Los neumáticos de nieve , también conocidos como neumáticos de invierno , son neumáticos diseñados para su uso en nieve y hielo . Los neumáticos de nieve tienen un diseño de banda de rodadura con espacios más grandes que los de los neumáticos convencionales, lo que aumenta la tracción en la nieve y el hielo. Dichos neumáticos que han pasado pruebas específicas de rendimiento de tracción en invierno tienen derecho a mostrar un símbolo 3PMSF (copo de nieve de montaña de tres picos) y/o un símbolo IMP (pico de montaña helado) en sus paredes laterales. Los neumáticos diseñados para condiciones invernales están optimizados para conducir a temperaturas inferiores a 7 °C (45 °F). Los neumáticos con clavos son un tipo de neumáticos de nieve que tienen clavos de metal o cerámica que sobresalen del neumático para aumentar la tracción en nieve o hielo duros. Los clavos desgastan el pavimento seco, lo que provoca polvo y crea desgaste en la trayectoria de la rueda. [2] Las regulaciones que requieren el uso de neumáticos de nieve o permiten el uso de clavos varían según el país en Asia y Europa, y según el estado o provincia en América del Norte.
Los neumáticos para todas las estaciones tienen espacios entre las bandas de rodadura más pequeños que los de los neumáticos para nieve y más grandes que los de los neumáticos convencionales. Son más silenciosos que los neumáticos de invierno en carreteras despejadas, pero menos capaces en la nieve o el hielo. [3]
Los neumáticos para nieve funcionan en una variedad de superficies, incluido el pavimento (húmedo o seco), el barro, el hielo o la nieve. El diseño de la banda de rodadura de los neumáticos para nieve está adaptado principalmente para permitir la penetración de la nieve en la banda de rodadura, donde se compacta y proporciona resistencia contra el deslizamiento. [4] La resistencia de la nieve desarrollada por compactación depende de las propiedades de la nieve, que dependen de su temperatura y contenido de agua: la nieve más húmeda y cálida se compacta mejor que la nieve seca y fría hasta un punto en que la nieve está tan húmeda que lubrica la interfaz entre el neumático y la carretera. La nieve nueva y en polvo tienen densidades de 0,1 a 0,3 g/cm3 ( 6 a 20 lb/pie cúbico). La nieve compactada puede tener densidades de 0,45 a 0,75 g/cm3 ( 28 a 47 lb/pie cúbico). [5]
Las carreteras cubiertas de nieve o hielo presentan una fricción de frenado y de viraje menor que las carreteras secas. Las propiedades de fricción de la nieve, en particular, dependen de la temperatura. A temperaturas inferiores a -7 °C (20 °F), los cristales de nieve son más duros y generan más fricción cuando un neumático pasa sobre ellos que en condiciones más cálidas con nieve o hielo en la superficie de la carretera. Sin embargo, a medida que las temperaturas superan los -2 °C (28 °F), la presencia de agua libre lubrica cada vez más la nieve o el hielo y disminuye la fricción de los neumáticos. Los compuestos de caucho hidrófilos ayudan a crear fricción en presencia de agua o hielo. [6]
Los atributos que pueden distinguir los neumáticos para nieve de los neumáticos "para todas las estaciones" y de verano incluyen: [6]
Las condiciones de película húmeda sobre nieve o hielo duros y compactados requieren tacos o cadenas. [6]
Muchas jurisdicciones de Asia, Europa y América del Norte permiten estacionalmente neumáticos para nieve con tacos de metal o cerámica para mejorar el agarre en nieve compacta o hielo. Dichos neumáticos están prohibidos en otras jurisdicciones o durante los meses más cálidos debido al daño que pueden causar a las superficies de la carretera. [7] Los tacos de metal se fabrican encapsulando un pasador duro en una base de material más blando, a veces llamada cubierta . El pasador suele estar hecho de carburo de tungsteno , una cerámica muy dura de alto rendimiento. La base más blanda es la parte que ancla el taco en el caucho del neumático. A medida que el neumático se desgasta con el uso, la base más blanda se desgasta de modo que su superficie está aproximadamente al mismo nivel que el caucho, mientras que el pasador duro se desgasta de modo que continúa sobresaliendo del neumático. El pasador debe sobresalir al menos 1 milímetro (0,04 pulgadas) para que el neumático funcione correctamente. [8] Los neumáticos para nieve no eliminan el derrape sobre hielo y nieve, pero reducen en gran medida los riesgos. [9]
Los neumáticos con clavos se fabrican con orificios moldeados en la banda de rodadura de caucho . Por lo general, hay entre 80 y 100 orificios moldeados por neumático para la inserción de los clavos. La inserción se realiza utilizando una herramienta especial que extiende el orificio de caucho de modo que se pueda insertar una camisa de clavo y la brida en la parte inferior de la camisa se pueda ajustar bien al fondo del orificio. Los clavos de metal vienen en alturas específicas para que coincidan con las profundidades de los orificios moldeados en la banda de rodadura del neumático en función de las profundidades de la banda de rodadura. Por esta razón, los clavos de metal solo se pueden insertar cuando los neumáticos no han sido conducidos. Una inserción adecuada de los clavos da como resultado que la camisa de metal quede al ras de la superficie de la banda de rodadura del neumático y solo sobresale la parte del pasador. [10]
La nieve compactada desarrolla resistencia contra el deslizamiento a lo largo de un plano de corte paralelo al área de contacto del neumático con el suelo. Al mismo tiempo, la parte inferior de las bandas de rodadura del neumático comprime la nieve sobre la que se apoya, creando también fricción. El proceso de compactación de la nieve dentro de las bandas de rodadura requiere que se la expulse a tiempo para que la banda de rodadura compacte la nieve de nuevo en la siguiente rotación. El proceso de compactación/contacto funciona tanto en la dirección de la marcha para la propulsión y el frenado, como lateralmente para las curvas. [5]
Cuanto más profunda es la nieve por la que rueda el neumático, mayor es la resistencia que encuentra, ya que compacta la nieve que encuentra y arrastra parte de ella hacia ambos lados. En algún punto de un determinado ángulo de pendiente, esta resistencia se vuelve mayor que la resistencia al deslizamiento que se logra mediante el contacto de la banda de rodadura con la nieve y los neumáticos con potencia comienzan a resbalar y a girar. Una nieve más profunda significa que subir una colina sin hacer girar las ruedas motrices se vuelve más difícil. Sin embargo, el efecto de arado/compactación ayuda al frenado en la medida en que crea resistencia a la rodadura. [5]
El 3PMSF (Three-Peak Mountain Snow Flake) indica una aceleración un 10% mejor en la nieve . ASTM International F1805 (formalizada en el año 1999) [11]
El IMP (Icy Mountain Peak) indica un 18% mejor de desaceleración sobre hielo . ASTM International F2493 (formalizada en el año 2021) [12]
Todas las prefecturas de Japón , excepto la prefectura más meridional de Okinawa , tienen una normativa de tráfico que exige que los vehículos motorizados estén equipados con neumáticos de invierno o cadenas para neumáticos cuando la carretera esté cubierta de hielo o nieve. [14] [15] Además, se deben instalar cadenas para neumáticos en todos los vehículos en carreteras rurales designadas en regiones con nieve cuando las señales de tráfico exijan el uso de cadenas para neumáticos. [16]
En muchas prefecturas, las ranuras de la banda de rodadura de los neumáticos para nieve están desgastadas en más del 50% de su profundidad original, por lo que los neumáticos deben reemplazarse para cumplir con los requisitos legales. [14] Los conductores serán multados por no cumplir con los requisitos de neumáticos para nieve o cadenas para neumáticos, y existen puestos de control en las carreteras principales.
Las restricciones a nivel nacional sobre neumáticos con clavos para vehículos de pasajeros entraron en vigor en Japón en abril de 1991, seguidas por restricciones para camiones comerciales en 1993. [17] Los neumáticos con clavos todavía son legales en Japón, pero su uso está restringido por la ley ambiental y es un delito operar un vehículo equipado con un neumático con clavos sobre asfalto seco o concreto. [17]
En 2016, las normas sobre neumáticos para nieve en Europa variaban según el país. Los aspectos principales de las normas eran si su uso era obligatorio y si se permitían los neumáticos con clavos. [18] [19]
La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) de los EE. UU. y Transport Canada permiten la exhibición de un símbolo 3PMSF para indicar que el neumático ha superado el requisito de la industria de un neumático de referencia (no para nieve). [21] [22] En 2016, los neumáticos para nieve representaban el 3,6 % del mercado estadounidense y el 35 % del mercado canadiense. [23]
Los estados de EE. UU. y las provincias canadienses controlan el uso de neumáticos para nieve. [24] De estos, Quebec es la única jurisdicción que exige neumáticos para nieve en todas partes. [25] Algunos pueden exigir neumáticos para nieve o cadenas solo en áreas específicas durante el invierno. [26] [27] [28]
{{cite journal}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )Del 1 de diciembre al 15 de marzo, su vehículo debe estar equipado con cuatro neumáticos de invierno que cumplan con las normas establecidas y estén en buenas condiciones.