Ángulo de deriva y agarre lateral

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  El neumático supone una unión elástica entre la llanta y el suelo. Como si de un muelle se tratara, para transmitir una fuerza entre ambos elementos debe sufrir una deformación que tense su estructura en la dirección en la que dicha fuerza debe ser aplicada. En el caso de solicitaciones transversales (cuando el vehículo traza una curva), da lugar a una flexión lateral que se caracteriza por el ángulo de deriva.

 

 
 Al entrar en contacto con el suelo, cada pequeña sección de la superficie del neumático se adhiere a él y se va alejando progresivamente de su posición original conforme se desplaza hacia la parte trasera de la huella, mientras la rueda gira. Al llegar al extremo trasero de la huella, pierde contacto con el suelo y recupera su posición original.
El ángulo formado por la dirección en que apunta la rueda y aquélla en la que verdaderamente se está desplazando (coincidente con la orientación de la parte de la huella firmemente adherida al asfalto) se denomina ángulo de deriva. La figura de la izquierda muestra de manera esquemática este ángulo. El tamaño de la huella (sombreado en gris) y su forma se han exagerado en todos los dibujos para facilitar su representación.
Cuando giramos el volante para trazar una curva, lo que hacemos realmente es inducir un ángulo de deriva. Lógicamente, mayores ángulos de deriva se corresponden con una fuerza lateral mayor, dado que una mayor flexión requiere una mayor fuerza. Aunque carezcan de sistema de dirección, las ruedas traseras también desarrollan ángulo de deriva, a pesar de que apunten siempre (aproximadamente) en la misma dirección.
Aquí se puede ver una animación de cómo el neumático desarrolla un creciente ángulo de deriva. La situación mostrada correspondería a un giro a izquierdas tomada a una creciente velocidad, con el volante fijado en una misma posición: la mayor fuerza lateral requerida por la creciente velocidad obliga al neumático a desarrollar una deriva mayor.
 
 
En el desarrollo del ángulo de deriva pueden distinguirse tres diferentes etapas. En un primer tramo la relación entre fuerza lateral y deriva es aproximadamente lineal. Toda la superficie de la huella mantiene un perfecto contacto con el suelo, y el mecanismo que mantiene la adherencia es por tanto el de adhesión.
Dado que es la zona trasera de la huella la que sufre una mayor flexión, es allí donde se desarrolla la mayor parte de la fuerza lateral. Pero a consecuencia de ello, es la que primero alcanza el límite de adherencia de la goma con el suelo, y empieza a deslizar; podemos decir que se satura. En estas áreas es la histéresis del neumático la que se hace responsable de mantener un cierto grado de adherencia.Áreas más frontales de la huella aún no se han saturado, por lo que todavía pueden incrementar su aporte a la fuerza lateral. En suma, la fuerza total sigue creciendo con la deriva, pero a un ritmo cada vez menor. Es la etapa de transición; el paso de la zona lineal a la de transición se produce aproximadamente a la mitad de la deriva de máximo agarre.
 
 
 
 
Llegado un momento, suficiente huella se encuentra saturada como para que el neumático sea incapaz de generar más fuerza lateral y alcanza su máximo, a partir del cual cae. Esto se refleja, por ejemplo, en una situación de subviraje pronunciado, en la que girar más el volante no hace sino empeorar las cosas, puesto que hacemos trabajar al neumático en la zona en que la adherencia disminuye. Lo conveniente es abrir un poco la dirección para acercarnos al ángulo de deriva óptimo, intentando recuperar la adherencia.
El ángulo de deriva en el que un neumático alcanza su máximo agarre lateral varía grandemente de unos modelos a otros y de su uso (de calle o competición), y para un neumático en particular, del peso que recae sobre él y de su grado de desgaste. Los fabricantes de neumáticos no suelen proporcionar este tipo de información.

 

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