Propiedades
Las materias primas que se emplean para fabricar un neumático son el caucho, el negro de carbono, metal (alambres de acero), textil, aditivos químicos, óxido de cinc y azufre. No obstante, la composición de los neumáticos puede variar de un continente a otro. En la Tabla 6 se muestran los componentes más habituales de los neumáticos usados en la UE (datos aportados por Pirelli Neumáticos S.A.).
|
Caucho y elastómeros (%) |
Negro de carbono (%) |
Metal (%) |
Textil (%) |
Aditivos (%) |
ZnO (%) |
Azufre (%) |
Turismos |
48 |
22 |
15 |
5 |
10 |
1 - 2 |
1,5 |
Vehículos pesados |
43 |
21 |
27 |
< 1 |
9 |
2 - 3 |
1 - 2 |
Tabla 6. Composición media de los neumáticos usados en la UE
Tal y como puede apreciarse, el componente que se encuentra en mayor proporción en los NFU es el caucho, que se compone en este caso de una mezcla de caucho natural y cauchos sintéticos tales como los polímeros denominados SBR (“stirene butadiene ruber”) y BR (“butadiene ruber”). La relación entre estos tipos de caucho varía en función del uso que se le pretenda dar al neumático.
El negro de carbono se incorpora en proporciones variables en la fabricación de las distintas partes de los neumáticos, consiguiéndose variaciones en la rigidez y en la resistencia a tracción y abrasión. Los componentes metálicos del neumático proporcionan a su carcasa rigidez, resistencia y flexibilidad y constituyen un cordaje ligero de acero de alta resistencia. Los materiales textiles habitualmente utilizados en las carcasas de los neumáticos son el nylon, rayón y el poliéster.
Durante la mezcla de materias primas para la fabricación del neumático se añaden al caucho y al negro de carbono una serie de aditivos como cargas, plastificantes, estabilizantes, agentes colorantes, acelerantes y retardantes. La misión de estos aditivos es modificar la dureza y resistencia del caucho e incrementar su resistencia a la abrasión, aceites, oxigeno, disolventes químicos y al calor.
El azufre se aporta durante el proceso de vulcanización, combinándose a temperaturas entre 120º y 160º con el caucho, lo que hace a este más resistente y elástico, contribuyendo a mejorar la durabilidad del neumático.
Desde el punto de vista térmico, los neumáticos, tanto de turismo como de camión, tienen prácticamente el mismo poder calorífico que el carbón (6.800-7.800 kcal/kg), siendo una tonelada de neumáticos equivalente a unas 0,7 toneladas de fuel oil.
- Propiedades físicas(3, 4)
Entre el 50 y el 60% de un neumático está compuesto de caucho natural o sintético. El primero presenta menor dificultad para su incorporación al betún que el segundo. La densidad de un neumático entero es de unos 0,15 t/m3. En la Tabla 7 se muestra el peso medio de un NFU en función de su tipología.
Tipo de NFU |
Características |
Peso medio (kg/NFU) |
Motos |
< 500 cc |
0,84 |
> 500 cc |
4,10 |
|
Automóviles |
Turismos |
5,91 |
Comerciales |
10,6 |
|
4x4 |
13,2 |
|
Camiones |
- |
52,7 |
Vehículos agrícolas |
- |
12,5 |
Ruedas motrices |
64,7 |
|
Vehículos industriales |
8-15” |
22,8 |
Maquinaria de obra |
< 12” |
52,4 |
> 24” |
245 |
Tabla 7. Peso medio de diferentes tipos de NFU
-Propiedades químicas(1, 7)
En general, los neumáticos contienen una mezcla de 63 compuestos químicos diferentes que se agrupan fundamentalmente en hidrocarburos, minerales y metales. Dentro de los hidrocarburos se pueden encontrar los polímeros más comunes utilizados en su fabricación, tales como el estireno-butadieno, poliisopreno y polibutadieno, o como pAHs, fenoles y ácido esteárico, entre otros.
Los minerales contenidos en los NFU son principalmente el óxido de cinc, el azufre, el negro de carbono (20-30% en combustión incompleta de hidrocarburos) y otros compuestos metálicos. Debido a sus propiedades antioxidantes y antiozono, el negro de carbono reduce el envejecimiento del polvo de neumáticos en ligantes bituminosos.
La composición elemental de los neumáticos está formada principalmente por C (80-90%), H (7,2-7,6%), O (2,3-3,1%) y S (1,4-2,4%). A excepción del cinc, la presencia de metales pesados es inferior al 0,1% en peso.
Entre las características químicas propias de los NFU está la resistencia a la acción de los mohos, calor, humedad, luz solar, rayos ultravioletas, algunos aceites y a muchos disolventes. Asimismo, no son biodegradables ni tóxicos y retardan el desarrollo bacteriológico.
-Propiedades mecánicas
Debido a su forma tórica y elasticidad, los NFU son difícilmente compactables.