La scienza dell'invecchiamento dei pneumatici

“L'auto-ossidazione della gomma è noto da molto tempo, e anche da molto tempo è noto che gioca un ruolo importante nel deterioramento spontaneo o all'invecchiamento, ed è stato oggetto di numerosi studi di molto interesse." - Articolo di rivista del 1931

Ci sono state parecchi controversie sulla questione dell'invecchiamento delle gomme di recente. Molte persone vorrebbero vedere produttori e rivenditori che mettono le date di scadenza sui loro pneumatici o segnano chiaramente l'età di ogni pneumatico per i consumatori al momento dell'acquisto.

La questione è arrivata all'inizio di quest'anno quando il Maryland ha discusso di un disegno di legge per richiedere ai commercianti di pneumatici del Maryland di dare ai consumatori una dichiarazione stampata sui pericoli dell'invecchiamento delle gomme ogni volta che vendono uno pneumatico che è più di tre anni dopo la data di produzione.

Ci sono questioni multiple e complesse in gioco qui:

• I pneumatici dovrebbero avere una datazione più evidente?
• Quando è un pneumatico troppo vecchio per essere sicuro?
• Se uno pneumatico dovrebbe essere messo fuori servizio a causa dell'età anche se ha la vita del battistrada rimanente?
• Se un nuovo pneumatico viene immagazzinato a lungo dovrebbe essere venduto con un'etichetta di avvertimento o non venduta affatto?

La scienza dell'invecchiamento

“I pneumatici si degradano principalmente dall'interno, a causa della permeazione e della reazione dell'ossigeno pressurizzato all'interno della struttura dei pneumatici, con velocità proporzionali alla temperatura." - Riepilogo della ricerca sullo sviluppo del test di pneumatico NHTSA

L'invecchiamento dei pneumatici è un problema di ossidazione. Poiché la gomma è esposta all'ossigeno, si asciuga e diventa più rigida, portando a cracking. Il problema riguarda principalmente il modo in cui gli strati interni, "cuneo" di gomma si ossidano.

L'irrigidimento e il cracking della gomma anziana possono portare agli strati interni del pneumatico che si delaminano dalle cinture d'acciaio piuttosto che flettersi con l'acciaio mentre i pneumatici rotolano sottopeso.

Esistono essenzialmente quattro fattori principali che determinano la velocità con cui una gomma invecchia:

• La fodera interna: La fodera interna di qualsiasi pneumatico è un composto di gomma butilico specializzato progettato per essere impermeabile all'aria per mantenere l'aria all'interno del pneumatico dove appartiene. Nessun rivestimento interno è completamente impermeabile, quindi un po 'di aria perde sempre lentamente attraverso il rivestimento a causa dell'osmosi. La qualità del rivestimento interno determina la quantità di aria che perde e quindi quanto velocemente la struttura interna del pneumatico è esposta all'ossigeno.
• Concentrazione di ossigeno: È abbastanza facile vedere che i tassi di ossidazione aumenteranno quando la concentrazione di ossigeno è più alta. Ciò significa che uno pneumatico che è montato e pieno di aria compressa invecchia molto più veloce.
• Calore: L'ossidazione della gomma si verifica molto più velocemente a fuoco alto rispetto al basso calore. In sostanza, il calore aumenta sia la permeabilità che la reattività dell'ossigeno, rendendo entrambi più facile per l'ossigeno passare attraverso il rivestimento interno e più facile reagire con la gomma all'interno del pneumatico.
• Uso: Quando un pneumatico è guidato, la pressione e il movimento flessibile circolano gli oli interni attraverso la gomma. Questi oli lubrificano la gomma interna e impediscono di asciugare e irrigidirsi. Quindi i pneumatici usati meno sono spesso più vulnerabili agli effetti dell'invecchiamento.

La storia della scienza

• Nel 1989, ADAC, il gruppo di difesa dei consumatori tedeschi ha concluso: “Anche i pneumatici che hanno solo sei anni - sebbene sembrano essere nuovi di zecca - possono presentare un rischio per la sicurezza. Gli esperti di pneumatici affermano persino che se non vengono utilizzati, in effetti, i pneumatici invecchiano più rapidamente."
• Nel 1990, i produttori di veicoli tra cui BMW, Audi, Volkswagen, Toyota, Mercedes-Benz, Nissan e GM Europe, tra gli altri, inclusi negli avvertimenti manuali del proprietario che le gomme di età superiore ai sei anni dovrebbero essere usate solo in emergenza e sostituite non appena appena sostituite non appena la sostituzione del possibile.
• L'associazione del produttore di gomma britannico ha osservato: “I membri della BRMA raccomandano vivamente di non essere messe in servizio le gomme inutilizzate se hanno più di 6 anni e che tutte le gomme debbano essere sostituite 10 anni dalla data della loro produzione."
• Nel 2005, Ford, DaimlerChrysler e Bridgestone/Firestone hanno aggiunto avvertimenti che le gomme dovrebbero essere ispezionate a 5 anni e sostituite dopo 10. Michelin e Continental hanno emesso bollettini simili nel 2006. Hankook lo ha fatto nel 2009.

La ricerca NHTSA fornisce prove

Nel 2007, il rapporto di ricerca di NHTSA al Congresso sull'invecchiamento dei pneumatici ha presentato chiare prove sia dei fallimenti dell'invecchiamento dei pneumatici che dell'effetto fuori misura del calore sostenuto sul meccanismo di invecchiamento.

• "Questa tendenza è stata osservata nell'analisi dei dati di NHTSA forniti da una grande compagnia assicurativa ... ha riferito che il 27 percento dei suoi assicurati provengono da texas, California, Louisiana, Florida e Arizona, ma il 77 % delle affermazioni dei pneumatici proveniva da questi stati e L'84 percento di questi era per pneumatici di età superiore ai 6 anni. Mentre i reclami di assicurazione per pneumatici non sono necessariamente una misura assoluta dei guasti dovuti all'invecchiamento, [sono] un'indicazione che si verificano un gran numero di guasti dei pneumatici a causa dell'effetto di alta temperatura sostenuta sui pneumatici." - Rapporto di ricerca NHTSA al Congresso sull'invecchiamento dei pneumatici

Quando NHTSA ha condotto ulteriori test in Arizona, hanno scoperto che i pneumatici hanno mostrato un tasso di fallimento crescente con l'età, specialmente a circa 6 anni, hanno anche scoperto che il tasso di invecchiamento era solo leggermente meno per le gomme di riserva.

• “L'analisi DOE conferma che il chilometraggio era un fattore relativamente poco importante nell'invecchiamento a causa del] tempo. Pertanto il tempo, non il chilometraggio, è la metrica corretta per l'invecchiamento dei pneumatici ... oltre alle variazioni da produttore a produttore, dimensioni dei pneumatici o, più specificamente, le proporzioni per i pneumatici sembra effettuare il tasso di invecchiamento dei pneumatici. I pneumatici con rapporti di aspetto più elevati invecchiano più velocemente rispetto ai pneumatici con rapporti di aspetto più bassi." - Ossidazione in gomma e invecchiamento dei pneumatici - Una revisione.
• “… I risultati supportano l'ipotesi che le gomme di riserva potrebbero degradarsi mentre sono conservate sul veicolo. Questa è una preoccupazione particolare se abbinata alle pressioni di inflazione delle gomme di ricambio a grandezza naturale al recupero. Oltre il 30% dei pneumatici per passeggeri e camion leggeri nella posizione della ruota di scorta presentavano pressioni di inflazione al di sotto del tavolo di carico T & RA Minimums. Un recente studio dell'agenzia ha previsto che oltre il 50% dei veicoli passeggeri sarà ancora sulla strada nella U.S. Dopo 13 anni di servizio e oltre il 10% sarà ancora in viaggio dopo 19 anni. Per le pieghe di luce, quelle cifre vanno rispettivamente a 14 e 27 anni. Poiché pochi consumatori sostituiscono i loro pneumatici di ricambio a grandezza naturale quando si sostituiscono i set di pneumatici su strada, le gomme di ricambio a grandezza naturale hanno il potenziale per una vita di servizio molto lunga. Ciò suscita la preoccupazione logica che i vecchi pneumatici di ricambio a grandezza naturale con possibili degradi nella capacità possono vedere l'uso di emergenza mentre è significativamente sottoinflato." - Progetto di sviluppo dell'invecchiamento dei pneumatici NHTSA: fase 1

Pneumatici a velocità più elevata degradate meno - anche su pneumatici di riserva.

• “I risultati hanno indicato una forte correlazione con la velocità di velocità del pneumatico, con i pneumatici a velocità più elevata che perdono la minima capacità con l'aumentare dell'età e del chilometraggio." - Progetto di sviluppo dell'invecchiamento dei pneumatici NHTSA: fase 1

Conclusioni

Se hai pneumatici sull'auto per cinque anni, dovresti controllarli per rompere lungo la parete laterale o all'interno delle scanalature del battistrada, il che indicherebbe problemi di invecchiamento. Se hai pneumatici in macchina per sei anni, dovrebbero essere sostituiti.

Se vivi a Phoenix, dovresti controllare sia le gomme che la tua sanità mentale a quattro anni Max. Le gomme di riserva devono essere controllate e sostituite nello stesso programma. Dovresti anche controllare prima di usarne uno. Poiché i ricambi non vengono utilizzati spesso, se non affatto, gli oli nel pneumatico non circolano sotto pressione e perché i tronchi possono diventare molto caldi, le gomme di riserva possono essere particolarmente vulnerabili agli effetti dell'invecchiamento.

I pneumatici possono invecchiare un po 'in deposito, ma non iniziano a invecchiare fino a quando non sono montati e riempiti di aria. Anche se dovessi acquistare una nuova gomma che ha già tre anni, contavo in modo conservativo quegli anni come mezzo anni e direi che la gomma ne ha 4.5 anni rimasti. Dovrebbe dipendere da te se pensi che otterrai così tanti anni dal battistrada. Tuttavia, l'archiviazione in condizioni di soffitta può in qualche modo negare questo effetto.

In questo momento, per scoprire quando è stato realizzato il pneumatico, dovrai decodificare il numero di identificazione del pneumatico o la stagno. Molti sono a favore di una data di produzione leggibile che viene messa su entrambi i fianchi.

Rapporti di aspetto più bassi e valutazioni di velocità più elevate tendono a correlare con una vita più lunga. Ciò è probabilmente dovuto a meno superficie nella camera d'aria e costruzioni migliori, in particolare migliori rivestimenti interni.