Ventajas del uso de gas nitrógeno en los neumóticos de los vehí­culos

Autores/as

  • Félix Olmedo Montalvo Díaz Instituto Superior Tecnológico 17 de julio.
  • Jorge Fraga Portilla Instituto Superior Tecnológico 17 de julio.
  • Santiago Otero Potosi Instituto Superior Tecnológico 17 de julio.

DOI:

https://doi.org/10.23857/dc.v8i3.2992

Palabras clave:

Neumáticos, Gas, Nitrógeno, Vehículos.

Resumen

Uno de los medios mós usados para el transporte es el que se realizada a través de los distintos vehí­culos, particulares, de carga, de transporte de personas entre otros, los cuales estón provistos de un elementos de gran importancia ya que es el que permite que exista contacto entre estos y el suelo, tales elementos son los neumóticos, los cuales tiene como finalidad sostener el peso del vehí­culo, ademós de permitir el desplazamiento de los mismos. El mantenimiento y uso de los mismos debe realizarse cumpliendo las normas de seguridad establecidas por los fabricantes, ya que una falta de revisión y mantenimiento, puede causar accidentes automovilí­sticos, por lo cual es importante mantenerlo en óptimas condiciones. El objetivo de esta investigación es describir las ventajas que tiene el uso de gas nitrógeno para el inflado de los neumóticos, se aplicó una investigación de tipo documental de tipo bibliogrófico, ya que se consultaron tesis, artí­culos cientí­ficos, trabajos de grado, entre otros, para obtener la información, y como resultados se precisó que el uso del nitrógeno es mós beneficioso para la vida íºtil de los neumóticos.

Biografía del autor/a

Félix Olmedo Montalvo Díaz, Instituto Superior Tecnológico 17 de julio.

Instituto Superior Tecnológico 17 de julio, Urcuqui, Ecuador.

Jorge Fraga Portilla, Instituto Superior Tecnológico 17 de julio.

Instituto Superior Tecnológico 17 de julio, Urcuqui, Ecuador.

Santiago Otero Potosi, Instituto Superior Tecnológico 17 de julio.

Instituto Superior Tecnológico 17 de julio, Urcuqui, Ecuador.

Citas

Los vehí­culos representan el medio de transporte más usado a nivel mundial, por lo cual representan un factor muy importante tanto para el uso personal como para el desarrollo económico de un paí­s, por esta razón, es importante conocer sobre los componentes de estos y de esta forma mantenerlos en óptimas condiciones a fin de evitar que se produzcan accidentes por la falta de mantenimientos preventivos y correctivos de los mismos. Uno de los componentes de los vehí­culos, son los neumáticos, los cuales son un elemento de gran importancia, dado a que son estos los que permiten el desplazamiento y el aguante del peso.

Además, segíºn lo señalado por Silva (2020) los neumáticos tambií©n tienen mucho que ver con otras funciones principales del vehí­culo como lo son: tracción, dirección, amortiguación de golpes, estabilidad, y soporte de carga, por lo cual es necesario que su estado sea óptimo, esto debido a las distintas condiciones a los que se exponen los neumáticos al ser usados, por lo que es necesario conocer todo lo que se relacionan con estos, ya que del pleno conocimiento de la información se garantizara su vida íºtil.

Además, es relevante la investigación, puesto que esta permitirá conocer cuáles son las ventajas de inflar los neumáticos usando el gas nitrógeno, en este sentido, segíºn lo expuesto por Dávila (2019) los neumáticos son contenedores de aire, que están hechos de caucho, tejido textil y una malla de acero. Estos son usados para originar el movimiento y producir el desplazamiento, son los que tienen el papel de apoyo entre el vehí­culo y el suelo.

Metodologí­a

El presente artí­culo se basó en la metodologí­a de tipo documental bibliográfica, ya que se recurrió a la consulta de distintos textos, tesis de grado, artí­culos cientí­ficos, entre otros, los cuales permitieron obtener conceptos, teorí­as, criterios y enfoques de varios autores, sobre el tema objeto a investigación: Ventajas del uso de gas nitrógeno en los neumáticos de los vehí­culos.

La investigación permitió conocer los aspectos más generales relacionados con los neumáticos, así­ como lograr identificar las ventajas que representa su inflado usando el gas nitrógeno, información íºtil, para todas aquellas personas que son dueñas de vehí­culos particulares, así­ como a empresas e instituciones que manejan flotas de vehí­culos ya que pueden entender por quí© se deberí­a usar este tipo de gas y no el aire convencional.

Resultados y discusión

Aspectos relevantes de los neumáticos

Sangoquiza et al. (2021) Mencionan que, los neumáticos representan uno de los componentes que inciden en el rendimiento y comportamiento de los vehí­culos, ya que estos están en contacto con el suelo. Además, indican sus propiedades, las cuales son:

• Poseen la capacidad de absorber las vibraciones.

• Tienen bastante capacidad de drenaje.

• Peso mí­nimo.

• Alta resistencia al corte.

• Son resistentes a los agentes climatológicos.

• Son flexible.

• Gran poder calorí­fico.

Además, los neumáticos responden a todas las fuerzas exteriores que afectan a los vehí­culos, menos la aerodinámica, estas fuerzas segíºn lo menciona Vales (2021) son ejercidas a traví©s de los neumáticos:

• Cargas verticales entre terreno y vehí­culo.

• Fuerzas longitudinales de tracción y frenado.

• Fuerzas laterales para la dirección de trayectoria.

• Amortigua las anormalidades del pavimento.

Dentro de las funciones del neumático, Ruiz (2018) menciona:

• Son capaces de soportar y transmitir al terreno el peso del vehí­culo

• Efectíºan esfuerzos prolongados que son necesarios para dar respuesta a la tracción y al frenado

• Se adapta a cualquier irregularidad de la calzada, optimizando la vida de los amortiguadores.

• Efectíºan esfuerzos laterales para mantener la trayectoria.

Los neumáticos están compuestos por tres partes, las cuales segíºn Carrera (2018) son:

• La cubierta, a su vez consta de cuatro partes:

• La banda de rodamiento, la cual permite obtener la adherencia, evacuar el agua y resistente a los choques.

• Los flancos; Son unas correas que se encuentran entre la banda de rodamiento y los talones que trasfieren órdenes a la dirección.

• Los talones; A traví©s de estos se asegura la fijación de la cubierta de la llanta.

• La carcasa; Esta constituida por una o varias lonas que reparte la carga.

• La cámara, la cual puede ir incorporada a la cubierta en su interior.

• El aire que suministra la presión para el inflado a la cubierta en su interior.

Fuente: (Carrera, 2018)

Figura 1: Partes principales del neumático

Otro de los aspectos en tener en cuenta es la nomenclatura de los neumáticos, con respecto a esto Montaño (2020) menciona que en el mercado existen diferentes tipos de neumáticos, para distintos tipos de vehí­culos: automóviles, camionetas, maquinas especiales entre otros. Es importante considerar los parámetros principales a tomar en cuanta en lo que respecta a las dimensiones del neumático, las cuales se muestran en la figura 2.

Fuente: (Montaño, 2020)

Figura 2: Parámetros del neumático y llanta

Cada uno de los parámetros se expresa en determinadas unidades, por ejemplo, el diámetro se expresa en pulgadas, el ancho en milí­metros, la capacidad de carga y la velocidad máxima en níºmeros normales.

Generalmente los neumáticos presentan descritos estos parámetros, tal como se muestra en la figura 3, los cuales son indicativos a nivel mundial, por cuanto The Tire and Rim Association (TRA) y la European Tyre and Rim Technical Organisation (ETRTO) generalizan estos para lograr una designación en comíºn.

Fuente: (Montaño, 2020)

Figura 3: Parámetros del neumático

Por otra parte, es necesario mencionar que los neumáticos presentan una estructura, las cuales pueden ser de diversas formas, las cuales segíºn lo señala (Ordóñez, 2022) están son:

• Neumáticos diagonales: Se caracteriza por estar fabricados de forma diagonal, en la cual se colocan capas en este sentido, quedando las cuerdas de cada capa inclinadas en relación a la lí­nea del centro, colocadas de ceja a ceja. Este tipo de neumático presenta algunas desventajas como: su dureza no permite que se ajuste apropiadamente a la superficie de rodamiento, por lo cual tiene un menor agarre, mí­nima estabilidad en curvas, por lo cual el vehí­culo consume mucha más gasolina. Ver figura 4.

Fuente: (Ordóñez, 2022)

Figura 4: Neumático Diagonal

• Neumáticos Radiales: En este caso, las cuerdas de las capas del cuerpo van de ceja a ceja, constituyendo semiovalos, y estas permiten cumplir con la función de soportar peso. Encima de las capas del cuerpo, en el espacio de la banda de rodamiento, se montan las capas estabilizadoras. Las cuerdas van en sentido diagonal y son estas las que toleran la carga y proporciona la estabilidad del neumático. Además, proporciona mayor confort, manejabilidad, adherencia a la superficie de rodamiento, tracción, agarre y origina menor consumo de gasolina. Sin embargo, produce una alta contaminación y se obtiene el breaker. Ver figura 5.

Fuente: (Ordóñez, 2022)

Figura 5: Neumático Radial

Uno de los aspectos a los que se tiene que prestar gran atención, en relación a los neumáticos, es la presión que debe ser usada en ellos, lo cual dependerá del modelo, tipo, tamaño y ancho del neumático.

La presión de aire, segíºn lo expone Tumbaco (2021), se refiere al peso atmosfí©rico que se ejerce sobre un componente en la superficie terrestre, generalmente hablar de presión atmosfí©rica se refiere a la densidad de aire en base a la altitud o presión que no aplica un cálculo especifico debido a la dificultad. Dado a que la densidad que se provoca ocasiona un espesor sea aíºn mayor donde a mayor altura el nivel de aire es mí­nimo lo cual genera un peso establecido acorde con la capacidad o elemento que lo almacena.

En este sentido, Salazar (2020) señala como debe ser la presión de los neumáticos:

• Presión de neumático correcta: Cuando un neumático es inflado con una presión correcta, rueda con toda su superficie sobre la ví­a, por lo cual el perfil se va desgastando regularmente, además de conseguirse la mayor superficie de adherencia. Por lo cual genera ventajas como: el neumático dura mayor kilometraje, el recorrido de frenado es mí­nimo y hay una mayor estabilidad en curvar además de un excelente confort de conducción. Ver figura 6.

Fuente: (Iza, 2022)

Figura 6: Presión correcta del neumático

• Presión del neumático muy elevada: Es cuando la presión supera el establecido, lo cual produce que exista una transmisión de fuerza óptima en la parte central de la superficie de rodadura. Por lo cual origina las siguientes desventajas: el perfil se desgasta de forma irregular, los neumáticos duran menos y el confort es bajo. Ver figura 7.

Fuente: (Iza, 2022)

Figura 7: Presión alta del neumático

• Presión del neumático insuficiente: En este caso se refiere cuando la presión está muy por debajo de lo establecido, lo cual origina que el neumático se abombe hacia arriba en el centro, y las fuerzas solo se trasfieren de forma eficaz sobre la calzada por medio de las superficies exteriores, lo cual genera las siguientes desventajas: los neumáticos se calientan mucho y se pueden producir daños estructurales, el recorrido de frenado es mucho más largo y la vida íºtil es corta. Ver figura 8.

Fuente: (Iza, 2022)

Figura 8: Presión Baja del neumático

Es muy importante que los neumáticos sean calibrados con la presión adecuada, en cuanto a esto (Lemache & Sangoquiza, 2021) afirma que una buena presión alarga la vida íºtil de estos, y tambií©n incide en el consumo de combustible. La presión dependerá del tamaño o dimensión y del funcionamiento que se les dí©. En la tabla 1, se muestra la calibración sugerida.

Figura 9: Presión sugerida para neumáticos

Dimensiones de la llanta Delantera Trasera

/98 R15 29 33

/50 R16 26 26

/60 R15 28 32

/55 R16 32 38

/45 R17 33 33

/55 R16 30 33

/45 R18 41 41

Fuente: (Lemache y Sangoquiza, 2021)

Por otro lado, Iza (2022), menciona que los neumáticos están para soportar cargas vivas y muertes de un vehí­culo, por lo cual usa gas comprimido para crear rigidez en las capas del casco. Dado a que la banda de rodadura muestra dos caracterí­sticas: alta resistencia a la tensión y baja resistencia a la compresión. La presión de aire es la que crea la tensión el casco, lo cual permite que el neumático pueda soportar distintas cargas.

Asimismo, Soto (2021) afirma que la presión es un factor muy importante en el desgaste de los neumáticos, puesto que es importante saber que quien soporta la carga de un vehí­culo es el aire comprimido y no lo neumáticos, por ello el chequeo de la presión de los neumáticos debe efectuarse cuando estos estí©n frí­os y realizarlo frecuentemente. Por lo que se debe tener en cuenta que la presión de los neumáticos es la correcta y la recomendada por los fabricantes del mismo. A continuación, en la figura 9, se muestra el porcentaje de perdida de vida íºtil por baja o alta presión en los neumáticos.

Fuente: (Soto, 2021)

Figura 10: Porcentaje de pí©rdida de vida íºtil por baja presión y alta presión

En este mismo sentido es importante mencionar los efectos de conducir un automóvil con neumáticos con baja o elevada presión, tal como lo menciona Tutillo (2022) y se muestra en la tabla 2

Figura 11: Efectos de conducir con neumáticos con baja o alta presión

Baja presión Alta presión

Incremento de la temperatura Vulnerable a cortes

Aceleración del desgaste en los extremos de la banda de rodadura El neumático está desgastado hasta el centro

Fatiga de cuerdas Desgaste de componentes

Mayor consumo de combustible Conducción áspera

Cambio en área de contacto Menor absorción de golpes

Menor tracción en virajes Menor tracción en agua

Menos sensibilidad de ruta Cambio en área de contacto

Presenta una baja respuesta en situaciones de frenado Presenta poca capacidad de frenado

Fuente: (Tutillo, 2022)

Luego de haber descrito lo más importante sobre los neumáticos, vale destacar ahora, las ventajas que tienen el inflado de los mismos, usando el nitrógeno.

Segíºn lo mencionan (Lemache & Sangoquiza, 2021) otorga el inflado de los neumáticos una serie de beneficios o ventajas, las cuales se mencionan a continuación:

• Permite la estabilidad cuando se presentan cambios de temperatura, dado a que la presión se mantiene constante.

• El nitrógeno no se escapa a traví©s de las paredes de los neumáticos, por lo cual se mantienen los niveles de presión interna.

• El nitrógeno por ser un gas seco, no origina vapor de agua, por lo tanto no produce la corrosión en algunos elementos metálicos de los neumáticos

• El desgaste de los neumáticos es mucho menor que cuando son inflados con aire

• Por otro lado, (Chininin, 2021) asegura que el uso de nitrógeno evita el estallido de los neumáticos, puesto que elimina la presencia de combustible en su interior, ya que el oxí­geno es causante de la combustión y la detonación.

Conclusión

La investigación permitió determinar las ventajas que tiene el uso de gas nitrógeno para el inflado de los neumáticos, evidenciándose que este gas contribuye en que los neumáticos tengan una mayor vida íºtil y sufran de mayores desgastes.

Además, brindan mayor seguridad, dado a que con el gas nitrógeno no se generan fugas y se mantiene por más tiempo la presión correcta del neumático.

Asimismo, se evita el estallido repentino de los neumáticos, dado a que el gas nitrógeno no produce combustible (oxigeno), el cual es el causante de que esto ocurra.

Por consiguiente, mantener un neumático con una adecuada presión con gas nitrógeno aumentara su efectividad en el transitar, permitiendo además un ahorro de combustible, un frenado optimo, mejor estabilidad y alargar la vida de los neumáticos.

Referencias

Carrera, M. M. (2018). Metodologí­a en la enseñanza y aprendizaje de los sistemas automotrices de vehí­culos a gasolina en los estudiantes del tercer año de bachillerato del Colegio San Jerónimo de Pintag, ubicado al noroccidente de la ciudad de Quito. Proyecto de Grado, Universidad Central del Ecuador, Quito. Obtenido de http://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/16216/1/T-UCE-0010-FIL-093.pdf

Chininin, J. A. (2021). Incremento de la vida íºtil de los neumáticos 11R22.5 para reducir los costos de operacion en la Empresa Transporte Vallor Norte SAC. Tesis, Universidad Cí©sar Vallejo, Chiclayo. Obtenido de https://repositorio.ucv.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12692/63653/Chininin_RJA-SD.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Dávila, R. J. (2019). Planificación del mantenimiento preventivo para los neumáticos de la flota de camiones de la empresa de transportes Rodrigo Carranza. Tesis, Universidad Nacional de Trujillo, Trujillo. Obtenido de https://dspace.unitru.edu.pe/bitstream/handle/UNITRU/13309/D%c3%a1vila%20Cipriano%2c%20Ronald%20Jes%c3%bas.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Iza, H. H. (2022). Estudio de los efectos del patrón de la banda de rodadura en la generación del ruido y vibración del neumático de un vehí­culo de turismo segmento C. Trabajo de Unidd de Integración Curricular, Universidad de las Fuerzas Armadas, Latacunga. Obtenido de https://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/29253/6/T-ESPEL-MAI-0755.pdf

Lemache, W. A., & Sangoquiza, E. B. (2021). Análisis del comportamiento del aire y del nitrógeno en neumáticos y su incidencia en el desgaste por el cambio tí©rmico al que están expuestos. Trabajo de titulación, Escuela Superior Polití©cnica de Chimborazo, Riobamba. Obtenido de http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/15389/1/65T00370.pdf

Montaño, S. I. (2020). Cálculo de la resistencia a la rodadura de neumáticos mediante el mí©todo de elementos finitos y verificación experimental. Trabajo final, Universidad Tecnológica Nacional, Santa Fe. Obtenido de http://hdl.handle.net/20.500.12272/5497

Ordóñez, R. S. (2022). Diseño de una máquina trituradora de elementos no vulcanizados de un neumático para la fábrica QQCauchos Reciclaje Industrial. Trabajo de titulación, Universidd Polití©cnica Salesiana, Cuenca. Obtenido de https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/23189/1/UPS-CT010046.pdf

Ruiz, P. I. (2018). Planificación del mantenimiento preventivo para los neumáticos de la flota de tractocamiones para optimizar su disponibilidad de la empresa Grupo Transpesa SAC. Tesis, Universidad Nacional de Trujillo , Trujillo. Obtenido de https://dspace.unitru.edu.pe/bitstream/handle/UNITRU/11095/Percy%20Ivan%20Ruiz%20Rodr%c3%adguez.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Salazar, L. G. (2020). Desarrollo de un banco de pruebas para caracterizar neumáticos de un vehí­culo modelo Spark. Tesis, Universidad Autónoma de Bucaramanga, Bucaramanga. Obtenido de https://repository.unab.edu.co/bitstream/handle/20.500.12749/14334/2021_Tesis_Luis_Guillermo_Salazar_Gelvez.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Sangoquiza, E. B., Cruz, E. L., Vásconez, D. C., Tello, F. M., & Lemache, W. A. (Julio-Septiembre de 2021). Incidencia del aire y del nitrógeno en el desgaste de neumáticos en vehí­culos sedan. Revista Cientí­fica Dominio de las Ciencias, 7(3), 1251-1267. Obtenido de https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=8229725

Silva, N. O. (2020). Condiciones de operación del camión Caterpillas 793D, para determinar el desgaste de neumáticos - Empresa Ruiz Maquinarias E.I.R.L. - Cajamarca . Tesis, Universidad Cí©sar Vallejo, Chiclayo. Obtenido de https://repositorio.ucv.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12692/60248/Silva_VNO-SD.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Soto, A. R. (2021). Implementación de la reducción de costos de neumáticos en vehí­culos Putzmeister modelo Mixkret de la empresa Unión de Concreteras S.A. para operar en la minera Cerro Lindo. Programa especial de Titulación, Universidad Tecnológica del Períº, Lima. Obtenido de https://repositorio.utp.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12867/5271/A.Soto_Trabajo_de_Suficiencia_Profesional_Titulo_Profesional_2016.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Tumbaco , V. J. (2021). Implementación de un prototipo para medir la presion de aire y el desgaste de los neumaticos de vehí­culos pesados. Trabajo de titulación, Universidad de Guayaquil, Guayaquil. Obtenido de http://repositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/56236/1/Tumbaco%20Mu%c3%b1oz%20Victor.pdf

Tutillo, C. A. (2022). Estudio de los efectos de la pisada del neumático en la generación del ruido y vibración del neumático de un vehí­culo de turismo segmento C. Trabajo de Unidad de Integración Curricular, Universidad de las Fuerzas Armadas, Latacunga. Obtenido de http://repositorio.espe.edu.ec/jspui/bitstream/21000/29255/6/T-ESPEL-MAI-0753.pdf

Vales, A. Z. (2021). Anáalisis mediante simulación en virtual Crash 3.0 de la interacción neumático-asfalto y evaluación del impacto sobre accidentes de tráfico. Trabajo final de grado, Universitat Polití©cnica de Catalunya. Obtenido de https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/357302/AN%c3%81LISIS%20MEDIANTE%20SIMULACI%c3%93N%20DE%20LA%20INTERACCI%c3%93N%20NEUM%c3%81TICO-ASFALTO%20Y%20EVALUACI%c3%93N%20DEL%20IMPACTO%20SOBRE%20ACCIDENTES%20DE%20TR%c3%81FICO.pdf?sequence=1&isAllowed

Publicado

2022-09-15

Cómo citar

Montalvo Díaz, F. O., Fraga Portilla, J., & Otero Potosi, S. (2022). Ventajas del uso de gas nitrógeno en los neumóticos de los vehí­culos. Dominio De Las Ciencias, 8(3), 2114–2129. https://doi.org/10.23857/dc.v8i3.2992

Número

Sección

Artí­culos Cientí­ficos

Artículos similares

También puede {advancedSearchLink} para este artículo.