Un pneumatico , abbreviazione di pneumatico , al contrario di un pneumatico solido, è un oggetto solido, flessibile, di forma torica formato da gomma e altri materiali tessili e/o metallici. È progettato per essere montato sul cerchione di una ruota e gonfiato con un gas in pressione , solitamente aria o azoto . Garantisce il contatto della ruota con il suolo , fornendo una certa aderenza , uno smorzamento di urti e vibrazioni facilitando così il movimento dei veicoli terrestri e degli altri veicoli in configurazione terrestre.
Nel 2013, il mercato mondiale degli pneumatici è stato, secondo Tire business , di 141 miliardi di dollari di fatturato, largamente condiviso da cinque colossi e intorno ad essi da circa venticinque grandi gruppi internazionali tra cui la coreana Hankook in forte crescita e che potrebbe quindi unisciti al gruppo dei grandi.
La giapponese Bridgestone (26,2 miliardi di dollari di fatturato per il suo settore pneumatici nel 2017) domina il mercato davanti a Michelin (23,4 miliardi), Goodyear (14,6 miliardi), Continental (12,6 miliardi), Pirelli (6,1 miliardi). Tutti cercano di affermarsi nei Paesi “emergenti” dove il mercato dell'auto non sembra ancora saturo. Michelin ha così creato “quattro fabbriche giganti” tra cui quella di Shenyang II (Cina) che copre 72 ettari e dovrebbe costare 1,1 miliardi in cinque anni. Hankook cerca di penetrare in Europa, con in particolare una gigantesca fabbrica annunciata in Ungheria (dodici milioni di pneumatici all'anno).
La professione è rappresentata da diverse organizzazioni, anche in Europa da:
La progettazione, produzione e commercializzazione di pneumatici rappresentano tutta l'attività economica “a monte” del settore manifatturiero dei pneumatici . Si tratta di un'attività quantitativamente importante nel mondo: si stimava all'inizio degli anni '90 che fossero stati gettati in discarica milioni di pneumatici e che ne venisse prodotto circa uno per persona al giorno, il che giustificava l'istituzione di settori economici “a valle” dedicati al riciclaggio e al recupero energetico da pneumatici fuori uso.
Dopo aver brevettato un pneumatico con valvola, John Boyd Dunlop , veterinario di formazione, fondò la sua prima fabbrica di pneumatici nel 1889 . Le biciclette possono così rotolare su pneumatici che sono fili di gomma gonfiati con aria e circondanti un cerchione metallico. Se si migliora il comfort, in caso di foratura, il cambio della gomma è un'operazione lunga e delicata.
Édouard Michelin avrebbe incontrato un ciclista inglese chiedendo una riparazione durante il suo passaggio a Clermont-Ferrand . Questo ciclista gli avrebbe dato l'idea della camera d' aria . Édouard e suo fratello André Michelin inventarono un nuovo sistema di pneumatici con camera d'aria che fu brevettato nel 1891. Il nuovo pneumatico fu messo alla prova della realtà lo stesso anno da Charles Terront che vinse la prima gara ciclistica a Parigi-Brest-Parigi . L'invenzione ebbe un successo immediato, e non solo nel mondo del ciclismo: molto rapidamente, l' automobile a sua volta si impadronì del pneumatico, sostituendo le gomme piene con pneumatici. Progettata e prodotta da Michelin , L'Éclair è stata la prima vettura con pneumatici (1895).
Nel 1899 La Jamais contente , la prima vettura a raggiungere i 100 km/h , fu dotata di pneumatici Michelin. Dopo i cicli e le auto, è il turno delle carrozzine per bambini e persino delle cabine ad esserne dotate.
Nel 1929 fu sviluppato un pneumatico per la corsa sui binari per equipaggiare la Micheline . Lo stesso anno, il pneumatico tubeless, noto come " Tubeless ", fu inventato da un britannico di origine neozelandese di nome Edward Brice Killen. Sarebbe meglio dire pneumatico con camera incorporata, perché la camera d'aria è sostituita da una gomma di tenuta all'interno del pneumatico. L' elastomero generalmente utilizzato è il butile perché la sua tenuta è dieci volte maggiore di quella della gomma naturale ( isoprene ). Il butile ha lo svantaggio di non legarsi facilmente con altri elastomeri. Per promuovere il legame, incorpora alogeni come il cloro.
Il primo pneumatico chiodato per la guida su nevischio o ghiaccio è stato sviluppato nel 1933.
L'uso di una struttura radiale della carcassa è brevettato4 giugno 1946di Michelin . La prima vettura ad essere montata di serie è stata la Citroën Traction Avant .
Nel 1951, la metropolitana di Parigi (ferrovia metropolitana) sperimentò la metropolitana su pneumatici; Sono state attrezzate 4 linee, ma ora il viaggio in treno offre un livello di comfort paragonabile.
Da allora lo pneumatico si è evoluto molto in direzioni molto diverse: pneumatici lamellare per una migliore aderenza sulla neve, pneumatici con minore resistenza al rotolamento per risparmiare carburante, pneumatici tubeless, ecc.
Oggi la maggior parte degli pneumatici, ad eccezione delle biciclette, sono tubeless . Tuttavia, alcune moto da rally-raid, enduro o motocross sono dotate di "pneumatici" in cui la camera d'aria è sostituita da un rivestimento "bib-mousse" inventato da Michelin e ripreso da altri produttori, compreso l'effetto è equivalente a una pressione dell'aria da 0,9 a 1,3 bar (ma che hanno una vita breve, ulteriormente ridotta da un uso intenso, e sono contrassegnati NHS ( Not for Highway Service ) e quindi non devono essere utilizzati su strade pubbliche).
Diversi pneumatici airless e antiforatura sono sviluppati da Michelin. La Tweel è la prima ad essere commercializzata, negli anni 2010, ma non supporta le alte velocità ed equipaggia solo macchine agricole e movimento terra . L' Uptis viene quindi progettato in collaborazione con General Motors ; presentato ingiugno 2019, i suoi fianchi, strutturati a raggi, hanno una forma e un'architettura studiate per fornire resistenza alla pressione e grande flessibilità in caso di impatto. Le sue quattro principali innovazioni sono l'airless, la possibilità di essere connesso, la produzione possibile mediante stampa 3D e la sua durata grazie ai materiali che lo compongono. Potrebbe essere commercializzato nel 2024.
Un pneumatico è composto da gomma (naturale e artificiale), additivi chimici ( zolfo , nerofumo , oli , ecc. ), cavi tessili e metallici. È tradizionalmente suddiviso in tre grandi zone: la “zona superiore”, a contatto con il suolo, la “zona del fianco”, e la “zona del tallone” (o “zona inferiore”).
È costituito principalmente dal battistrada, uno spesso strato di gomma a contatto con la strada. Questa gomma deve essere aderente (trasmissione della coppia , guida in curva, ecc. ), senza opporre troppa resistenza al rotolamento (principio dei pneumatici “verdi”, che riducono il consumo di carburante). Il battistrada è scavato da "sculture", che hanno il compito di evacuare acqua, neve e polvere, limitando l' aquaplaning e migliorando l'aderenza in generale. Consente inoltre di dissipare il calore. La presenza di listelli sulle sculture rompe la tensione superficiale del velo d'acqua presente sulla strada. Su questa striscia sono posizionati indicatori di usura, la cui posizione può essere vista sul fianco del pneumatico. Gli indicatori per i pneumatici delle autovetture sono alti 1,6 mm per i pneumatici estivi e 3 mm per i pneumatici invernali (gli indicatori di usura indicano quando è necessario sostituire uno pneumatico).
Sotto il battistrada sono disposte “tele di cintura” ciascuna costituita da fili metallici paralleli. Queste tele, disposte in due strati incrociati, conferiscono al pneumatico maggiore resistenza e rigidità, in particolare rispetto allo sversamento durante le spinte laterali in curva . Infine, sempre più frequentemente si riscontra uno strato di schiuma assorbente conforme alla normativa europea relativa alle prestazioni acustiche (pneumatici silenziosi).
La zona laterale del pneumatico è realizzata in gomma flessibile, in grado di resistere alla deformazione ad ogni giro della ruota ma resistente all'urto su ostacoli contundenti. Arrampicarsi su un marciapiede può danneggiare la struttura del pneumatico anche senza danni visibili. Ci sono anche tutti i segni. La zona di transizione tra il lato e la parte superiore è chiamata "spalla". In alcuni modelli, un tallone sul fianco aiuta a limitare i danni al cerchio quando lo pneumatico colpisce un cordolo. In alcuni modelli per autocarro, un ulteriore profilo del cordone permette di limitare fastidiose proiezioni d'acqua per gli utenti che seguono o sorpassano l'autocarro.
La funzione di questa zona è quella di garantire la presa sul cerchio , grazie a due anelli metallici (le “canne”) che si appoggiano sul cerchio in corrispondenza del “tallone”. Questa zona trasmette le coppie tra ruota e pneumatico, inoltre garantisce la tenuta per i " pneumatici tubeless " a volte chiamati " tubeless ". Questa tenuta è data da una tela che ricopre l'interno del pneumatico: la “gomma interna”, a base di butile , che viene premuta contro il cerchio dai due talloni.
Un altro strato, situato tra la gomma interna e la parte superiore, anch'esso incuneato dai fili del tallone, è chiamato "tela di carcassa". È costituito da fili tessili paralleli (veicolo passeggeri), in direzione radiale. Questo strato ha dato il nome al pneumatico radiale. Assicura la triangolazione con i fili incrociati delle tele di cintura per una migliore tenuta del pneumatico. Questi fili inestensibili mantengono una buona superficie di contatto tra il pneumatico e il terreno.
La produzione passa attraverso diverse fasi e prodotti intermedi (i “semilavorati”) realizzati prima di essere assemblati in un prodotto finito .
Il pneumatico semilavorato è composto da:
Gomma da cancellare Le gomme naturali (dal lattice prodotto dalla gomma ) e sintetiche (dall'industria petrolchimica ) sono miscelate con oli e cariche rinforzanti ( nerofumo , silice che migliorano la resistenza all'usura). Questa miscela viene poi lavorata con zolfo ( vulcanizzazione ) e altri coadiuvanti quindi condizionata prima di essere utilizzata. Un metodo recente (2011) mescola l'essenza di scorza d'arancia con lattice e silice per ottenere una gomma più ecologica. Fili tessili e metallici I fili tessili sono essenzialmente sintetici. Questi fili vengono ritorti per renderli più resistenti e sono impregnati di un polimero che ne assicura l'adesione alla gomma, nella "tela della carcassa". I fili metallici sono in acciaio ricoperto di ottone . La loro adesione alla gomma deriva da solfuri e polisolfuri di rame formati dal rame costituente dell'ottone per reazione con lo zolfo utilizzato per la vulcanizzazione. I fili metallici vengono trafilati , quindi intrecciati in cavi. Sono utilizzati per realizzare le aste e le tele delle cinture. Le tele di rinforzo (carcassa e cintura) sono calandrate : i fili (tessili o metallici) posti in parallelo sono interposti tra due sottili strati di gomma. Questi nastri vengono quindi tagliati e quindi riassemblati per ottenere l'angolo di filo desiderato. Patch gengivali Il battistrada, così come diversi strati di mescole diverse, sono utilizzati nel pneumatico, per costituire o rinforzare determinate aree (spalla, fianco, tallone): dissipazione del calore, protezione contro l'attacco chimico, ecc. Queste tele sono realizzate per estrusione .Il pneumatico passa attraverso tre fasi: montaggio, cottura e controllo:
Assemblea Si tratta innanzitutto di sovrapporre i vari semilavorati, in modo da costituire il pneumatico. I vari strati interni (la “carcassa”) sono posti su un cilindro con il diametro del pneumatico (il “tamburo”): gomma interna, tela di carcassa, cerchietti e tutte le tele di gomma. Dopo la sagomatura (il tamburo fa assumere alla carcassa il suo aspetto torico), si posizionano le tele di cintura e il battistrada: si ottiene un pneumatico grezzo, ancora plastico . cucinando Il pneumatico viene quindi posto in una pressa di polimerizzazione, le cui pareti sono lavorate per riprodurre i disegni e le marcature del battistrada. Durante l'indurimento, la vulcanizzazione della gomma con zolfo rende il pneumatico elastico . Controllo Infine, varie operazioni di controllo (aspetto visivo, fluoroscopia , squilibrio , deriva, ecc. ) assicurano la conformità del pneumatico (dispositivo di sicurezza su un veicolo).Gli pneumatici sono utilizzati da un numero molto elevato di veicoli, sia che debbano muoversi velocemente su una superficie preparata o più lentamente su un terreno irregolare ma non troppo morbido:
Al contrario, le ruote piene sono principalmente utilizzate per la guida:
Infine, i “pneumatici non pressurizzati” possono essere utilizzati per veicoli poco caricati come le sedie a rotelle .
In Europa, i pneumatici sono classificati per tipo secondo la loro definizione standardizzata dall'ETRTO ( European Tyre and Rim Technical Organization ) di cui l'associazione TNPF è membro associato (TNPF: Travaux de Normalization des Pneumatiques pour la France; associazione professionale dei produttori di pneumatici, un'associazione di diritto del 1901 creata nel 1967 che è anche uno dei componenti del CFCP (Centro francese della gomma e dei polimeri)
In Francia, l' eco-contributo che finanzia il loro riciclaggio si basa sulla stessa classificazione.
Esistono i seguenti tipi di scultura:
NB: se il pneumatico è sia asimmetrico che direzionale, il pneumatico sinistro è diverso dal pneumatico destro.
La marcatura viene eseguita sulla parete laterale del pneumatico (per pneumatici da bicicletta vedere pneumatico da bicicletta ).
Le organizzazioni che aiutano a definire la marcatura in Europa sono la European Tyre and Rim Technical Organization (ETRTO) e l'ISO.
L'ISO definisce alcune informazioni di standardizzazione, mentre le autorità statunitensi ed europee definiscono informazioni di standardizzazione più specifiche.
A livello ISO, la parte pneumatica della ISO 4000-1 riguarda le autovetture.
Tutti i pneumatici venduti in Europa dal luglio 1997recare un marchio europeo. Questo contrassegno è costituito da una lettera "E" (o "e") seguita da un numero cerchiato o incorniciato e da un altro numero:
I due numeri successivi corrispondono al codice del paese che fornisce l'omologazione e al numero del tipo in quel paese per quel tipo di pneumatico.
Per 195/65 R 15 91 H M + S ad esempio:
Nell'esempio sopra riportato:
La legislazione dell'UE richiede dal1 ° novembre 2012, etichettatura dei pneumatici per autovetture e veicoli commerciali, a seguito di una legge approvata nelnovembre 2009. Questa etichettatura ha tre parametri:
Questa etichettatura mette in evidenza l'efficienza energetica (sapendo che gli pneumatici sono responsabili dal 20 al 30% del consumo di carburante di un veicolo) mentre un'indagine condotta da Allopneus specifica che i consumatori avrebbero gradito informazioni aggiuntive su d'altri criteri come la longevità degli pneumatici (secondo criterio dopo quella della sicurezza valutata dall'aderenza del pneumatico sul bagnato e che viene prima con il 74% degli intervistati), grip/frenata in curva su bagnato, grip/frenata su asciutto, performance in condizioni invernali.
Nei paesi dell'Unione Europea, fin dalla prima novembre 2018, la vendita di pneumatici di tipo F è vietata per i veicoli e di tipo E è vietata per alcuni furgoni.
Da 1 ° maggio 2021, applica un nuovo regolamento europeo relativo all'etichettatura dei pneumatici. Questo regolamento mira a incoraggiare la produzione di pneumatici più efficienti in termini di consumo di carburante, aderenza e rumore di rotolamento. Le principali novità introdotte riguardano l'etichetta energetica, gli adesivi, le scale di rappresentazione delle informazioni e l'inserimento di un codice QR .
Legislazione franceseL'articolo L.314-1 del codice della strada francese rende obbligatori gli pneumatici da neve sui veicoli che viaggiano in catene montuose, in inverno, a seguito di un decreto prefettizio. Ad esempio tra i1 ° novembre 2019 e il 31 marzo 2020 nei Pirenei.
Gli pneumatici per autoveicoli sono il luogo di una significativa dissipazione di energia durante il rotolamento. Sono essenzialmente legati alla deformazione del pneumatico rispetto al peso che deve sopportare e alle forze che subisce in curva e in accelerazione/frenata.
Il contatto del pneumatico con la strada crea una leggera deformazione di quest'ultima. Quando il pneumatico gira si ha una dilatazione della parte di pneumatico che era a contatto con la strada e che non lo è più, e una compressione della parte che non era ancora a contatto con quest'ultima e che diventa. Queste deformazioni creano un trasferimento di energia meccanica in energia termica (aumento della temperatura del pneumatico) che può portare alla distruzione del battistrada se il pneumatico è sgonfio (a causa ad esempio di una lenta foratura).
La forza laterale massima è quasi proporzionale alla forza che fa aderire il pneumatico alla strada (p nel diagramma). Tuttavia, oltre una certa soglia, la forza laterale massima non aumenta tanto quanto prima rispetto alla forza p. Pertanto, un'auto con un baricentro alto, che subisce forti trasferimenti di carico in curva, manterrà la strada meno bene in curva rispetto a un'auto identica con un baricentro più basso.
Un pneumatico sgonfio o sgonfio provoca una diminuzione dell'aderenza che può essere pericolosa in curva o in frenata aumentando lo spazio di frenata. La pressione è quindi un fattore importante che deve essere controllato regolarmente. Questo è misurato a freddo.
I dati sulla sicurezza stradale in Francia indicano che “nel 2003, gli pneumatici sono stati associati al 9% degli incidenti mortali sulle autostrade. "
Un pneumatico sgonfio subisce una maggiore deformazione dei fianchi e del battistrada, le cui principali conseguenze sono una più rapida usura del pneumatico, una cattiva tenuta di strada, soprattutto in caso di pioggia, un aumento del rischio di scoppio dovuto all'eccessivo riscaldamento e un aumento del consumo di carburante del veicolo. Un pneumatico troppo gonfio si consuma anche più rapidamente ma al centro del battistrada ed è più sensibile allo strappo della gomma (in particolare allo scivolamento). I fianchi del pneumatico sono più rigidi, il che riduce la superficie di contatto tra il pneumatico e il terreno e quindi comfort e aderenza.
Alcuni veicoli recenti sono dotati di un sistema di monitoraggio automatico della pressione dei pneumatici (TPMS). Da allora, nell'Unione Europea , tutti i nuovi veicoli ne sono stati dotati.novembre 2014.
Aria e azotoPiù raramente un pneumatico viene gonfiato con aria con azoto quasi puro. Sebbene l'aria contenga già il 78% di azoto, alcuni professionisti dell'aviazione o della Formula 1, ad esempio, aumentano questa proporzione e gonfiano le gomme con azoto puro. Questo gas avendo la proprietà di essere inerte e stabile potrebbe mantenere una pressione leggermente più costante anche in caso di forte riscaldamento del pneumatico. Esiste una controversia sull'introduzione di questo metodo per i veicoli privati . Questi infatti sono sottoposti a sollecitazioni molto minori che rendono meno avvertibile la differenza con l'aria. D'altra parte, l'inflazione diventa esigibile ed è spesso criticata per avere un prezzo ingiustificato mentre l'inflazione con l'aria è spesso gratuita e ritenuta soddisfacente. Chi lo usa dovrebbe, in linea di principio, dover regolare il gonfiaggio più di rado, ma dovrebbe comunque controllare regolarmente le pressioni. I pneumatici gonfiati con azoto hanno solitamente una valvola di colore diverso, spesso verde .
L'usura degli pneumatici viene verificata regolarmente perché pneumatici eccessivamente usurati rappresentano un pericolo: provocano una diminuzione dell'aderenza, soprattutto sul bagnato, che si ripercuote negativamente sugli spazi di frenata e sulla tenuta di strada. Gli indicatori di usura sono presenti su tutti i modelli venduti in Francia.
I pneumatici devono avere un'altezza minima del battistrada di 1,6 mm su tutta la circonferenza e su una fascia centrale costituita da tre quarti della larghezza del pneumatico. I pneumatici hanno indicatori di usura situati nelle scanalature principali, simili a piccoli dossi. Quando il livello di usura del battistrada raggiunge lo stesso livello di questo indicatore di usura, il pneumatico è al limite legale e deve essere sostituito.
Conseguenze dell'usuraUna conseguenza dell'usura degli pneumatici è la sovrastima della velocità rispetto alla velocità indicata. Così, ad esempio, un pneumatico “195/65 R 15 91 H 6 M + S” con un'usura di 3 mm indurrà una sovrastima della velocità dello 0,95%: un misuratore che visualizza una velocità corretta per un pneumatico nuovo indicherà 100 km/h quando si guida a una velocità effettiva di 99,05 km/h . Tuttavia questo resta trascurabile perché i costruttori hanno previsto questi effetti, oltre al fatto che le normative consentono un certo margine di manovra intorno ai diametri nominali e che è meglio, per la sicurezza di tutti, sopravvalutare la velocità rispetto al contrario .
Uno strappo laterale non superficiale richiede la sostituzione del pneumatico, invece, se il battistrada è forato (es. da una vite), solitamente si può fare una riparazione utilizzando toppe o "funghi" per ripristinare la tenuta del pneumatico. La testa del fungo maschera l'orifizio interno del piercing mentre il piede ostruisce il condotto; dopo che la colla si è asciugata, viene tagliata a filo con il battistrada.
Il codice della strada francese richiede di avere gli stessi pneumatici (tipo, marca, misura e usura) sullo stesso asse.
Per un'automobile a trazione anteriore, è generalmente consigliabile posizionare i pneumatici meno usurati nella parte posteriore. L'asse anteriore è sterzante, quindi quando giri il volante, sono loro a dare la direzione al resto del veicolo. Le gomme posteriori seguono, ma la loro aderenza è assolutamente necessaria per mantenere la stabilità del veicolo, in rettilineo come in curva. Il pilota è consapevole dell'aderenza delle sue gomme anteriori. Correggerà il suo movimento o rallenterà il ritmo se sente le gomme prima di scivolare in frenata o in curva. Se le gomme posteriori sono più usurate, in condizioni di bagnato, le gomme anteriori possono avere abbastanza grip per girare o frenare ma non le gomme posteriori. Se scivolano, il veicolo gira.
Un veicolo con le gomme anteriori che offrono meno grip rispetto a quelle posteriori tenderà a sottosterzare, cioè ad andare dritto. A seconda delle condizioni degli pneumatici e della dinamica del veicolo (i veicoli recenti tendono a sottosterzare), questo può essere controproducente, soprattutto su strade tortuose.
Per le basse temperature è preferibile utilizzare pneumatici invernali che abbiano una gomma studiata per funzionare in modo ottimale a temperature uguali o inferiori a 7 °C, mentre molti pneumatici “estivi” sono pubblicizzati come non destinati alla guida a temperature inferiori a 3 °C , la gomma si indurisce con il freddo e perde la sua viscoelasticità . Inoltre la temperatura della strada è di circa 3 °C inferiore a quella dell'aria a causa della presenza occasionale di brina, neve o ghiaccio.
Il cambio gomme inverno/estate dà luogo generalmente ad una verifica dell'equilibratura di queste e all'aggiunta di una eventuale guarnizione sul cerchio per correggere l'equilibratura. Durante il cambio è importante mantenere la stessa posizione delle gomme sinistra/destra, che generalmente è indicata sulla gomma, perché si consumano in modo diverso e antagonistico. Le gomme anteriori si consumano più velocemente durante la trazione e si consiglia che le gomme posteriori siano la condizione migliore o l'asse posteriore potrebbe perdere aderenza prima dell'asse anteriore. Se i pneumatici posteriori sono più usurati di quelli anteriori, c'è il rischio che il veicolo scivoli in una curva brusca o quando si frena su strade bagnate (o ghiacciate). Su una propulsione , l'usura è uniforme o casuale. Le catene da neve completano la gamma di azioni per migliorare la trazione sulla neve oltre agli pneumatici invernali (rimuoverle non appena non sono più indispensabili).
In alcuni paesi l'uso degli pneumatici invernali è obbligatorio.
Il rapporto BEA-TT sull'incidente del pullman avvenuto il26 maggio 2018sull'autostrada A7 a Chantemerle-les-Blés (Drôme) indica che la causa dell'incidente è stata lo scoppio di un pneumatico, probabilmente causato dall'usura interna derivante da un precedente urto esterno .
Contesto ambientale: il progresso tecnico ha consentito agli pneumatici di ridurre leggermente il consumo di carburante di ciascun veicolo stradale. Ciò ha ridotto le emissioni inquinanti per veicolo. Ma il numero dei veicoli è aumentato così tanto che lo pneumatico rimane un problema ambientale: nel 2005 "più dell'80% delle particelle respirabili urbane (PM10) proveniva dal trasporto su strada" e "l'usura di pneumatici e freni è responsabile di 3 a il 7% di queste emissioni” .
I paesi ricchi producono quantità considerevoli di pneumatici: 285 milioni all'anno, solo per gli Stati Uniti, ma un pneumatico perde fino a diversi millimetri di materiale all'anno su tutto il suo "battistrada".
Secondo uno studio della società Emissions Analytics, ancor più dell'inquinamento indotto dal consumo eccessivo di carburante dovuto alla resistenza al rotolamento , gli pneumatici sono responsabili di un inquinamento da polveri sottili che potrebbe essere fino a "mille volte superiore" a quello delle sole emissioni di scarico dei veicoli . Questa differenza di un fattore di ordine tre si spiega principalmente con il fatto che mentre le emissioni di polveri sottili dovute ai gas di scarico dei motori a combustione interna sono state progressivamente ridotte molto a causa di più normative, oltre ad essere più stringenti in un certo numero di paesi - in particolare i paesi membri dell'UE - non esiste ad oggi alcuna normativa riguardante le particelle emesse dall'usura dei pneumatici, che sono però anche dannose per la salute e per l'ambiente rispetto alle particelle dei gas di scarico, a causa della stessa natura ( entrambi sono particelle elementari di carbonio , che conferiscono il loro colore nero agli aerosol inquinanti e che rappresentano fino al 20% delle particelle più fini - cioè 2,5 μm - nelle zone di traffico). Secondo lo stesso studio, l'entità di questo inquinamento sarebbe rafforzata dallo sviluppo sul mercato delle autovetture , veicoli sempre più pesanti e massicci, siano essi SUV , da un lato , o veicoli dall'altro, veicoli elettrici o veicoli ibridi massicci, che risultano più pesanti dei veicoli convenzionali a causa del peso delle batterie che trasportano: il peso di questi veicoli combinato con l'elevato volume dei pneumatici di questo tipo di veicolo, quindi con una superficie di rotolamento soggetta a La maggiore usura spiegherebbe perché una maggiore quantità di materiale strappato dai pneumatici fuoriuscirebbe nell'atmosfera sotto forma di particelle fini. Inoltre, le maggiori prestazioni dei veicoli elettrici in accelerazione, sia con partenza da fermo che in ripresa, comportano un maggior degrado del materiale dei pneumatici per chilometro percorso, e quindi una maggiore emissione di particelle di carbonio da strappo. Le soluzioni proposte dagli autori sono una riduzione generale del peso medio dei veicoli privati - inversa rispetto alla tendenza attuale -, la generalizzazione di pneumatici di alta qualità attraverso misure normative e la presa in considerazione dell'emissione totale di particelle. veicoli (gas di scarico, abrasione di pneumatici e pastiglie dei freni) entro gli standard normativi, invece delle sole emissioni del motore come avviene attualmente.
Non sorprende che uno studio (2009) mostri che elementi dell'asfalto si trovano anche nei residui di usura dei pneumatici . Tuttavia, l'asfalto ora contiene spesso gomma proveniente dal riciclaggio di vecchi pneumatici .
I pneumatici contengono molti additivi ( caricanti , antiossidanti , antiozonizzanti, acceleratori di vulcanizzazione , ecc. ) che variano a seconda della marca, dei tempi e del tipo di pneumatico.
L'usura dei pneumatici è una fonte di allergeni introdotti nella polvere urbana e negli spruzzi stradali .
La letteratura scientifica e medica cita in particolare:
Per rendere la gomma naturale o sintetica stabile ai raggi ultravioletti e più resistente al calore, all'usura, alla deformazione e al sale stradale , sono stati incorporati molti additivi, tra cui prodotti organici, metalli pesanti e metalloidi, plastificanti , benzotiazoli , parafenilendiammine, tra cui isopropilamminodifenilammina, molto allergenici.
Alcuni di questi prodotti sono mutageni .
Alcune di queste molecole hanno dimostrato di essere mutagene in vivo e in vitro ( comet test ).
Il nerofumo dipende principalmente dalla gomma (con una dimensione da 50 a 600 nm , o agglomerati di 227 .mu.m in media, il 90% del suo utilizzo mondiale è come riempitivo in gomma, pneumatico essenzialmente). Viene introdotto nella gomma del pneumatico sotto forma di particelle molto piccole. Durante il processo produttivo, molte di queste particelle adsorbono molecole organiche di tipo PAH .
Il nerofumo è ecotossico e tossico . È un prodotto cancerogeno dimostrato negli animali da laboratorio e si ritiene che sia cancerogeno dall'ARC per l'uomo. I lavoratori esposti a questo prodotto hanno un aumentato rischio di cancro ai polmoni , ma non è stata dimostrata alcuna relazione dose-risposta (e uno studio tedesco non ha mostrato un aumento del rischio di cancro ai polmoni stomaco, polmone o laringe negli operai esposti).
Un ambiente acido peggiora il rilascio di metalli dalle particelle derivanti dall'usura dei pneumatici e l'inquinamento automobilistico è di per sé inacidificante.
IPA e COV : dopo la pioggia , i percolati di vari materiali ampiamente utilizzati dall'industria automobilistica contengono e diffondono PA, alchilfenoli etossilati e BPA si trovano nelle acque di scolo .
Gli IPA sono molto presenti negli pneumatici, almeno fino alla metà degli anni 2000-2010 a causa dell'utilizzo da parte dei produttori di idrocarburi altamente aromatici (olio HA).
I tossicologi specializzati in queste problematiche speravano che in Europa l'etichettatura ambientale dei pneumatici avrebbe potuto rendere gli IPA meno frequenti e/o meno abbondanti negli pneumatici nuovi, ma questa etichettatura (obbligatoria dal 2012, dopo essere stata negoziata con i produttori) ha infine mantenuto solo 3 parametri (efficienza energetica, capacità di frenata sul bagnato e rumorosità). Non dice nulla sugli ingredienti tossici o non tossici del pneumatico. Si prevede che gli oli altamente aromatici verranno utilizzati di meno ma in tal caso gli IPA continueranno a fluire dalla gomma di pneumatici vecchi e/o usurati da veicoli non europei. Dosi molto basse inducono un effetto subletale nella trota: nel 2003, Stephensen et al. hanno mostrato che gli IPA dei pneumatici inducono un'attività deleteria dell'etossiresorufin-O-deetilasi (EROD) nella trota iridea. Trote poste in vasche con un pneumatico contenente oli HA nel battistrada o un pneumatico senza oli HA mostrano un'intera induzione del citocromo P4501A1 (CYP1A1) da 24 h. Le analisi della bile dei pesci esposti mostrano IPA idrossilati e composti azotati aromatici che mostrano che questi composti sono ben assorbiti dall'acqua da questi pesci. Dopo 15 giorni di esposizione, l'attività di EROD e l'mRNA del CYP1A1 sono rimasti alti e un po' più intensi nei pesci esposti all'HA rispetto ad altri. In entrambi i gruppi sono state osservate attivazione di antiossidanti e anomalie nel livello di glutatione totale nel fegato, glutatione reduttasi epatica, glutatione S-transferasi e glucosio-6-fosfato deidrogenasi; più chiaramente nel gruppo esposto ad HA. Nel 2005 è stato dimostrato che disturbi simili compaiono in trote poste in acquari alimentati con acqua da tubi di gomma contenenti due additivi comuni (2-mercaptobenzotiazolo o MBT e difenilammina o DPA e composti strutturalmente correlati), che sembrano essere coinvolti. , e che sono anche trovato nella bile dei pesci. In questo caso, le misurazioni di Vitellogenina non hanno indicato un effetto estrogenico .
Di interferenti endocrini (e composti fonte di lesioni epatiche) vengono dispersi dall'usura (e dai granuli o dai pneumatici "briciolati" introdotti nei campi sportivi artificiali in erba sintetica ).
Un recente studio (2017) ha esposto frammenti di pneumatici a test di lisciviazione con metanolo e acqua, dimostrando che i pneumatici rilasciano nell'ambiente (in particolare l'acqua di scolo stradale) due interferenti endocrini:
Negli anni 2010 , questi prodotti si trovano ora in tutti i deflussi urbani.
Dagli anni '90, i ricercatori hanno sostenuto studi interdisciplinari e modellizzazione dell'inquinamento associato alla gestione dei pneumatici usati.
È stato dimostrato (2006) che le sostanze rilasciate dai pneumatici sono tossiche per le dafnie (specie modello comuni in tossicologia) e nel 2009 che si possono trovare "in tutti i comparti ambientali, compresi aria, acqua, suoli/ sedimenti e biota". " ; i livelli massimi (PEC) di microparticelle da usura dei pneumatici nelle acque superficiali variano da 0,03 a 56 mg/l , salendo da 0,3 a 155 g/kg di sostanza secca nei sedimenti , due mezzi in cui possono essere assorbiti dagli animali, soprattutto filtratori . Uno studio basato su Ceriodaphnia dubia e Pseudokirchneriella subcapitata ha cercato di calcolare il PNEC ( inglese : Predicted No Effect Concentrations ) e il rapporto PEC / PNEC per acqua e sedimenti. Questo rapporto ha superato il valore 1, il che significa che queste particelle presentano un potenziale rischio per gli organismi acquatici, suggerendo che sarebbe utile trattare o gestire le particelle di pneumatici usati soprattutto nel deflusso stradale e urbano. Nel 2009 diversi test di laboratorio ecotossicologici ( sull'alga Pseudokirchneriella subcapitata , due crostacei: Daphnia magna , Ceriodaphnia dubia , e su un pesce Danio rerio ) hanno confermato questi rischi a medio e lungo termine per tre diversi tipi di pneumatici, alle concentrazioni previste nel questi effetti ecotossici e reprotossici sono stati attribuiti allo zinco da un lato e ai composti organici lisciviati.
Distinzione pneumatici estivi/invernaliDiversi studi hanno dimostrato che il contenuto di uno pneumatico in prodotti tossici o ecotossici varia notevolmente a seconda della marca, del tipo di pneumatico, dell'età o del paese di produzione. Inoltre, c'è una differenza importante tra pneumatici estivi e pneumatici invernali. La Svezia è una delle dozzine di paesi nordici (o di altitudine) che utilizzano pneumatici invernali nella stagione fredda. Nel 2005, i ricercatori si sono chiesti se i due tipi di gomma mostrassero tossicità diverse: hanno esposto la dafnia all'acqua in cui aveva macerato per 72 ore i raschiamenti di dodici pneumatici per auto (marchi scelti a caso ma comprendenti pneumatici estivi e invernali). Gli effetti tossici sono comparsi nella metà delle dafnie esposte dalle prime 24 ore per un percolato da 0,29 a 32 g di pneumatico grattugiato per litro d'acqua, ed entro 48 h per percolato meno concentrato ( 0,062 5 a 2,41 g/l di acqua); e gli pneumatici estivi erano più tossici di quelli invernali. Dopo le 48 ore di esposizione , le dafnie sono state esposte alla luce UV per 2 ore per testare l'eventuale presenza di composti fototossici . Dopo l'attivazione UV, gli EC50 variavano da 0,062 a 0,38 g/l . Quattro dei dodici pneumatici hanno mostrato una forte fotoattivazione (tossicità più che decuplicata). Questo studio ha mostrato che i metodi per valutare la tossicità dei pneumatici dovrebbero tenere maggiormente conto della varietà di pneumatici (estate/inverno compresi) e del potenziamento da parte dei raggi solari UV, in particolare per stabilire l'etichettatura ambientale dei pneumatici auto, che altrimenti potrebbe essere affetti da gravi bias di valutazione.
Durante la guida, un pneumatico si deforma e si surriscalda, anche se gonfiato correttamente, causando una dissipazione di energia e quindi una resistenza al rotolamento. Fino a 80 km/h , questa resistenza sarebbe responsabile di circa il 20-30% del consumo . Questa resistenza, che generalmente è dell'ordine di 10-15 kg/tonnellata (cioè dall'1,0 all'1,5% del peso del veicolo) potrebbe scendere a meno di 0,7 kg/tonnellata con pneumatici speciali .
I principali produttori hanno avviato programmi di ricerca per ridurre questa resistenza, senza compromettere il potenziale di aderenza del pneumatico, soprattutto in caso di pioggia, come è stato il caso dei primi pneumatici verdi negli anni '90. la riduzione di 120 g/km delle emissioni di CO 2fissata dalla Commissione Europea per il 2012. La ricerca si concentra, tra l'altro, sull'introduzione di nuove silici nella gomma ( Michelin ) e sull'utilizzo di nuovi materiali di origine vegetale sotto forma di nanoparticelle ( Goodyear ).
I biomimetici sono alla ricerca di sostituti più ecologici per plastiche e gomme. recentemente (nel 2019 ) un articolo pubblicato da Acta Biomaterialia ha mostrato che i tessuti morbidi del lato ventrale dell'aragosta sono così resistenti ed elastici da poter essere paragonati alla gomma industriale utilizzata per realizzare pneumatici , ma realizzata a temperatura ambiente e senza prodotti tossici . È una forma di chitina composta per circa il 90% di acqua (che la rende particolarmente elastica e resistente. È disposta in fogli di spessore microscopico il cui orientamento delle fibre varia per ogni foglio; come nel compensato ).
Abbandonati in natura o gettati in discarica, i pneumatici sono rifiuti inquinanti e non biodegradabili . Sono una fonte di percolato inquinante e incendi potenzialmente gravi. Gli incendi dei pneumatici, che sono difficili da estinguere e possono bruciare per giorni o addirittura settimane, producono fumi altamente tossici.
Bruciarli è anche inquinante (secondo studi americani citati da INERIS, bruciando 1 kg di pneumatico si producono 100 g di fuliggine , responsabile del colore nero del fumo del pneumatico, che contiene anche acido solforico , e il surriscaldamento del pneumatico rilascia una pirolisi nera e maleodorante olio (in media 5 l per pneumatico) che inquina il suolo e l'acqua Gli incendi " accidentali " di discariche di pneumatici possono anche inquinare l'acqua e il suolo. 000 t di pneumatici rilasciati in Scozia circa 90 m 3 di petrolio che ha ucciso tutta la vita su 10 km di fiume; un incendio a Hagersville (Canada) ha richiesto il recupero e il trattamento di 700 m 3 di olio di pirolisi, oltre a 1.500 m 3 di acqua contaminata Incendi di pneumatici a Sarreguemines (1991) e Relais-sur-Mer (1992 ) produceva anche quantità significative di oli .
Per decenni, i pneumatici sono stati utilizzati per fissare teloni agricoli, come barriere paraurti per auto o parabordi per barche, e persino per realizzare giochi per bambini o "paesaggistica" o pseudo scogliere artificiali , usi ora controversi o vietati a causa della lisciviazione di metalli e altri contaminanti chimici che poi contaminano acque, suoli ed ecosistemi .
Abbandonati o utilizzati all'aria aperta, questi sono habitat popolari per ratti e zanzare (localmente suscettibili di trasportare virus come chikungunya ; Il pneumatico nero si riscalda al sole ed è abbastanza impermeabile da trattenere fino a diversi litri di acqua. tempo necessario per la crescita e la schiusa accelerata delle larve di zanzara).
In Francia è vietato qualsiasi abbandono di rifiuti in natura e combustione all'aperto. I produttori (o importatori) devono raccogliere e trattare i pneumatici usati, ma non per le scorte ante 2004 (114 depositi di circa 240.000 tonnellate di pneumatici). il20 febbraio 2008, un accordo interprofessionale firmato dall'intera industria del pneumatico sotto l'egida di Nathalie Kosciusko-Morizet consente l'evacuazione e il recupero (in sei-otto anni, ad un costo stimato di 7 milioni di euro) delle 80.000 tonnellate di pneumatici che rimangono a essere processato in Francia.
Un decreto del 2002 vietava qualsiasi attività organizzata di incendio industriale o commerciale, atto sanzionato dal codice ambientale con due anni di reclusione e 75.000 euro di multa. La combustione dei pneumatici durante le manifestazioni è vietata dalle norme sanitarie dipartimentali , che i sindaci devono far rispettare (multe di terza classe).
La ricostruzione è molto comune per i pneumatici degli aerei e circola in alcuni paesi per i camion e le macchine movimento terra pesanti (produce pneumatici meno costosi del 40%). Ma il riciclaggio completo di rottami metallici e gomma richiede canali organizzati e attrezzature sofisticate. Nella maggior parte dei paesi è vietata la combustione dei pneumatici all'aperto o altrove che non sia in un cementificio o in un inceneritore specializzato. In tutto il mondo sono molte le discariche di pneumatici che pongono problemi di sicurezza (nel 2007, in Francia si registravano ancora circa 80.000 tonnellate).
Negli Stati Uniti sono stati sperimentati grandi reef artificiali realizzati con pneumatici. Fu un completo fallimento, a causa della loro tossicità e della scarsa resistenza di questi pseudo-reef di fronte alle tempeste.
Ora è noto devulcanizzare (sotto microonde ) pneumatici frantumati per recuperare la gomma depolimerizzata, ma questo può anche aiutare a rilasciare additivi o sottoprodotti tossici.
La briciola di gomma Derivato da pneumatici usati, la Direttiva Europea 21/2007 lo definisce come "risultante dal processo di granulazione di pneumatici usati di dimensioni inferiori a 1 mm e con un contenuto di particelle inferiore a 0,063 mm non superiore al 15%" . Composto essenzialmente da gomma naturale e sintetica, non deve contenere "materiali ferromagnetici, tessili o inquinanti in proporzioni rispettivamente superiori allo 0,01%, 0,5% e 0,25% in peso" .Il gruppo danese Genan (o Genan A/S ) è dagli anni '90 specializzato nel riciclaggio completo dei materiali che compongono i pneumatici; la briciola di pneumatico viene utilizzata in alcuni asfalti, erba artificiale , rivestimenti per parchi giochi o piste sportive, ecc., Realizzati con pneumatici frantumati, spogliati della loro carcassa metallica ed elementi tessili. I pneumatici usati sono stati utilizzati per costruire serbatoi sotterranei, argini, dighe o pavimentazioni di serbatoi; usi controversi).
Uno studio (2005) ha valutato il loro utilizzo come “attenuatori d'urto riutilizzabili” per mitigare la gravità di alcuni incidenti, a basso costo e sono state testate alcune applicazioni di protezione (es: per proteggere l'impianto di trattamento delle acque reflue di Anfitria dalla caduta di massi . Tagliati in grandi stecche assemblate da cavi pieni che passano al centro delle stecche, si ottengono coperture molto pesanti utilizzate durante la granigliatura evitando le proiezioni di detriti quando vengono posate sulla roccia da fratturare. La polvere può essere agglomerata e venduta in pellet, che sono stati proposti per aree paesaggistiche, sportive o giochi per bambini o per prati artificiali o anche (nel 1999) come ammendante interrato (anche in zone abitate) o terreno, uso rapidamente controverso, a causa alla lisciviazione (rilascio nell'acqua) di metalli tossici e altri inquinanti (organici) da frammenti di pneumatici.
I pneumatici usati vengono utilizzati in alcune costruzioni come elemento strutturale di pareti portanti riempiendoli di terra compressa, ad esempio Earthship è un tipo di pneumatici per il riciclaggio di case bioclimatiche.
Negli anni 2000 negli Stati Uniti circa l'80% degli pneumatici usati (circa 233 milioni di pneumatici) veniva “riciclato” all'anno (otto volte di più rispetto al 1990). Secondo la Rubber Manufacturers Association , nel 2003 negli Stati Uniti sono stati prodotti quasi 290 milioni di pneumatici e di questi, più di 28 milioni (quasi il 10% dei pneumatici usati) sono stati utilizzati per realizzare substrati di terreno. giochi e altre superfici sportive o " asfalto flessibile" (legante o rivestito con bitume modificato integrando la gomma, che utilizza una formula inventata più di un secolo fa (1840) con una miscela lattice-bitume, la cui formulazione fu migliorata nel 1960 da Mc Donald, negli Stati Uniti , ma che allora era ancora troppo costoso per essere utilizzato su scala media o grande). Negli anni 2000, a seconda dei casi, la mollica di gomma veniva utilizzata anche nel terreno o nel seminterrato, o - eventualmente colorata - integrata nello strato superficiale (pista per jogging o corsa, o parco giochi per esempio) .
Barriera per pneumatici antitraccia in uscita su circuito da corsa.
Imbarcazione pneumatica da difesa .
Parafango pneumatico tipo Yokohama .
Sandali fatti di pneumatici in Perù.
Oscillazione.
Mangiatoia per animali.
Giardinaggio.
Tour dei pneumatici in Corea del Sud.
Scultura a forma di cigno.
Bruciare pneumatici recuperando energia è una soluzione sempre più utilizzata, ma fonte di forte inquinamento se questa combustione viene effettuata all'aria aperta o senza un sofisticato sistema di filtrazione delle particelle e lavaggio di gas e fumi. Molti cementifici lo hanno utilizzato come combustibile alternativo , a volte fin dagli anni '70 .
Nel 1991 sono stati inceneriti solo 25,9 milioni di pneumatici (10,7% del totale). Nella maggior parte dei casi, i pneumatici devono essere stoccati, trasportati, trasformati (sgrassati, sfibrati e frantumati), che è anche fonte di altro inquinamento. Secondo l'EPA, bruciando il pneumatico frantumato sprigiona tanto calore quanto a parità di peso il petrolio, e il 25% in più del carbone, ma le ceneri e i residui di filtrazione prodotti dovrebbero essere trattati e smaltiti come rifiuti tossici , sebbene contengano a volte meno di certi metalli rispetto alle ceneri di certi carboni. I fumi contengono meno NOx e zolfo di quelli prodotti da molti carboni americani, soprattutto ad alto contenuto di zolfo. L'Agenzia sostiene l'uso responsabile dei pneumatici nei forni per cemento di Portland e in altri impianti industriali, a tre condizioni: avere un piano di stoccaggio e movimentazione dei pneumatici; Ottenere un permesso statale federale ed essere in regola con i requisiti di tale permesso.
Ad esempio, negli Stati Uniti, nel 2003, su oltre 290 milioni di pneumatici usati prodotti nell'anno, quasi 100 milioni sono stati riciclati in nuovi prodotti e 130 milioni sono stati riutilizzati come combustibile in vari impianti industriali. , ovvero circa il 45% di tutti i pneumatici usati per l'anno.