En esta entrada voy a explicar con bastante detalle porqué me parece una estupidez la moda que existe dentro del automovilismo en general, y del
"tuning" en particular, de equipar al coche de
llantas muy grandes (
llantorras, como se las conoce coloquialmente).
Ponerle llantas de 18" cromadas al coche es algo que le da estilo y supuestamente mejora la estética del vehículo. Digo supuestamente porque, al igual que el 99% de las modas humanas, no se basan en fundamentos científicos y razonamientos lógicos, sino en el lavado de cerebro de las sociedades consumistas. Si le presentas un coche con enormes llantas cromadas a un aborigen australiano salvaje que nunca haya visto un coche, le dará igual que ruedas lleve. Lo que es más, un día lo que está de moda lo compra todo el mundo, y al cabo de pocos años ya no lo compra nadie... aunque siga siendo útil. Particularmente me acuerdo de la moda de los yoyos cuando era pequeño. El que no tenía yoyo en el colegio era considerado "un pringao"; y los que poseían el mejor yoyo y hacían las mejores acrobacias recibían toda la atención.
Bueno, tal vez pienses que no sea más que una curiosidad lo que he contado, que no tiene tanta importancia, pero ahora pensad lo siguiente: imaginad que en el 2014 se ponga de moda llevar botas llenas de barro a todos lados, incluso para correr o ir a la panadería. Cualquier persona que tenga dos dedos de frente se da cuenta que una persona que haga eso no está muy bien que digamos del coco. Ahora me acuerdo de una frase de Marty McFly (Michael J. Fox) en la película "Regreso al Futuro" (por cierto, una de mis películas favoritas), cuando le preguntaba a Doc (Christopher Lloyd) sobre su futuro:
¿Qué nos pasa en el futuro?, ¿nos volvemos gilipollas?.
Pues parece que en cierto sentido, ya está sucediendo algo así: el ponerle llantas enormes y pesadas al coche es como ponerse botas pesadas y llenas de mucho barro: cuesta mucho más moverse y correr, y te cansas antes.
El poner llantas enormes suele aumentar mucho el consumo del vehículo, y además hace que vaya más lento tanto al acelerar como al frenar (algo que es incluso peligroso), empeora el funcionamiento de las suspensiones y hace que sea más difícil girar a altas velocidades. ¿Porqué? pues por varios motivos:
1º Aumento de la masa total del coche:
Hay una fórmula física que dice que la aceleración es la fuerza partido por la masa a = F/m también conocida como
F = m*a. Esto implica que cuanto mayor sea la masa del vehículo, menor será la aceleración del mismo pero también será peor la frenada. Más peso = menos aceleración y frenada, más consumo.
2º Aumento del momento de inercia de las ruedas:
Aumentar en 1Kg el peso de cada rueda significa que el coche pesa 4Kg más, pero hay que tener en cuenta un factor: las masas que se encuentran en rotación como las ruedas, el volante de inercia etc. son mucho más sensibles a los aumentos de masa. De hecho, hay una regla que dice que sumarle a las ruedas 4kg de peso es como sumarle 16kg al coche,
4 veces más. Además de la inercia lineal hay que sumarle otra inercia más: el momento de inercia. El momento de inercia o inercia rotacional es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Más concretamente el momento de inercia es una magnitud escalar que refleja la distribución de masas de un cuerpo o un sistema de partículas en rotación, respecto al eje de giro. El momento de inercia sólo depende de la geometría del cuerpo y de la posición del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienen en el movimiento.
El momento de inercia desempeña un papel análogo al de la masa inercial en el caso del movimiento rectilíneo y uniforme: la masa es la resistencia que presenta un cuerpo a ser acelerado en traslación y el Momento de Inercia es la resistencia que presenta un cuerpo a ser acelerado en rotación. Esto quiere decir que para hacer girar una rueda hay que aplicarle un par de fuerzas, y cuanto mayor sea la inercia rotacional o momento de inercia, más costará acelerarla.
Lo curioso del momento de inercia es que depende no sólo de la masa de la rueda, sino también de su tamaño. Se calcula de la siguiente manera:
I = m*r*r donde r es el radio
Pongamos un ejemplo:
Vemos 4 bolas que giran alrededor de un eje. Las verdes pesan solo 5Kg y están cerca del centro de giro, y las rojas pesan más y están más lejos.
El momento de inercia de las dos bolas verdes sería: (5kg*2)*0,5m*0,5m = 10kg*0,25m^2 = 2,5kgm^2
El momento de inercia de las dos bolas rojas sería: (10kg*2)*1m*1m = 20kg*1m^2 = 20kgm^2 ¡8 veces mayor que las bolas verdes!!!
La suma total de los momentos de inercia sería: 2,5kgm^2 + 20kgm^2 =
22,5kgm^2Veamos otro caso:
Aunque la masa total del sistema es exactamente la misma que en el caso anterior, el momento de inercia ahora es de
15kgm^2Lo que se aprende de estos ejemplitos es que cuanto más alejada del centro esté la masa, mayor será el momento de inercia. Las ruedas de perfil bajo tienen las llantas tan grandes que la garganta de la misma está muy cerca del borde, por no mencionar que suelen pesar una barbaridad, algunas pesan más de 25-30kg. El resultado es que al motor le cuesta una barbaridad hacerlas girar, y para frenar los frenos tienen que trabajar mucho más de lo normal, aumentando la distancia de frenado. Para los automóviles, hay que tener en cuenta también el diámetro total de la rueda, pues cuanto más distancia pueda recorrer la misma en un solo giro, menor serán las revoluciones por minuto que desarrollará a determinada velocidad. Por ejemplo, las ruedas de camión pesan mucho, pero la llanta suele ser pequeña y estar cerca del buje, y a determinada velocidad las ruedas giran más lento que las de un coche. La fórmula que debemos usar es: (m*r*r)/R siendo R el radio total de la rueda, y r el radio en el que se encuentra el centro de masas circular.
Imaginemos que las dos ilustraciones de antes son ruedas, las bolas de afuera son los neumáticos, y las de dentro la llanta. Las dos ruedas pesan 30kg y miden 2m de diámetro (de tractor), pero el momento de inercias es distinto en cada una. La primera rueda tiene exactamente la misma inercia rotacional que otra que concentre toda su masa en un radio r de 0,87m, mientras que la segunda equivale a una rueda de 30kg que concentre toda su masa en un radio de 0,71m.
Pongamos ahora una comparación entre dos ruedas (el dato r es una suposición, no poseo datos reales, por lo que utilizo una aproximación razonable):
Rueda normal 165/70 R14 8kg r=0,19m R=0,29m --> (8kg*0,19m*0,19m)/0,29m =
0,996kgmRueda tuning 255/25 R20 30kg r=0,25m R=0,30m --> (30kg*0,25m*0,25m)/0,30m =
6,25kgm ¡¡¡6,28 veces más inercia rotacional!!! y sin embargo el peso es 3,75 veces mayor.
Por lo tanto, la conclusión es que es preferible usar ruedas que pesen poco y sean de perfil alto. Algo así como una rueda de F1:
3º Aumento de las masas no suspendidas:
En un vehículo terrestre con suspensión, la masa no suspendida es la masa de la amortiguación, ruedas u orugas y otros componentes directamente conectados a ellos, en vez de la masa soportada por la suspensión. La masa del cuerpo y otros componentes soportados por la suspensión es masa suspendida. La masa no suspendida incluye la masa de componentes, como rodamientos, neumáticos, amortiguadores. Si los frenos del vehículo también están incluidos fuera del chasis, como dentro de la llanta, también se considera masa no suspendida.
La masa no suspendida de una rueda hace de nexo entre la habilidad de una rueda de seguir irregularidades y su capacidad de aislamiento de vibración. Los baches y las imperfecciones de la superficie de la carretera causan una compresión del neumático, que induce en una fuerza sobre la masa no suspendida. Después, responde a dicha fuerza con un movimiento propio, inversamente proporcional a su peso. Así, una rueda ligera actúa más rápido que una pesada frente a un bache, y tendrá más agarre al circular sobre esa superficie. Por esa razón, las ruedas ligeras se suelen utilizar en aplicaciones de alto rendimiento. En contraste, una rueda pesada que se mueva menos y más lentamente no absorberá tantas vibraciones, las irregularidades del asfalto se transfieren a la cabina, deteriorando así la comodidad.
El efecto de dicha masa se puede paliar solo reduciéndola. En los automóviles, se hace sustituyendo las llantas comunes de acero por otras, más ligeras, de aleación de aluminio o de magnesio. La tornillería que la sujeta puede ser de aluminio. Los frenos se pueden sustituir por unos cerámicos, que además tienen mejor rendimiento.
4º Aumento del efecto giroscópico de las ruedas a altas velocidades:
La rueda a altas velocidades se comporta como un giróscopo, por lo que cuanto más pese y mayor sea el momento de inercia de la rueda, más difícil será girar, lo que puede ser peligroso en curvas.
5º Aumento de la resistencia aerodinámica:
Ruedas más anchas crean mayor resistencia aerodinámica, pues las ruedas se comportan como paracaídas. Cuando giran provocan muchas turbulencias y estropean los flujos de aire que atraviesan el coche. Cuanto más estrecha sea la rueda, mejor atraviesan el aire. Pero se debe usar siempre una rueda que sea capaz de soportar un peso equivalente al original.
6º Disminución de la comodidad de marcha:
Unas ruedas más pesadas no sólo empeoran el comportamiento dinámico del coche al no absorver correctamente las irregularidades del terreno, sino que además estas irregularidades se transmitirán con más fuerza a los ocupantes, empeorando considerablemente el confort de marcha. Los usuarios de ruedas muy anchas se quejan muchas veces de sentir que cojen todos los baches de la calle, y aumentan las vibraciones dentro del habitáculo (ya no digamos en las suspensiones, mayor desgaste de las mismas)
7º Aumento del aquaplaning:
El aquaplaning (o más raramente acuaplaneo) es la situación en la que un vehículo atraviesa en la carretera a cierta velocidad una superficie cubierta de agua en unas circunstancias que provocan la pérdida de control del vehículo por el conductor.
Cuando existe una capa fina de agua en la carretera, el vehículo no ve alterada su marcha gracias al perfil de los neumáticos, que van expulsando el agua hacia los lados de forma que las ruedas no pierden el contacto con la calzada.
Si la capa de agua es relativamente gruesa, de forma que la superficie cubierta de agua tiene las características de un charco, las ruedas del vehículo que pasa a cierta velocidad por ese lugar se hundirán en el agua y seguirán en contacto con la calzada, aunque el agua actuará como elemento de frenado sobre las ruedas. El vehículo perderá algo de estabilidad, pero seguirá siendo controlable por el conductor.
El peligro surge cuando el vehículo atraviesa una superficie de agua delgada, pero no tanto como la descrita en el primer caso, en el que los neumáticos expulsan el agua. En esta situación la capa de agua supera el grosor en que los neumáticos aseguran la adherencia, de forma que el vehículo, si pasa por ese lugar a una cierta velocidad, pierde el contacto con el suelo y patina. El conductor no es capaz de controlar la dirección del vehículo, de forma que se produce normalmente un accidente, que en muchas ocasiones es grave.
Los neumáticos anchos son más propensos a sufrir aquaplaning debido a que es más difícil expulsar el agua por los laterales, por lo tanto unos neumáticos estrechos es lo ideal para aumentar el agarre en mojado (y en nieve). En la siguiente foto se ve un carísimo Veyron que tuvo un accidente debido al aquaplaning, ya que usa unas ruedas extremadamente anchas.
En definitiva: 1 gramo en una rueda equivale aproximadamente a 4 gramos en el coche.EDITO:Para hacer justicia voy a comentar las posibles ventajas de usar un sistema de ruedas típicos en el tuning, voy a enumerar en principio lo que se me viene a la cabeza, si alguien sabe de alguna otra ventaja, que lo diga.
1º Aumento del agarre
en seco:
Un neumático ancho permite transmitir más potencia al suelo, y tener más agarre en curvas debido a tres motivos: utilización de compuestos más blandos, y aumento de la superficie disipativa, lo que permite al neumatico trabajar en condiciones de menos presión por centímetro cuadrado, con lo que se tarda más en llegar a una situación de deslizamiento por superar la fuerza máxima de rozamiento del neumatico con el suelo. Una rueda muy estrecha no podría soportar las mismas fuerzas que una ancha, cedería más facilmente ante las fuerzas ejercidas sobre ella. El tercer motivo es que un perfil menor suele tener menos ángulo de deriva para la misma fuerza de deriva, sin embargo en los F1 han solucionado de alguna forma este problema, pues usan perfiles enormes. Hay que tener presente que para un usuario medio, es más importante el agarre en mojado, que es donde más posibilidades de accidente existen, por lo tanto unos neumaticos muy anchos (propensos al aquaplaning) solo estan recomendados para circuitos y competiciones en dias soleados, y ya no digamos neumaticos slick (sin dibujo)
2º Disminución del efecto muelle del neumatico:
Un neumatico es como un muelle, es difícil de controlar y amortiguar su movimiento. En las suspensiones normales hay tanto un muelle como un amortiguador que reduce las oscilaciones del muelle, de esa forma se mantiene la rueda más tiempo pegada al asfalto. Sin embargo si se utilizan suspensiones extremadamente duras o neumaticos de perfil demasiado alto, los propios neumaticos se comportan como muelles, haciendo que el coche de saltitos sin apenas control. Un neumatico de perfil bajo desplaza mayor cantidad de trabajo amortiguador a las suspensiones.
