Detalhes dos pneus diagonais e radiais para automóveis

O automóvel nem sempre foi calçado com os pneus que se utilizam hoje em dia, no começo do automóvel os pneus eram bastante rústicos. Depois passaram a utilizar câmara de ar nos pneus, para em seguida abandonar esse esquema em prol da configuração sem câmara. Entretanto, até a década de 60, a configuração estrutural de um pneu automotivo era chamada de diagonal (bias ply). O nome diagonal faz referência à disposição das fibras que compõem o pneu, estas são entrecruzadas e diagonais com um ângulo de valor determinado em projeto. Este esquema durou, como padrão de estrutura, até o final da década de sessenta, quando gradualmente foi sendo substituído pela configuração radial. Na década de sessenta aparecia o pneu radial, que nas poucas aplicações em que era usado, já indicava que descontinuaria o anterior. Isso se deve não apenas ao melhor desempenho, mas ao fato pneu radial estar mais alinhado aos novos requisitos que vieram anos depois. Este artigo tem como objetivo explicitar as características e diferenças entre os tipos de pneus para uso automotivo civil e de serviços.

Pneus diagonais

Esse tipo de pneu era caracterizado pela disposição inclinada das lonas, que conferia certa integridade ao pneu, ou seja, a banda de rodagem e a parede lateral se comportavam como componentes únicos. As tensões sofridas nas paredes laterais influenciavam na disposição da banda, e vice-versa. Como resultado, o pneu possui banda de rodagem bastante rígida, mas que é distorcida junto com a parede lateral quando o pneu está sobre cargas laterais. Isso coloca um esforço excessivo nos ombros dos pneus, reduz a área de contato do pneu com a pista e acaba gerando maior desgaste. Além disso, a parede lateral pneu possui baixa rigidez, o que a deixa ainda mais exposta quando o pneu está sob severa transferência de carga.

A estrutura de um pneu diagonal é similar ao pneu radial, diferença fica por conta das fibras, dispostas na diagonal (bias ply) e entrecruzadas (cross ply). Em geral possui duas camadas de fibras emborrachadas entrecruzadas com ângulo que pode variar de, 20° a 40°. O ângulo entre as fibras é chamado de ângulo Zenith, representado pela letra grega ξ (Csi). Basicamente, quanto maior o ângulo de cruzamento das fibras, maior a suavidade do pneu ao rodar, enquanto que quanto menor o ângulo, maior será a rigidez do pneu, favorecendo a dirigibilidade.

A carcaça do pneu diagonal é formada por fibras fixadas nos cabos de selagem (bead bundle) do pneu que se estendem até o cabo do outro lado. Nesse percurso, as fibras se cruzam formando a estrutura diagonal e entrecruzada. Por cima da carcaça do pneu diagonal encontra-se a banda de rodagem, mas por vezes a carcaça é protegida por uma cinta adicional que serve de estrutura intermediária entre a carcaça e banda de rodagem. O ombro da banda de rodagem se conecta com o flanco formando uma estrutura unificada. De certa forma, as paredes laterais dos pneus diagonais tendem a ser mais espessas, em relação aos pneus radiais, devido à forma de construção. Esse detalhe favorece a resistência do flanco quanto a danos.

Dinamicamente o resultado no veículo é uma resposta mais lenta aos comandos do volante, baixo nível de aderência, baixo desempenho do veículo como um todo e alto desgaste. Assim, à medida que novas normas e requisitos foram sendo impostos aos fabricantes de pneus, estes tiveram que desenvolver formas de melhorar o desempenho de seus produtos. Dessa forma o uso do pneu diagonal em veículos de passeio, utilitários e pesados foi substituído pelo uso do pneu radial, mesmo em pneus sobressalentes.

Pneus radiais

De acordo com seu nome, o pneu radial possui uma carcaça com fibras dispostas paralelamente, conectando um cabo de selagem ao outro. Embora as fibras estejam dispostas em paralelo, elas podem apresentar-se dispostas com uma leve inclinação de 88°, mas em geral estão completamente retas.  As cintas de estabilização estão dispostas entre a carcaça e banda de rodagem, agem como um elemento de suporte, provendo rigidez à banda de rodagem. Mantém esta reta e em constante contato com a pista.

Esse tipo de estrutura resulta em um conjunto no qual a banda de rodagem e o flanco agem de forma independente, ou seja, as tensões que agem em ambos não interferem no comportamento destes. Isso auxilia na forma como o pneu a reage quando exposto a cargas laterais. Ao invés da lateral deformar e distorcer a banda de rodagem junto, a lateral se deforma enquanto a banda de rodagem e a carcaça permanecem rígidas devido às cintas de estabilização e a própria disposição das fibras do pneu. Essa rigidez permite que a banda de rodagem permaneça reta sobre a pista, perdendo o mínimo de contato. Consequentemente é possível produzir mais aderência, bem como reduzir o desgaste localizado do pneu e melhorar a capacidade deste em superfícies molhadas reduzindo a aquaplanagem.

Entretanto, a rigidez do pneu radial resulta em uma pequena oscilação longitudinal deste, que deve ser absorvida pela suspensão. Além disso, diferente dos pneus diagonais, a parede dos pneus radiais são mais finas, sendo portanto, mais suscetíveis a danos e penetrações. Em geral, pneus radiais conseguem obter mais aderência e durar mais que pneus diagonais, bem como são capazes de suportar maior carga e lidar com as variações desta. Tanto os pneus radiais como os pneus diagonais possuem na sua estrutura materiais em comum. Basicamente a fibras da carcaça pode ser de Nylon, Rayon, Polyester e fibra de vidro, enquanto que as cintas de estabilização são fabricadas em aço e cobertas com uma camada de borracha. Os materiais utilizados na fabricação são indicados no flanco do pneu.