láminas de espesor microscópico cuya orientación de las fibras varía para cada lámina, como en el contrachapado ).
Abandonados en la naturaleza o depositados en vertederos, los neumáticos son residuos contaminantes y no biodegradables . Son una fuente de lixiviados contaminantes e incendios potencialmente graves. Los incendios de neumáticos, que son difíciles de extinguir y pueden arder durante días o incluso semanas, producen humos altamente tóxicos.
Quemarlos también es contaminante (según estudios estadounidenses citados por INERIS, quemar 1 kg de llanta produce 100 g de hollín , responsable del color negro del humo de la llanta, que también contiene ácido sulfúrico , y el sobrecalentamiento de la llanta libera una pirólisis negra y maloliente aceite (una media de 5 l por neumático) que contamina el suelo y el agua. Los incendios " accidentales " de vertederos de neumáticos también pueden contaminar el agua y el suelo. 000 t de neumáticos liberados en Escocia alrededor de 90 m 3 de petróleo que acabó con toda la vida en 10 km de río; un incendio en Hagersville (Canadá) requirió la recuperación y tratamiento de 700 m 3 de aceite de pirólisis, además de 1,500 m 3 de agua contaminada Incendios de llantas en Sarreguemines (1991) y Relais-sur-Mer (1992 ) también produjo cantidades significativas de aceites .
Durante décadas, los neumáticos se han utilizado para asegurar lonas agrícolas, como barreras de parachoques de automóviles o defensas de botes, e incluso para hacer juegos infantiles o "paisajismo" o arrecifes pseudo artificiales , usos ahora controvertidos o prohibidos debido a la lixiviación de metales y otros contaminantes químicos. que luego contaminan el agua, los suelos y los ecosistemas .
Abandonados o utilizados al aire libre, estos son hábitats populares para ratas y mosquitos (localmente susceptibles de transmitir virus como el chikungunya ; el neumático negro se calienta al sol y es lo suficientemente impermeable como para retener hasta varios litros de agua. Tiempo requerido para el crecimiento y eclosión acelerada de larvas de mosquitos).
En Francia , el abandono de residuos en la naturaleza y la quema al aire libre están prohibidos. Los fabricantes (o importadores) deben recolectar y tratar los neumáticos usados, pero no para las existencias anteriores a 2004 (114 depósitos de alrededor de 240.000 toneladas de neumáticos). la20 de febrero de 2008, un acuerdo interprofesional firmado por toda la industria del neumático bajo el patrocinio de Nathalie Kosciusko-Morizet permite la evacuación y recuperación (en seis a ocho años, con un coste estimado de 7 millones de euros) de las 80.000 toneladas de neumáticos que quedan por procesarse en Francia.
Un decreto de 2002 prohibió cualquier actividad de quema industrial o comercial organizada, acto sancionado por el código ambiental de dos años de prisión y una multa de 75.000 euros. La quema de llantas durante las demostraciones está prohibida por las normas de salud departamentales , que los alcaldes deben hacer cumplir (multas de tercera clase).
El recauchutado es muy común para los neumáticos de aviones y en algunos países se utiliza para camiones con neumáticos y equipo pesado de construcción (produce neumáticos un 40% menos costosos). Pero el reciclaje completo de chatarra y caucho requiere canales organizados y equipos sofisticados. La quema de neumáticos al aire libre o en cualquier otro lugar que no sea una planta de cemento o un incinerador especializado está prohibida en la mayoría de los países. En todo el mundo, hay muchos vertederos de neumáticos que plantean problemas de seguridad (en 2007, todavía se registraban alrededor de 80.000 toneladas en Francia).
En los Estados Unidos se han experimentado grandes arrecifes artificiales hechos de neumáticos. Fue un completo fracaso, por su toxicidad y la poca resistencia de estos pseudo-arrecifes ante las tormentas.
Ahora se sabe desvulcanizar (bajo microondas ) neumáticos triturados para recuperar caucho despolimerizado, pero esto también puede ayudar a liberar aditivos o subproductos tóxicos.
La miga de goma Derivado de neumáticos usados, la Directiva Europea 21/2007 lo define como "resultante del proceso de granulación de neumáticos usados en tamaños inferiores a 1 mm y con un contenido de partículas inferior a 0,063 mm que no supere el 15%" . Compuesto fundamentalmente por caucho natural y sintético, no debe contener "materiales ferromagnéticos, textiles o contaminantes en proporciones superiores al 0,01%, 0,5% y 0,25% en peso, respectivamente" .El grupo danés Genan (o Genan A / S ) se ha especializado desde la década de 1990 en el reciclaje completo de los materiales que componen los neumáticos; La miga de neumáticos se utiliza en determinados asfaltos, césped artificial , revestimientos para parques infantiles o pistas deportivas, etc., fabricados con neumáticos triturados, despojados de su carcasa metálica y elementos textiles. Se utilizaron llantas de desecho para construir embalses subterráneos, riberas, diques o pavimentos de embalses; usos controvertidos).
Un estudio (2005) evaluó su uso como “atenuadores de choque reutilizables” para mitigar la gravedad de ciertos accidentes, a bajo costo y se probaron algunas aplicaciones de protección (por ejemplo: para proteger la planta de tratamiento de aguas residuales Amphitria de desprendimientos de rocas ). Cortadas en grandes lamas ensambladas por cables macizos que pasan por el medio de las lamas, obtenemos cubiertas muy pesadas utilizadas durante el voladura evitando las proyecciones de escombros cuando se colocan sobre la roca a fracturar. El polvo puede aglomerarse y venderse en pellets, que se han propuesto para jardinería, áreas deportivas o de juegos infantiles o para césped artificial o incluso (en 1999) como mejorador de sótanos (incluso en áreas habitadas) o suelo, uso rápidamente controvertido, debido a la lixiviación (liberación al agua) de metales tóxicos y otros contaminantes (orgánicos) de los fragmentos de neumáticos.
Los neumáticos usados se utilizan en algunas construcciones como elemento estructural de los muros de carga llenándolos con tierra comprimida, por ejemplo, el earthship es un tipo de llantas de reciclaje de viviendas bioclimáticas.
En la década de 2000 en los Estados Unidos, alrededor del 80% de los neumáticos usados (alrededor de 233 millones de neumáticos) se "reciclaban" por año (ocho veces más que en 1990). Según la Asociación de Fabricantes de Caucho , casi 290 millones de neumáticos se fabricaron en los Estados Unidos en 2003, y de estos, más de 28 millones (casi el 10% de los neumáticos usados) se utilizaron para fabricar sustratos de suelo. Juegos y otras superficies deportivas o " asfalto flexible "(aglutinante o revestido con betún modificado integrando caucho, que utiliza una fórmula inventada hace más de un siglo (1840) con una mezcla de látex-betún, cuya formulación fue mejorada en 1960 por Mc Donald, en Estados Unidos , pero que entonces todavía era demasiado caro para ser utilizado a mediana o gran escala). En la década de 2000, según el caso, la miga de caucho también se usaba en el suelo o en el sótano, o, posiblemente de color, integrado en la capa de la superficie (jogging o pista de atletismo, o parque infantil, por ejemplo).
Barrera de neumáticos de salida anti-pista en un circuito de carreras.
Embarcación neumática de defensa .
Guardabarros neumático tipo Yokohama .
Sandalias fabricadas en neumático en Perú.
Columpio.
Comedero para animales.
Jardinería.
Tour de neumáticos en Corea del Sur.
Escultura en forma de cisne.
Quemar neumáticos mientras se recupera energía es una solución cada vez más utilizada, pero una fuente de fuerte contaminación si esta combustión se realiza al aire libre o sin un sofisticado sistema de filtración de partículas y lavado de gases y humos. Muchas fábricas de cemento lo han utilizado como combustible alternativo , a veces desde la década de 1970 .
En 1991 , solo se incineraron 25,9 millones de neumáticos (10,7% del total). En la mayoría de los casos, los neumáticos deben ser almacenados, transportados, transformados (desgrasados, desfibrados y triturados), lo que también es una fuente de otra contaminación. Según la EPA, quemar la llanta triturada emite tanto calor como el mismo peso de petróleo y un 25% más que el carbón, pero las cenizas y los residuos de filtración producidos deben tratarse y eliminarse como desechos tóxicos , aunque a veces contienen menos de ciertos metales que las cenizas de ciertos carbones. Los vapores contienen menos NOx y azufre que los producidos por muchos carbones estadounidenses, especialmente un alto contenido de azufre. La Agencia apoya el uso responsable de llantas en los hornos de cemento Portland y otras instalaciones industriales, bajo tres condiciones: tener un plan de almacenamiento y manejo de llantas; Obtenga un permiso estatal federal y cumpla con los requisitos de ese permiso.
Por ejemplo, en los Estados Unidos, en 2003, de más de 290 millones de llantas usadas producidas en el año, casi 100 millones se reciclaron en nuevos productos y 130 millones se reutilizaron como combustible en varias instalaciones industriales, o aproximadamente el 45% de las todos los neumáticos usados del año.