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História dos Pneus

História dos Pneus

 

Descrição do Pneu e sua História


Muitos anos pesquisando para o seu conforto 

Você nem percebe, mas sobre sua empilhadeira existem quase 200 anos de tecnologia na busca de um rodar macio e seguro. A história da invenção do pneu é muito antiga, tem quase dois séculos. O pneu passou por muitas etapas até atingir a tecnologia atual. A borracha que hoje conhecemos, não passava de uma goma grudenta para impermeabilizar tecidos.

Em 1834, uma alfaiataria de Massachusetts presenteou o então presidente dos Estados Unidos, Andrew Jackson, com um terno impermeável. A goma aplicada ao terno ficou conhecida como borracha. 

Na mesma alfaiataria, o filho de um inventor de ferramentas foi designado para resolver um dos maiores problemas da borracha: endurecer no frio e derreter no calor.

Seu nome: Charles Goodyear.

 

Charles Goodyear em suas pesquisas 

Em 1824, Charles Goodyear, com 30 anos e problemas de saúde, começou a interessar-se pela instabilidade da borracha, com a qual fazia várias experiências e misturas. Com magnésio perdeu o aspecto grudento. Foram tantas as misturas, que ele quase morreu asfixiado pelo gás que produziu ao juntar borracha ao nitrato de bismuto.

Goodyear juntou vermelhão e chumbo para dar um aspecto de couro à borracha e enxofre. Prontas, depois de alguns dias, a maioria delas estava imprestável, deformada ou derretida. Porém, uma das bolsas, deixada perto de um forno quente, queimou de uma forma que chamou a atenção de Goodyear. Ele concluiu que a carbonização poderia parar naquele ponto e manter assim, a estabilidade do material.

Experimentos posteriores confirmaram a convicção de que a borracha, cozida a altas temperaturas com enxofre, mantinha suas condições de elasticidade no frio ou no calor. Estava descoberto o processo de vulcanização da borracha.

Apesar de ser um gênio, Charles Goodyear vivia de caridade. Juntou 50 dólares, deixou metade com a família e foi para Nova Iorque mostrar sua descoberta. Com 46 mil dólares emprestado de William de Forest, fabricou as primeiras mantas regulares de borracha. Em 1841 entrou com pedido de patente, conseguida apenas nos EUA em 1844. Dez anos depois, no dia 1º de julho, aos 60 anos de idade, Charles Goodyear faleceu no Fifth Avenue Hotel, em Nova Iorque (EUA). Em 1898, surge em Akron (Ohio), a Goodyear Tire & Rubber, fundada por Frank Seiberling que desenvolveu a carcaça e o processo de recobri-la com borracha. Seu primeiro projeto de pneu, em 1916, colocou a empresa na liderança das vendas de pneus nos Estados Unidos e aos poucos transformou o nome Goodyear em sinônimo de borracha.

 

A História do Pneu tem uma Curiosidade

Quem fundou a Goodyear não foi Charles Goodyear, mas Frank A. Sciberling, que deu à sua empresa o nome Goodyear, em homenagem ao inventor do processo de vulcanização da borracha. Já o boneco Bibendum, da Michelin, foi criado quando os irmãos Michelin viram uma pilha de pneus que, de longe, parecia uma pessoa.

 

Status na cor do Pneu

Aderência não era o ponto forte de um pneu até 1908, quando Frank Seiberling, apresentou a primeira banda de rodagem com sulcos, que resultou num pneu com mais capacidade de tração. No mesmo ano adicionou fuligem (negro-de-carbono ou negro de- fumo, derivado de petróleo) à borracha, criando um material mais resistente e durável. Só que os pneus com lonas de algodão continuavam a ser frágeis e a esquentar muito, o que levava a estouros. Mas a fuligem criou também uma moda. Antes dela, todo pneu era branco, cor da borracha natural.

Depois a fuligem passou a ser usada só na banda de rodagem, devido ao custo. Por isso, só os pneus caros eram inteiramente pretos, o que foi sinal de status até os anos 30. Depois o pneu faixa branca inverteu o jogo e passou a equipar empilhadeiras sofisticadas até os anos 70.

 

Os Pneumáticos no Brasil

A produção brasileira de pneus ocorreu em 1934, quando foi implantado o Plano Geral de Viação Nacional. No entanto, a concretização desse plano aconteceu em 1936 com a instalação da Companhia Brasileira de Artefatos de Borracha – mais conhecida como Pneus Brasil – no Rio de Janeiro, que em seu primeiro ano de vida fabricou mais de 29 mil pneus.

Entre 1938 e 1941, outras grandes fabricantes do mundo passaram a produzir seus pneus no país, elevando a produção nacional para 441 mil unidades. No final dos anos 80, o Brasil já tinha produzido mais de 29 milhões de pneus.

Desde então, o Brasil conta com a instalação de mais de 13 fábricas de pneus, das quais quatro internacionais. Hoje, da produção mundial, o Brasil é o sétimo na categoria de pneus para automóveis e o quinto em pneus para empilhadeira/ônibus e camionetas.

Único elo entre a empilhadeira e o solo, o pneu exerce papel fundamental no dia-a-dia das pessoas, proporcionando mobilidade, agilidade e rapidez nos empilhadeiras modernas.

 

Fabricação

A combinação perfeita de matérias-primas, como borracha natural, derivados de petróleo, aço e produtos químicos, dá origem ao pneu, considerado um dos principais componentes dos automotivos. Cada item tem uma representatividade diferente de acordo com a utilização. Prova disso, é a diferença da composição entre os pneus de passeio e empilhadeira.

No pneu de passeio predominam os derivados de petróleo e produtos químicos, constituindo 36%, a borracha natural representa 36% e o material metálico (ou aço) conta com 18%.

Os pneus de automóveis são projetados para suportar altas velocidades, enquanto que os pneus de carga prevêem suportar mais peso. Com isso, a quantidade de borracha natural nos pneus de caminhões ultrapassa os 40%.

A construção de um pneu passa por um processo produtivo bem complexo, que vai desde a preparação da borracha até a produção de itens para compor o produto final. As partes de um pneu contam com propriedades físicas e químicas diferentes. Cada detalhe é estudado para alcançar sempre o melhor desempenho.

Todos os itens têm fundamental importância na fabricação dos pneus, com destaques para a banda de rodagem (parte do pneu que entra em contato com o solo), o corpo (ou carcaça) e o talão (parte do pneu que faz ligação com a roda) que proporcionam melhor resistência ao asfalto, estabilidade nas curvas e manobras rápidas, além do ombro, parede lateral, lonas de corpo e estabilizadoras e lâminas de estanque.

 

O processo

Uma combinação de 200 tipos diferentes de matéria prima numa única mistura de química, física e engenharia, dá ao consumidor o mais alto nível de conforto, performance, eficiência, confiabilidade e segurança que a moderna tecnologia pode oferecer.
1. Planejamento e Design: Muitos pneus são projetados para atenderem às necessidades e performance especificadas por um modelo de automóvel em particular. O processo começa com um computador que converte a matemática das necessidades da empilhadeira em especificações técnicas.
Um protótipo do pneu é feito para testar a eficiência do design em relação às características desejadas. O projeto de um pneu pode levar meses de testes, inspeções e verificações de qualidade antes de entrar em linha de produção.
2. Produção: O processo de produção começa com a seleção de vários tipos de borracha juntamente com óleos especiais, carbono preto, pigmentos, antioxidantes, silicone e outros aditivos que serão combinados para oferecer as características desejadas. Compostos diferentes são usados para diferentes partes do pneu.
Uma máquina chamada Misturador Banburry transformará estas várias matérias primas para cada composto em uma mistura homogênea com a consistência da borracha. O processo de mistura é controlado por computador para assegurar a uniformidade da mistura. Os compostos são então enviados para máquinas que irão produzir cada parte do pneu.
Após isto, começa a montagem do pneu. O primeiro componente a ir para a montagem é o perfil interno (innerliner), uma borracha especial que é resistente ao ar e à penetração e que tem a forma de um tubo interno.
Depois vem a lona e cinta que geralmente são feitas de poliéster e aço. Lonas e cintas dão ao pneu força e flexibilidade.
As cintas são cortadas em ângulo preciso para atender as características desejadas do pneu. Fios de aço revestidos de bronze são colocados em dois arcos os quais são implantados na parede lateral do pneu para formar o talão o qual irá assegurar o perfeito assentamento do pneu no aro.
A banda de rodagem e as paredes laterais são colocadas sobre as lonas e cintas e depois todas as partes são unidas firmemente. O resultado de tudo isto é chamado de “pneu verde” ou “incurado”.
Por favor, não confundam este conceito com o conceito de “pneu verde” que vem sendo usado atualmente para denominação de pneus ecologicamente mais duráveis e recicláveis.
A última etapa é curar o pneu. O “pneu verde” é colocado dentro de um molde e é inflado para pressioná-lo contra o molde, formando assim o desenho da banda de rodagem e as informações na lateral do pneu.
Depois o pneu é aquecido à temperatura de 150 graus por 12 a 15 minutos vulcanizando-o para ligar todos os componentes e curar a borracha. Pneus maiores e Off Roads podem levar mais de um dia para curar.
Todos os pneus são então inspecionados, e amostras aleatórias são retiradas da linha de produção e testadas. Alguns passam por Raios X, alguns são cortados, outros são enviados para testes com rodas e outros são testados em pistas para avaliar o desempenho, maneabilidade, desgaste, tração e segurança.
3. Os testes: A cada etapa do processo, as avaliações são realizadas tanto pelos simuladores quanto pelos pilotos de testes da fábrica. O resultado das diferentes amostras são analisadas antes de se partir para o estágio de fabricação de um lote para uma corrida.

 

A vulcanização

Apesar da descoberta da vulcanização em 1839, a história da borracha começou centenas de anos antes de Goodyear. Em 1493, a tripulação de Cristóvão Colombo já tinha observado nativos do atual Haiti brincarem com bolas que “ao tocarem o solo subiam a grande altura”, formadas por uma goma chamada cauchu. Na Europa, o material dessas bolas foi chamado de borracha. Em língua Indígena, cauchu significa “árvore que chora”. Borracha (do esp. Ou port. arcaicos): recipiente para bebida.

Desde a origem dos pneus, a vulcanização se mostrou como um dos processos mais importantes: a de dar consistência à borracha. Em seguida, o pneu é colocado em uma prensa sob determinada temperatura, pressão e tempo. Nessa prensa, há um molde com as características específicas de cada produto para determinar a forma final e o desenho da banda de rodagens finais.

Depois desse processo, o pneu passa pela inspeção final, onde são efetuados todas as inspeções e testes para sua liberação, garantindo a confiabilidade no seu desempenho. Além disso, passam por um balanceamento um teste conhecido como variação de forças e exame de raio-X até ser armazenado para, finalmente, ser distribuído, chegando às mãos do consumidor.

O pneu é um produto essencial à segurança dos usuários, garantindo melhor desempenho, estabilidade e performance dos empilhadeiras. Vale ressaltar também que cada pneu é fabricado para atender os hábitos de consumo, assim como as condições climáticas e as características do sistema viário existente em cada país.

 

O Pneu de Empilhadeira

Imagine um cartão de crédito quando parado, esta é a área de contato que um pneu de um Fórmula 1 tem com o solo. Quase nada, não é mesmo? Contudo, com a empilhadeira em movimento, com toda a carga aerodinâmica imposta, esta área chega, em determinadas condições, a de uma folha de papel A4! O pneu de um Fórmula 1 nos dias de hoje sofrem este e outros tipos de exigência, mas nem sempre foi assim.

No início, os pneus de um Fórmula 1 eram praticamente iguais aos que se via nos empilhadeiras de passeio. Tomemos suas empilhadeiras desde os anos 60.
A introdução dos pneus “slicks” no início dos anos 70, a diminuição do tamanho dos pneus traseiros e o aumento dos dianteiros foram apenas as “modificações visíveis”.

Os pneus utilizados pela Bridgestone no seu ano de despedida da Fórmula 1 - Milhões de dólares de investimento em tecnologia

A incessante busca por compostos mais macios, mais resistentes e mais aderentes levou as fabricantes de pneus a uma disputa que envolveu milhões e milhões de investimento, de horas e até mesmo expedientes pouco louváveis como a espionagem industrial.

Para suportar estas variações, os construtores de pneus de competição quebram a cabeça durante horas todos os dias. Nos tempos das “guerras de pneus”, quando havia mais de uma fábrica fornecendo seus produtos para as equipes, o dispêndio de material, horas, testes e – claro – dinheiro, ia além de qualquer limite razoável. Se muitos protestos foram ouvidos quando a FIA e a FOM decidiram ter apenas 1 fornecedor, pelo menos em um aspecto – o econômico – a decisão foi 100% acertada.

Durante o desenvolvimento, são realizadas diversas reuniões entre os engenheiros das equipes e consultores da FIA e da FOM com o fabricante do pneu. Ali são trocadas informações – mas ninguém ‘entrega’ suas fraquezas - para definir se determinadas soluções são viáveis.

Desenvolver um pneu é uma tarefa complexa que lembra a teoria do cobertor curto: quando você melhora uma característica, pode piorar outra. Encontrar o equilíbrio é que fará o projeto ser aceito ou não... as vezes se erra, como a Michellin no GP dos EUA em 2006.

Na época ainda tentou-se usar os pneus com uma pressão muito baixa (normalmente o pneu de um F1 usa algo entre 17 e 21 bar de pressão, os técnicos da Michellin chegaram a usar apenas 6 bar para tentar solucionar o problema)

Em 2011, será a italiana Pirelli a responsável por "calçar" a principal categoria de empilhadeira são 3 anos de contrato

Nem sempre uma fabricante pode achar que seu investimento é compensador. Parece ser este o caso da Bridgestone, que está deixando a categoria ao final do ano. Alguns fabricantes foram sondados, alguns fizeram propostas, algumas até pedindo que mais de um fornecedor viesse a fazer parte do processo. No final, a FIA e a FOM fecharam com a Pirelli para o fornecimento pelos 3 próximos anos.

O pneu é uma das partes mais importantes de qualquer empilhadeira auto-empilhadeiras. É o pneu que suporta o peso da empilhadeira e sua carga e, faz o contato da empilhadeira com o solo. O pneu transforma a força da empilhadeira em tração e é responsável pela eficiência da frenagem e da estabilidade nas curvas.

Por isso, é muito importante conhecer como um pneu é fabricado, as características de cada modelo e tipo, aplicações e principalmente os cuidados e manutenção.

 

Estrutura do pneu

Carcaça: parte resistente do pneu; deve resistir a pressão, peso e choques. Compõem-se de lonas de poliéster, nylon ou aço. A carcaça retém o ar sob pressão que suporta o peso total do empilhadeira. Os pneus radiais possuem ainda as cintas que complementam sua resistência;

Talões: constituem-se internamente de arames de aço de grande resistência, tendo por finalidade manter o pneu fixado ao aro da roda;

Parede lateral: são as laterais da carcaça. São revestidos por uma mistura de borracha com alto grau de flexibilidade e alta resistência à fadiga;

Cintas (lonas): compreende o feixe de cintas (lonas estabilizadoras) que são dimensionadas para suportar cargas em movimento. Sua função é garantir a área de contato necessária entre o pneu e o solo;

Banda de rodagem: é a parte do pneu que fica em contato direto com o solo. Seus desenhos possuem partes cheias chamadas de biscoitos ou blocos e partes vazias conhecidas como sulcos, e devem oferecer aderência, tração, estabilidade e segurança ao empilhadeira.

Ombro: É o apoio do pneu nas curvas e manobras.

Nervura central: proporciona um contato "circunferencial" do pneu com o solo.

 

Produção dos componentes

Depois do composto pronto vem à produção dos componentes, que são produzidos simultaneamente em vários departamentos da fábrica, pois todos vão ser reunidos para formar o produto final.
Esses componentes são: banda de rodagem, parede lateral, talão, lonas de corpo, lonas estabilizadoras e estanques.
A banda de rodagem (parte do pneu que entra em contato com o solo) e a parede lateral são feitas pelo processo de extrusão. Uma máquina chamada extrusora, espécie de rosca, vai girando, aquecendo e empurrando o composto para uma forma, na qual os componentes tomam seus formatos finais. As características da banda de rodagem seguem critérios do tipo de serviço a que se destina, explica Guilherme Junqueira Franco, gerente de Serviços a Frotas da Goodyear. Pode ser para serviço on ou off road (fora de estrada); uso no eixo dianteiro ou traseiro; longa ou curta distância e serviço regional ou urbano entre outras variáveis. Segundo Franco, essas mesmas variáveis determinam a profundidade do sulco.

As lonas de corpo e a lâmina de estanque são formadas na calandra. Nela existem três ou mais rolos cilíndricos que produzem as lâminas de borracha. Essas lâminas se juntam a tecidos de poliéster, nylon (também utilizado como reforço), formando as lonas de corpo. Na formação das lonas estabilizadoras, vários fios de aço recebem a camada de borracha e formam uma fita com largura determinada. Estas fitas são cortadas em ângulos, concluindo a produção do componente. É importante diferenciar uma lona da outra: as lonas de corpo são aquelas formadas por poliéster e nylon, as lonas estabilizadoras são formadas por fios de aço e o estanque é formado apenas por borracha (composto).

O talão (parte do pneu que faz ligação com a roda) passa por uma pequena extrusora, que aplica uma camada de borracha sobre fios de aço. Esses fios são enrolados em cilindros que formam o componente. Todas as partes do pneu são aplicadas em uma máquina, parecida a um tambor. Primeiramente é produzida a carcaça (esqueleto do pneu que sustenta a carga), em seguida é formada a primeira estrutura do pneu, o chamado pneu verde.

 

Limite de Segurança dos Pneus

O desgaste máximo do seu pneu (limite de segurança) é de 1.6 mm de profundidade dos sulcos.
Abaixo dessa medida, o pneu já passa a ser considerado 'careca'.
A resolução do Contran 558/80 estabelece que trafegar com pneus abaixo do limite é ilegal. A empilhadeira pode ser apreendida.
Os pneus vêm com ressaltos na base dos sulcos para indicar o limite de segurança sem ter que se usar um medidor. Basta vistoriar bem o pneu periodicamente.
Veja as implicações do uso de pneus abaixo do limite permitido:
1 - Aumento da propensão de derrapagens laterais, mesmo em pista seca;
2 - O espaço necessário para frenagem aumenta, mesmo em pista seca;
3 - Não dão drenagem adequada de água, causando grande instabilidade em pistas molhadas;
4 - Aumenta o risco de estouros.

 

Manutenção mecânica

Vários componentes mecânicos da empilhadeira podem interferir na quilometragem dos pneus, ocasionando também desgastes prematuros e insegurança.
Amortecedores ou molas, freios, rolamentos, eixos e rodas agem diretamente sobre os pneus.
Por isso é muito importante esses itens serem revisados periodicamente por um profissional especializado. Só assim você esta garantindo sua completa segurança
O desbalanceamento das rodas, além de desconforto ao dirigir, causa perda de tração, de estabilidade, desgastes acentuados em componentes mecânicos e no próprio pneu. Devem-se balancear as rodas sempre que surgirem vibrações e, na troca ou conserto do pneu ou a cada 10.000 km. Para isso procure pessoal especializado, só ele poderá lhe garantir total segurança no trabalho executado.

 

Apesar de a base da fabricação do pneu ser a mesma desde o começo, os compostos e técnicas de preparação evoluíram. Do composto ao desenho, cada detalhe é estudado para alcançar o melhor desempenho.