Proceso de fabricación de un neumático

A continuación, nos adentraremos en la creación de un neumático, con tal de exponer todas las fases que caracterizan su proceso, ayudándonos de datos y definiciones de una empresa líder en el sector como es la alemana Continental.

Los valores que definen a Continental son, desde sus inicios, diligencia, precisión y eficacia; conceptos que se añaden al marcado ADN alemán en cuanto a ingeniería se refiere. Para que cada neumático llegue a su destino en perfectas condiciones, la marca de Hannover emplea 244000 personas repartidas en 61 países diferentes, de las que exclusivamente 54000 están al corriente de nuevas tendencias y cambios en el mercado. Desde su fundación en el año 1871, destacan varios hitos históricos como la construcción del primer neumático con dibujo en 1904 y la aparición de la gama eContact pensada para vehículos eléctricos. En 1907 fue levantada la primera planta de producción en Korbach, lugar donde actualmente preside la fábrica principal de Continental y en la cual se utilizan máquinas y procesos informatizados a través de sensores y software diverso. Con ello, es posible diseñar específicamente el tipo y modelo de neumático para un fin concreto desarrollando plásticos, cauchos y polímeros de manera altamente tecnológica.

El "viaje" de un neumático consta de cinco fases principales que describiremos ahora.

1ª fase: aprovisionamiento de materiales y fabricación de compuestos

Distintas industrias son requeridas para el abastecimiento de las materias primas que más tarde serán usadas para crear los compuestos. La industria siderúrgica suministra acero de alta resistencia, material de partida para los cinturones de acero (cable de acero) y los aros de talón (alambre de acero). Las sustancias químicas son muy importantes para conseguir esas propiedades que permiten aumentar el agarre, reducir el desgaste y alargar la vida del neumático, por lo que la industria química juega un papel esencial proveyendo materiales como el caucho sintético. Por otra parte, el caucho natural se obtiene del líquido extraído de árboles especiales cultivados en grandes plantaciones. Este líquido lechoso o látex se coagula al añadirle ácido, se lava con agua y es empaquetado para facilitar su transporte y su almacenamiento. Los paquetes de caucho natural y de caucho sintético se dividen, se cortan en partes, se pesan y se mezclan con múltiples compuestos distintos, con el fin de albergar ingredientes precisos según el objetivo deseado. Finalmente, la industria textil proporciona los materiales base como son el rayón, nailon, poliéster y fibras de aramida, que son utilizados posteriormente en la fabricación de cuerdas de refuerzo de los neumáticos.

Vehículos diésel híbrido a gas

 Los combustibles GLP GNC y GNL también se pueden usar en los vehículos con motor diésel pero no se puede utilizar por completo, se usa como un complemento para mejorar la combustión del gasóleo. Este sistema dual se realiza así porque los motores diésel carecen de bujías para inflamar el gas y utilizan la combustión de una pequeña proporción de diésel para inflamar el gas.

Comprobación de rótulas

 Son elementos de unión entre las masas no suspendidas de los vehículos y su masa suspendida o chasis que a diferencia de los ejes, permiten el movimiento en los tres ejes, facilitando la variación de posición de los componentes encargados de realizar las funciones de control de la trayectoria, tracción y suspensión del vehículo.

Existen dos tipos de rótulas, de carga y seguidoras. Las de carga pueden ser de compresión o de tensión dependiendo de cómo reciben la fuerza y son las que reciben la mayor parte del esfuerzo y peso del vehículo. En cambio las seguidoras, como su nombre indica, siguen el movimiento sin participar de forma directa en las fuerzas de carga o sustentación.

Están formadas por un pivote o perno de cuerpo cónico y cabeza esférica recubierta por un casquillo de plástico de bajo coeficiente de fricción que se fija al cuerpo por un anillo. La unión entre ambos elementos se lubrica con grasa y protege de los agentes meteorológicos y la suciedad por un fuelle de goma. En la extremidad del perno se mecaniza una rosca que permite su unión por apriete a otra pieza de sujeción (mangueta, chasis, barra estabilizadora) mediante una tuerca normalmente autoblocante.

En algunos vehículos podemos encontrar rótulas cuyo anclaje se asegura por medio de un taladro por el que se hace pasar un pasador.

Filtro de partículas de polvo de frenos

 Actualmente, la contaminación está en el punto de mira tanto de gobiernos como de ciudadanos alarmados por el cambio climático y enfermedades que de este fenómeno produce. Uno de los sectores que está recibiendo más presión para reducir emisiones contaminantes, es el sector de la automoción. Los fabricantes mediante el uso de sistemas anticontaminantes como pueden ser los filtros de partículas, aditivos para el combustible, motores más pequeños y con menos consumo energético, vehículos eléctricos o híbridos, entre otros intentan adecuar sus vehículos a las normativas medioambientales actuales.

La lista de propuestas mencionada anteriormente va enfocada principalmente a reducir las emisiones de los gases de escape, pero estos no son los únicos que contaminan en un vehículo. Está comprobado que alrededor del 20% de las partículas generadas por el tráfico, provienen directamente del rozamiento al cual se encuentran sometidas de las pastillas de freno en su fase de trabajo, siendo parte fundamental en el ámbito de seguridad para todo vehículo equipado tanto con motor de combustión o eléctrico.

Como se ha comentado anteriormente, el polvo de frenos se genera por la fricción producida por las pastillas y el disco de freno, estas partículas son muy finas y altamente volátiles, por lo tanto pueden llegar muy fácilmente al organismo de un ser humano.

Mann+Hummel está desarrollando un filtro para reducir estas emisiones de partículas, colocándolo en el disco y pinza de freno actuando directamente sobre el foco de la emisión y reduciendo las partículas hasta en un 80%.

Ventajas:
- Reducción de las partículas de polvo
- Reducción de la contaminación
- Ensucia menos las llantas
- Cambio de estética al conjunto de disco y pinza de freno
- Apto para todo tipo de vehículos
- Fácil de adaptar

Desventajas:
- Se añade un filtro más a cambiar en el mantenimiento del vehículo
- En caso de obturación puede provocar un aumento de la temperatura del conjunto

Cabe destacar que este tipo de filtro se puede montar en cualquier tipo de vehículo, utilitario, comercial, pesado o incluso en trenes, lo que reduciría aún más las emisiones de partículas en el entorno.

Funcionamiento GNL inyección indirecta

El gas natural licuado GNL es gas natural que ha sido procesado para ser transportado en forma líquida. Está compuesto principalmente por metano (CH₄), pero a diferencia del GNC, este transportado en estado líquido a presión atmosférica y a -162 °C. Para mantener el gas en estado líquido y a esas temperaturas criogénicas, cada depósito, se compone de dos recipientes concéntricos. El recipiente interior es de acero inoxidable y el exterior de acero al carbono. En la cámara intermedia destinada al aislamiento térmico, se realiza un vacío elevado y está rellena de perlita en polvo.

Este tipo de combustible se utiliza generalmente en motores estacionarios en grandes plantas industriales, ya que contaminan menos que un motor diésel y el precio del gas es relativamente bajo. Hoy en día este tipo de tecnología solo está disponible para vehículos industriales como cabinas tractoras y camiones.

El GNL se puede utilizar tanto para motor otto de explosión como para motor diésel. En el caso de los motores diésel, se realiza una inyección dual teniendo que utilizar ambos combustibles para el funcionamiento. En un motor de explosión por chispa tipo gasolina, el motor puede funcionar únicamente con GNL. En ambos motores la inyección se realiza de forma gaseosa, es decir en GNC.

Motor diésel con inyección indirecta de gas a baja presión

Este sistema inyecta el gas de la misma manera que un vehículo equipado con GNC e inyección indirecta de gas, pero con la diferencia de tener que vaporizar el GNL que se encuentra en estado líquido dentro del depósito.

El GNL en estado líquido y a -162 ºC y a 15 bar aproximadamente en el depósito se dirige hacia un intercambiador de calor mediante el refrigerante del motor que eleva la temperatura y vaporiza el GNL. Al vaporizarse el GNL se convierte en GNC a una presión aproximada de 20 bar. Posteriormente se dirige a un regulador de presión para reducir la presión a unos 10 bar. Por último se filtra el gas para eliminar impurezas y se hace pasar por un segundo regulador para alcanzar una presión final que ronda los 6 - 9 bar.

Posteriormente se inyecta en el colector de admisión y se hace combustionar con la inyección diésel. Esta combustión dual permite reducir la cantidad de diésel a inyectar y tener combustiones que reducen los gases contaminantes.

Funcionamiento GNL inyección directa

 Este sistema de inyección inyecta directamente el gas en el cilindro del motor. Para realizarlo de este modo existen dos maneras de realizarlo:

• A alta presión
• A baja-media presión

Motor diésel con inyección directa de gas a alta presión

Este sistema inyecta el gas directamente y a alta presión. Para ello utiliza un inyector modificado que permite inyectar diésel y gas a la vez pero por conductos separados.

Para ello, el inyección en estado líquido y a -162 ºC y a 15 bar de presión se hace pasar por una bomba de alta presión que dispone de calefacción por el líquido refrigerante. La bomba eleva la presión del GNL hasta los 345 bar y gracias al aumento de presión y la calefacción se transforma a estado gaseoso.

Después el GNC a alta presión se almacena en un acumulador. A continuación se filtra para eliminar posibles impurezas y se dirige hacia un módulo acondicionador donde se rebaja la presión entre 250-300 bar.

Posteriormente se dirige a un módulo de acondicionamiento y después a los inyectores donde se inyecta por el inyector en la cámara de combustión junto con una pequeña cantidad de diésel para realizar la combustión.