di Stefano Mauro Sgambati - 05 giugno 2016

Impariamo a conoscere gli pneumatici: la pressione prima di tutto

Grazie all’aiuto di Dunlop, iniziamo ad approfondire una serie di temi legati alle gomme. Conviene tenerlo a mente: sono l’unico punto di contatto dell’auto con l’asfalto

Impariamo a conoscere gli pneumatici: la pressione prima di tutto

Un singolo pneumatico per vettura genera una impronta a terra che, in prima approssimazione, sappiamo essere poco più grande della superficie del palmo di una mano.  Attraverso questa piccola superficie transitano le forze longitudinali e trasversali che assicurano l’aderenza in tutte le sue molteplici espressioni di accelerazione, frenata e sterzata. Tuttavia, tale superficie non è identica per tutti i veicoli ma è strettamente collegata al peso del veicolo stesso, alle dimensioni del pneumatico e alla pressione di gonfiaggio. E’ sulla pressione di gonfiaggio che ci soffermeremo in questo articolo, sottolineandone la fondamentale importanza per le prestazioni del pneumatico stesso e, in definitiva, della vettura.

 

L'importanza della pressione

Il principio è piuttosto semplice. La vettura rappresenta la forza peso che grava sulla superficie di contatto e il rapporto tra questa forza e questa superficie fornisce, in linea approssimativa, la pressione di gonfiaggio a cui il pneumatico deve essere portato per sostenere il peso del veicolo, garantendo una forma dell’impronta a terra e una distribuzione della pressione ottimali. Si spiega così facilmente la nota regola per cui occorre aumentare la pressione di gonfiaggio quando si guida a pieno carico. Se non si interviene sulle pressioni all’aumentare del carico, il pneumatico si troverà a lavorare al di fuori delle sue specifiche di progettazione: la pressione nella porzione esterna del battistrada (la “spalla”) sarà eccessiva e la pressione al centro si ridurrà, con insorgenza nel tempo di un’usura irregolare che seguirà l’andamento delle pressioni (consumo battistrada più pronunciato sulle spalle che al centro); il fianco fletterà eccessivamente; il tallone del pneumatico riceverà sollecitazioni eccessive che ne potranno causare la curvatura permanente e il deterioramento dovuto agli sfregamenti continui contro la balconata del cerchio; in generale, tutto il pneumatico sarà sottoposto ad attriti strutturali più intensi che ne produrranno il surriscaldamento e la fine precoce, che potrà anche manifestarsi in cedimenti violenti e incontrollabili; dal punto di vista della prestazioni, il pneumatico sovraccaricato o sotto-gonfiato (sono le due facce di una stessa medaglia) penalizzerà la maneggevolezza, la direzionalità e la guidabilità complessiva del mezzo.

 

Gomma sgonfia o troppo gonfia? poca sicurezza e soldi buttati

Il ragionamento appena fatto si applica anche alle condizioni di surgonfiaggio del pneumatico (nel caso delle vetture non si parla solitamente di sotto-carico, fenomeno invece molto considerato nel caso del trasporto commerciale, soprattutto pesante). Un pneumatico gonfiato a pressioni eccessive presenta una struttura complessivamente molto rigida, più suscettibile ai danneggiamenti dovuti a urti contro cordoli e marciapiedi o ai colpi violenti che si possono verificare durante la marcia in presenza di avvallamenti, dossi e buche; il comfort risulta penalizzato a causa dell’incapacità del pneumatico di svolgere il suo effetto ammortizzante, demandato in questo caso esclusivamente al gruppo molla-ammortizzatore del veicolo. La prestazione pura è altrettanto penalizzata: la ridotta superficie di appoggio offre una minore aderenza complessiva; la spalla “rimpicciolita” e poco uniforme penalizza la stabilità e la precisione in curva; il pneumatico è meno capace di copiare l’andamento e l’irregolarità del manto stradale e questo si ripercuote sull’aderenza in tutte le condizioni. L’unico vantaggio del surgonfiaggio riguarda i consumi di carburante, poiché la ridotta area di appoggio e le ridotte flessioni strutturali minimizzano gli attriti interni e quelli nell’area di contatto, ma è un piccolo vantaggio a fronte dei numerosi svantaggi citati. In aggiunta, nel caso qualcuno ossessionato dai costi di esercizio pensasse che gonfiare a manetta sia un buon modo per risparmiare denaro grazie ai ridotti consumi di carburante, ricordo la significativa perdita di battistrada utile: un pneumatico gonfiato più del dovuto si consumerà maggiormente al centro e si arriverà a sfruttare anche il 20% in meno della mescola disponibile in quella zona. A conti fatti, sono ben 100 euro buttati ogni 500 spesi.

 

Tutti i costruttori di automobili danno indicazioni circa le pressioni di gonfiaggio, solitamente riportate sul montante della portiera lato guidatore. Tali pressioni fanno riferimento da una parte alla dimensione del pneumatico e dall’altra al fatto che si viaggi a carico standard o a pieno carico. La dimensione del pneumatico non è un aspetto secondario: infatti, il volume della cavità che contiene l’aria varia quando si passa da pneumatici a sezione standard ad altri a sezione ribassata o ultra-ribassata e/o quando varia la larghezza di sezione. A parità di vettura, le pressioni di gonfiaggio di pneumatici con diametro simile (ad esempio 205/60R16, 225/50R17 e 255/45R18) variano in funzione delle differenti caratteristiche costruttive e delle dimensioni della cavità che contengono l’aria in pressione. Un altro aspetto fondamentale che i costruttori considerano è la differente distribuzione del carico tra gli assi: solo pochissime supersportive possono davvero vantare una perfetta ripartizione dei pesi 50/50; molto più spesso, si osservano delle differenze e dunque, laddove il carico sia maggiore, è necessaria una maggiore quantità di aria in pressione a sostenerlo. Infine, il costruttore specifica pressioni differenti per pneumatici di dimensioni differenziate tra anteriore e posteriore, scelta più diffusa sulle trazioni posteriori per aumentare l’aderenza e la stabilità dell’asse motore.

 

Il discorso fatto finora si basa su semplici concetti legati al peso assoluto e alla distribuzione dei pesi del veicolo, alle dimensioni del pneumatico e alla forma ottimale dell’impronta a terra. Un aspetto non meno importante riguarda la temperatura a cui la pressione viene regolata e la conseguente pressione del pneumatico in esercizio. La raccomandazione saggia è quella di controllare la pressione quando il pneumatico è freddo, intendendo per freddo un pneumatico fermo da almeno due ore o che ha marciato per una manciata di chilometri e/o di minuti: giusto quelli necessari per raggiungere un professionista che adoperi un manometro perfettamente tarato per le operazioni di controllo e ripristino.

 

La temperatura ambientale ha un impatto diretto sulla pressione di gonfiaggio ed occorre tenerne conto soprattutto quando controlliamo la pressione in condizioni climatiche “estreme”, ovvero molto fredde o molto calde. Immaginiamo il seguente scenario: siamo in alta montagna, ci sono zero gradi e ci rechiamo presso un professionista che opera all’aperto: vengono seguite pedissequamente le indicazioni del fabbricante regolando, ad esempio, la pressione dei pneumatici anteriori a 2,3 bar e quella dei posteriori a 2,5 bar. Siamo soddisfatti del lavoro fatto secondo istruzioni… Però, è mancata la considerazione che quella era una condizione climatica “al limite” e che per la maggior parte del tempo i nostri pneumatici lavoreranno in un clima di pianura più mite che potrebbe portare la pressione del pneumatico freddo a 2,5 bar / 2,7 bar rispettivamente, che in esercizio potranno diventare 2,8 / 3,0 bar a causa del naturale riscaldamento del pneumatico. Un valore decisamente diverso da quanto dichiarato dal costruttore! Di norma, le pressioni dichiarate dal fabbricante fanno riferimento a una temperatura ambientale di circa 20°C.

 

Non affronto in questa sede la buona pratica del gonfiaggio con azoto, un gas inerte che alcuni operatori propongono ancora come servizio a valore aggiunto per i propri clienti, sebbene negli ultimi anni sembri non essere più così tanto in voga (credo un po’ per il costo e un po’ per la scarsa praticità). Vorrei però almeno evidenziare che la presenza di umidità all’interno del pneumatico amplifica le variazioni di temperatura al suo interno e che già il solo utilizzo di aria essiccata rappresenta una soluzione poco costosa ed efficace per contenere la variazione delle temperature del pneumatico in esercizio. Infatti, come già accennato sopra, la temperatura del pneumatico non si mantiene costante durante la marcia ma tende a crescere a causa del riscaldamento della struttura del pneumatico e dell’aria al suo interno. Nel mondo delle competizioni velocistiche, la questione è particolarmente sentita visto che i pneumatici possono raggiungere temperature di 130°C e oltre. E’ importante sapere che queste variazioni esistono ed è importante tenerle in considerazione.

 

Oggi, nel mondo delle vetture stradali si sta diffondendo sempre più l’utilizzo di sensori elettronici per il rilevamento diretto della pressione dei pneumatici. Questi sensori (conosciuti come “TPMS”, acronimo che sta “Tire Pressure Monitoring System”), posizionati di norma alla base della valvola, sono uno prezioso ausilio che informa costantemente il conducente tramite quadro di bordo circa lo stato della pressione dei pneumatici, segnalando tempestivamente variazioni che possono compromettere anche gravemente la sicurezza di marcia. Tornerò sull’argomento TPMS in uno dei prossimi articoli.

 

E’ l’aria all’interno del pneumatico che sostiene il carico del veicolo ed è sempre l’aria al suo interno che lo mette nelle condizioni di lavorare in modo ottimale secondo le specifiche di progetto. Investire in pneumatici performanti della massima qualità è il modo migliore per assaporare tutto il piacere derivante dalla guida e garantire la massima sicurezza a noi e agli altri. Prendersi cura delle pressioni di gonfiaggio, recandosi almeno una volta al mese presso un professionista del pneumatico che opera con le giuste attrezzature è il modo migliore per valorizzare questo prezioso investimento.

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