Grip – Etichetta europea pneumatici

aquaplaning

Nel post precedente abbiamo approfondito alcuni aspetti che influenzano la resistenza al rotolamento dello pneumatico, che si riflette direttamente sui consumi della nostra auto.

Gli stessi meccanismi alla base di questo fenomeno sono strettamente legati anche alla capacità dello pneumatico di generare grip, sebbene la loro influenza vada in direzioni opposte nei due casi; quindi uno pneumatico con più isteresi avrà una maggiore resistenza al rotolamento ma un grip più elevato, come vedremo in questo post. Una precisazione: sull’etichetta europea degli pneumatici si fa riferimento al grip su asfalto bagnato.

Come nasce il grip?

Come già detto, nel post precedente sui consumi abbiamo descritto il fenomeno dell’isteresi. Essendo una delle principali cause del grip potrebbe essere utile ripassarlo prima di procedere, evitando di descriverlo nuovamente qui.

Il grip è generato da tre contributi:

  • Deformazione locale;
  • Adesione;
  • Lacerazione.
grip tire

I contributi

Isoliamo il primo contributo: immaginiamo di fare scorrere un blocchetto di gomma su una superficie perfettamente lubrificata con un certo grado di rugosità. Se potessimo vedere con una lente d’ingrandimento l’interazione tra gomma e superficie vedremmo l’immagine nel riquadro “deformation“, noto anche come “indentation”. Notiamo che a causa dell’isteresi della gomma la distribuzione di pressione attorno all’ostacolo non è simmetrica, per cui nasce una forza netta che si oppone all’avanzamento del blocchetto. É immediato il legame con la resistenza al rotolamento: se aumenta l’isteresi aumentano entrambi i contributi.

Isoliamo adesso il secondo contributo: immaginiamo di fare scorrere lo stesso blocchetto su una superficie perfettamente asciutta e liscia. Questa volta non basterebbe la lente d’ingrandimento per vedere cosa succede, perché il contributo al grip dato dall’adesione nasce dalle forze d’interazione tra le molecole della gomma e quelle della superficie di scorrimento, note come forze di Van der Waals. Queste forze hanno la stessa natura di quelle che tengono legate le molecole di un corpo solido ma hanno una intensità molto minore, contribuendo però in modo significativo alla generazione del grip.

L’ultimo contributo non sempre viene evidenziato. Probabilmente ha un peso non trascurabile negli pneumatici da competizione, nei quali la deformazione eccessiva di piccole porzioni di mescola battistrada e la loro lacerazione genera una dissipazione di energia aggiuntiva che contribuisce ad aumentare il grip.

Cosa influenza il grip?

Sono diversi i fattori che influenzano il grip degli pneumatici della nostra auto, quindi non esiste un unico valore di aderenza. Elenchiamo brevemente i principali:

Temperatura

La struttura molecolare della mescola battistrada può trovarsi in due stati: vetroso, se tende a comportarsi come il vetro appunto, cioè la mescola è più rigida e fragile; oppure amorfo, stato associato ad una mescola più flessibile e morbida. Come possiamo intuire a basse temperature la mescola si avvicina allo stato vetroso, alle alte si avvicina a quello amorfo. C’è una grande differenza nelle proprietà meccaniche dei due stati e questa transizione avviene in un range di temperature ristretto, all’interno del quale lo pneumatico sviluppa il massimo grip (e quindi la massima isteresi). Da ciò possiamo intuire perchè non è consigliabile utilizzare uno pneumatico invernale in estate (si consumerebbe più rapidamente di uno estivo) e perchè non uno estivo per temperature molto rigide (avrebbe poco grip rispetto a quello che potrebbe sviluppare e per cui è stato progettato).

Frequenza

Qui il fenomeno si riesce a visualizzare meno chiaramente. Esiste però una relazione matematica con la temperatura che possiamo sfruttare, infatti a parità di temperatura se la frequenza di sollecitazione aumenta lo stato della mescola è più spostato verso quello vetroso e viceversa.

Tipologia di asfalto

La rugosità dell’asfalto, suddivisa in macro e micro, influenza il modo in cui la mescola si inserisce tra le piccole asperità, determinando diversi livelli di grip. Anche le condizioni di asfalto perfettamente asciutto o bagnato determina diversi livelli di adesione, come abbiamo già visto.

E sul bagnato?

La capacità dello pneumatico di avere grip sul bagnato risiede principalmente nella capacità della fascia battistrada di drenare nel miglior modo possibile l’acqua in modo da offrire un contatto dei tasselli con l’asfalto asciutto, permettendo di sfruttare ancora le forze di adesione.

Quando percorriamo una strada con asfalto bagnato lo pneumatico spinge in avanti l’acqua depositata sull’asfalto. Si forma inizialmente un piccolo “muro” d’acqua che contrasta l’avanzamento dello pneumatico generando una certa pressione su di esso proporzionale alla velocità di avanzamento. Se questa pressione è pari o superiore a circa la pressione di gonfiaggio dello pneumatico questo tende ad essere sollevato, generando il fenomeno dell’acquaplaning.

Incrementare il grip sul bagnato

Ridurre questo rischio significa innalzare la velocità oltre la quale si verifica questo fenomeno, utilizzando diversi metodi di progettazione del battistrada.

Un primo accorgimento è quello di far si che l’impronta a terra sia ovale e non rettangolare, in modo da poter drenare più facilmente il “muro” d’acqua; proprio in questa fase intervengono i canali di drenaggio secondari, inclinati o trasversali rispetto alla direzione di marcia, che indirizzano rapidamente l’acqua verso l’esterno.

L’acqua che riesce a superare questa prima prova deve fare i conti con i blocchetti battistrada e i canali di drenaggio principali che lavorano in sinergia: i blocchetti infatti premendo contro l’asfalto forzano l’acqua ad andare verso i canali principali. Le dimensioni dei blocchetti devono essere il corretto compromesso tra la capacità di espellere l’acqua e quella di garantire una sufficiente rigidezza. Inoltre il ruolo dei loro bordi è molto importante in quanto consente di vincere la tensione superficiale delle piccole gocce d’acqua, garantendo il contatto con il suolo il più asciutto possibile.

La normativa suddivide l’efficienza dello pneumatico sul bagnato in 7 classi, dalla G (la peggiore) alla A (la migliore). Indicativamente tra l’ultima classe e la prima lo spazio di frenata si riduce fino a l 30%.

Concludendo

Concludendo forse conviene fare un po’ di attenzione al messaggio che vuole comunicarci l’etichetta, evitando di risparmiare troppo sull’acquisto di nuovi pneumatici, mettendo al primo posto sempre alla sicurezza. Considerate che tutte le forze che agiscono sulla vostra auto passano dal suolo attraverso i vostri pneumatici; a volte qualche centimetro in meno nello spazio di frenata può fare la differenza tra essere coinvolti in un incidente o prendersi solo uno spavento.

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