¿Los vehículos eléctricos necesitan neumáticos específicos para EVs? Conoce las 6 consecuencias para tu coche si decides adoptar o no estas medidas

A pesar de toda la tecnología involucrada en los vehículos eléctricos actuales, el neumático sigue siendo el principal punto de contacto del coche con la carretera

La promesa de los vehículos eléctricos para un mantenimiento de bajo costo es un importante punto de venta. Con la excepción del neumático, colectores de partículas de diésel, cambio de aceite, bujías, escape y otras numerosas piezas ya no necesitan ser reemplazadas en los EVs (vehículos eléctricos en inglés). Ni siquiera una abrazadera de silenciador interfiere.

No obstante, algo inesperado sucedió en el camino hacia la dirección sin gasolina. La flexibilidad de un neumático garantiza que continuará sirviendo como el punto final de contacto del coche con la carretera. Su uso de aire requiere reabastecimiento periódico. Además, un motor silencioso tiene requisitos muy específicos de tracción, carga y ruido. Los neumáticos diseñados para vehículos eléctricos son obligatorios.

¿En qué se diferencian los neumáticos EV de los neumáticos convencionales? Para descubrir qué va al horno de neumáticos y lo que las pruebas de desarrollo mostraron antes de que los neumáticos llegaran a las calles, varios expertos fueron consultados por el portal Ars Technica.

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Paulo Nogueira

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Puede instalar neumáticos diseñados para vehículos ICE regulares en las ruedas de su EV, aunque no se recomienda. Los neumáticos para vehículos eléctricos están construidos para manejar el peso único, la carga dinámica y las demandas de tracción de los EVs. Una degradación más rápida de los neumáticos, problemas relacionados con el calor y la posibilidad de patinaje de las ruedas, incluso con control de tracción, pueden llevar a una pérdida de estabilidad direccional si se utilizan neumáticos no EV.

Peso y Carga

Antes incluso de que cualquier vehículo comience a moverse, ya existen diferencias perceptibles entre vehículos comunes y EVs. En comparación con los vehículos con motor de combustión interna, los vehículos eléctricos suelen ser más pesados. El ICE S500 4Matic pesa solo 4,610 libras (2,091 kg), mientras que el peso total del Mercedes-Benz EQS 450 4Matic electrificado es de 5,597 libras (2,539 kg). Aunque no comparten un chasis común, todos estos automóviles pertenecen a la misma categoría de tamaño y subconjunto de mercado. Debido a la necesidad de usar baterías pesadas, el EV es aproximadamente 1,000 libras (454 kg) más pesado. Es cierto que las soluciones para el problema del peso están en el horizonte, pero, por ahora, el diseño fundamental de la carcasa del neumático debe ser capaz de soportar el peso.

Muchas personas creen que la tracción y la adherencia de un neumático solo pueden verse afectadas por el compuesto de goma o polímeros con los que está hecho. Sin embargo, además de los compuestos utilizados, el patrón de la banda de rodadura, la profundidad de los bloques de la banda de rodadura y el volumen vacío entre ellos tienen efectos significativos en la rigidez y la capacidad de carga de un neumático.

En lo que respecta a la distribución de carga estática, el enorme peso de la batería se distribuye a menudo entre los ejes delantero y trasero del vehículo. Pero siempre hay una nube detrás de cada rayo de sol. La masa dinámica del vehículo se vería mejorada si este peso se moviera a una huella mucho más pequeña en el centro del vehículo. Si un vehículo eléctrico está en movimiento y sufre frecuentes cambios de dirección, una batería larga y ancha no sirve de nada. Como el vehículo está en constante movimiento, la capacidad de carga dinámica del neumático debe ser adecuada. Para un EQS que pesa 5,597 libras, esto significa rigidez estructural no solo en reposo, sino también durante la frenada, curvas y aceleración.

Ruido

Sin partes móviles para crear ruido, los vehículos eléctricos son mucho más silenciosos que los motores de combustión interna. Además, no hay ninguna señal audible de un motor de combustión, transmisión, válvula, escape o tubería de admisión, o incluso el ligero tic-tac de inyectores de combustible de alta presión. Como el motor de un automóvil de combustión interna (ICE) ahoga parte del ruido producido por los neumáticos, es fundamental que los propios neumáticos sean lo más silenciosos posible.

Una vez que un EV alcanza las velocidades típicas de las calles suburbanas, los neumáticos pasan a proporcionar la mayor parte del sonido que irradia del vehículo (tanto hacia el exterior como hacia el interior), y ese ruido solo aumenta al circular por carreteras.

Rob Williams, vicepresidente senior de Hankook Tire, dijo que, hasta el décimo de decibel más cercano, el ruido del tren motriz representa aproximadamente la mitad del ruido total percibido por un vehículo de combustión, mientras que el ruido de la carretera representa la otra mitad. Por otro lado, Hankook descubrió que el motor eléctrico contribuye con solo el 15% al nivel general de ruido de un EV, mientras que el ruido de la carretera es responsable del 40% y el ruido del viento a altas velocidades contribuye con otro 30%. El patrón del piso del neumático es el principal responsable del ruido de la carretera a altas velocidades.

La cancelación de ruido activa y pasiva se ha utilizado durante años en vehículos de combustión, pero ahora hay muchas más herramientas de modelado por computadora para descubrir el diseño de patrones de banda de rodadura nuevos y más silenciosos.

Según Ars, Ian Coke, director de tecnología de Pirelli North America, informó a la publicación que la empresa creó un software propio para este tipo de simulación. Antes de la llegada del software de simulación, se descubrió que variando el longitud longitudinal (o inclinación) de los bloques de la banda de rodadura alrededor de la circunferencia del neumático y luego alternando entre bloques grandes y pequeños del hombro interno al hombro externo, una cantidad significativa de ruido del neumático podría ser cancelada. Ahora, con herramientas de simulación y cálculo, ideas mucho más radicalmente diferentes pueden ser probadas en una fracción del tiempo que llevaría hace 20 años.

Tracción bajo Aceleración

Es en esta área donde reside una de las mayores dificultades en el desarrollo de un neumático EV. La mayoría de los motores eléctricos generan un par enorme de forma más agresiva e instantánea que la mayoría de los motores de combustión, lo que hace que el neumático sufra un choque mayor que casi cualquier vehículo ICE con un resumen de diseño similar. Para dar solo un ejemplo, el Tesla Model Y tiene una aceleración instantánea inigualable por casi cualquier vehículo de combustión en la misma zona de mercado de hatch compacto/wagón/SUV. Esto coloca una demanda mayor en el sobre rendimiento de los neumáticos del Model Y que en cualquier otra cosa en su clase de tamaño.

La autonomía de un vehículo es un factor importante para muchas personas, incluidas las montadoras, fabricantes de neumáticos y consumidores. La larga vida útil del neumático ya está comprometida hasta cierto punto si un neumático proporciona una gran tracción delantera, ya que formulaciones de goma más blandas son normalmente sacrificadas para ofrecer esa mordida en la superficie de la carretera.

Vida Útil del Neumático

Se ha informado por varios propietarios de EVs, incluso en el breve período en que han estado en el mercado, que los neumáticos se desgastan mucho más rápido que los de los vehículos de combustión. Y esto es significativo porque los costos de reemplazo de neumáticos pueden aumentar rápidamente para los propietarios de vehículos eléctricos. En una entrevista con Ars Technica, un entrevistado recientemente tuvo que reemplazar los neumáticos de su Tesla Model S debido al desgaste. Había conducido el coche solo 4,000 millas (6438 Km). Los neumáticos instalados en vehículos eléctricos requieren un enfoque más sutil para equilibrar durabilidad y adherencia que sus contrapartes en vehículos con motor de combustión interna.

Autonomía

Para una autonomía ideal, que es definitivamente la principal preocupación de los consumidores de vehículos eléctricos, los vehículos eléctricos necesitan neumáticos con menos resistencia a la rodadura que los de un vehículo ICE. Los fabricantes de vehículos eléctricos valoran los neumáticos con alta eficiencia energética debido al deseo de maximizar el rango de sus productos. Aunque la baja resistencia a la rodadura no es nada nuevo, su importancia para vehículos con motor de combustión interna es mucho menor. De acuerdo con Pirelli, un neumático puede afectar el alcance de un vehículo eléctrico en hasta un 40%, pero solo de un 15 a 20% en un vehículo con motor de combustión interna.

El neumático de un vehículo eléctrico es más resistente que el de un vehículo convencional con motor de combustión interna. Incluyendo el patrón de piso, esto es cierto. Sin embargo, es un acto de equilibrio delicado establecer el compromiso ideal entre baja resistencia a la rodadura y adherencia.

La eficiencia aerodinámica de los neumáticos también es importante, pero rara vez se discute. La resistencia aerodinámica, que puede ser pensada como un tipo de resistencia a la rodadura, se transmite a través del área frontal del neumático al aire que entra. Una disminución en la economía de combustible y una autonomía general más corta también son consecuencias de neumáticos más anchos.

Costo

No hay forma de eludir la realidad de que los neumáticos EV son caros y los problemas con la cadena de suministro internacional no han ayudado. Por las razones expuestas, los neumáticos para coches eléctricos son más caros que los neumáticos para vehículos con motor de combustión interna.

Finalmente, debido a los factores anteriormente mencionados, el mercado de neumáticos específicos para EV es mucho más pequeño que el de neumáticos para coches comunes; como resultado, el campo es más estrecho y hay menos alternativas, generando precios más altos en relación con los neumáticos no EV. La buena noticia para los propietarios de EVs es que la industria en su conjunto está expandiéndose, lo que debería llevar a una mayor difusión del conocimiento y las mejores prácticas en relación con los neumáticos para VEs.

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