La estructura de un neumático

La estructura rígida de una rueda está rodeada por un elemento flexible con forma de toroide con aire comprimido en su interior. La parte más importante de un neumático es la carcasa que está compuesta por hilos entrelazados con módulo de elasticidad elevado, insertas en un compuesto de caucho con un módulo de elasticidad bajo.

Los hilos son fabricados de material sintético o compuestos metálicos y están anclados en el talón, que es fabricado de un cable de acero de alta resistencia revestido con caucho, que se asienta sobre la llanta y transfiere las fuerzas que genera el vehículo.

La resistencia del neumático es frecuentemente descrita por el número de carcasas que posee. Algunos automóviles tienen dos carcasas, mientras los aviones comerciales llegan a tener 30 o más. Las capas internas están fabricadas de diferentes tejidos de poliéster. La capa superior ayuda a sostener la estructura en neumáticos aptos para circular a altas velocidades. La parte interna de la carcasa está compuesta por una fina capa de caucho butilo con alta impermeabilidad al aire para evitar perdida de presión en neumáticos sin cámara. Los cinturones son capas de acero, nylon, poliéster, kevlar, etc. revestidas de caucho extendidas alrededor del neumático por debajo de la banda de rodamiento. Están diseñados para reforzar la carcasa y mantener la banda de rodamiento contra el camino para que haga el mejor contacto posible. Los cinturones evitan la torsión y resisten el daño por impactos y penetraciones. El flanco provee estabilidad lateral y protege la carcasa ayudando a prevenir el escape de aire.

La banda de rodamiento es la porción del neumático que toma contacto con el camino, está confeccionada de una mezcla de caucho sintético y natural y posee un patrón o dibujo acorde al propósito con que es fabricada la cubierta. Es de mayor importancia en la estructura general del neumático, porque de su compuesto depende la adherencia, gran parte del control y estabilidad en las curvas, la tracción y la posibilidad de que el vehículo sea incidido por el fenómeno de "aquaplaning" en carreteras afectadas por lluvias intensas.

Estructuralmente, existen dos tipos de neumáticos: diagonales y radiales. En las cubiertas radiales los hilos de la carcasa son colocados perpendiculares a la banda de rodamiento. Con esto se obtiene mayor flexibilidad radial, reducción de la resistencia a la rodadura, y mejora las capacidades en curvas. En las cubiertas diagonales, los hilos se colocan en capas sucesivas a 30º o 40º unos de otros. La diferencia más importante en la dinámica de las cubiertas diagonales y radiales, es su diferente grado de adherencia al camino cuando son afectadas de fuerzas laterales.

En las primeras, la disposición de los hilos de la carcasa hace que el neumático trabaje como un todo sin independencia entre la deformación del flanco y de la banda de rodamiento, esto provoca que la huella de contacto disminuya y que la tracción decrezca. En las cubiertas radiales, la disposición de los hilos, da independencia de acción a la deformación del flanco y la banda de rodamiento, logrando mantener la huella de contacto y la adherencia.