Coluna do Quadrelli: O que gera a resistência ao rolamento de um pneu e como reduzi-la?

54PSI convida José Carlos Quadrelli para responder.

José Carlos Quadrelli: Embora a princípio possa parecer que o atrito com o solo seria a principal causa, na verdade não é. Vamos entender o que realmente acontece.

Primeiramente, vamos definir o que é a resistência ao rolamento. Como o nome diz, é a resistência que os pneus impõem quando um veículo, através de seu motor, tenta fazê-los girar para movimentá-lo. Em torno de 25% da energia necessária para mover um veículo em velocidades rodoviárias é consumida para vencer a resistência ao rolamento dos pneus (a resistência do ar e das demais partes móveis do veículo perfazem o restante). Basicamente existem quatro fontes dessa resistência:

1. Atrito do pneu com o piso: é o que possibilita transferir o torque gerado pelo motor para os pneus para que o veículo se movimente;
2. Atrito entre pneu e o aro da roda: sem o qual a transferência de torque não seria possível;
3. Arrasto aerodinâmico: o ar também impõe uma resistência causada pelo atrito do ar contra as superfícies dos pneus, embora seja bem pequena comparada com a do veículo como um todo;
4. Deformação do pneu ao girar: esta é a principal fonte da resistência ao rolamento, podendo variar de 80 a 95% do total dependendo da velocidade, temperatura, estrutura e características dos materiais que compõem o pneu. O pneu sofre uma compressão na região de contato com o piso e depois uma distensão quando ele se afasta do piso levando à ocorrência de um fenômeno chamado histerese. Esta é uma perda de energia devido ao fato de a borracha não ser completamente elástica (e sim viscoelástica), ou seja, ocorre uma deformação que é apenas parcialmente recuperada, o que resulta em um aumento de temperatura.

Quanto maior a resistência ao rolamento dos pneus, maior será o consumo de combustível do veículo e maior também a emissão de gases nocivos à atmosfera. Daí porque os pneus com baixa resistência ao rolamento recebem o nome de “pneus verdes”, menos danosos ao meio ambiente.

E o que pode ser feito para reduzir a resistência ao rolamento dos pneus? A seguir listamos algumas estratégias seguidas pelos fabricantes de pneus para conseguir isso:

1. Uso de compostos especiais de banda de rodagem: alguns compostos, em que parte do negro de fumo usado na mistura da borracha é substituído por sílica ou silano e alguns outros polímeros, possuem resistência ao rolamento mais reduzida do que os compostos convencionais;
2. Uso de compostos de componentes internos de menor histerese: são usados especialmente nas laterais (flancos) dos pneus para reduzir as perdas que ocorrem com a sua flexão cíclica ao rodar;
3. Redução da profundidade dos sulcos da banda de rodagem: o que reduz a deformação dos elementos da banda, o que é observado também com o desgaste do pneu, já que a resistência ao rolamento de um pneu gasto pode ser até 20% menor do que a de um pneu novo;
4. Aumento da pressão de inflação: tende a reduzir a faixa de contato do pneu com o solo, e tem sido usado como estratégia para reduzir o consumo de combustível em modelos mais econômicos, embora possa gerar desgaste irregular e aumentar a suscetibilidade do pneu a estouros;
5. Diminuição do peso total de pneu: como o motor necessitará de menor torque para girar o pneu, as perdas por histerese serão reduzidas.

Os dois primeiros itens têm sido usados atualmente mesmo sem comprometer a resistência ao desgaste, o que era mais comum no passado, mas a redução da profundidade dos sulcos e o aumento da pressão de inflação podem afetar sim a vida útil do pneu em comparação com pneus convencionais. Qual é o ganho em termos de economia de combustível ao se usar pneus verdes? Em geral, uma redução de 10% na resistência ao rolamento implica numa redução de consumo da ordem de 1,2 a 2,1%, embora isso irá depender da faixa de resistência ao rolamento do pneu. Existem no mercado pneus com resistência ao rolamento até 40% menor que um pneu equivalente normal, o que, em teoria, reduziria o consumo de combustível entre 5 e 10%. O usuário terá dificuldade em comprovar isso, entretanto, dado o grande número de fatores que influem no consumo, como a qualidade do combustível, variações ambientais, mudanças de itinerário, pressão de inflação etc.

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* Nascido em 20/11/57 em São Paulo-SP, formou-se em engenharia mecânica na Poli/USP em 1981 e obteve mestrado na mesma área pelo Universidade de Minnesota, nos EUA, em 1985. Trabalhou inicialmente na área de tubulações industriais pela Promon Engenharia e depois como sócio fundador da Frontenge Engenharia, empresa de consultoria em projeto industrial. Em 1994 foi contratado pela Bridgestone do Brasil onde exerceu os cargos de engenheiro de campo depois gerente e gerente geral de engenharia de vendas até 2020 quando se aposentou e hoje atua como consultor. É autor de 2 livros, um deles sobre pneus. É casado e tem uma filha.

O Pneu de Automóvel: Um Guia Básico

– As opiniões contidas nesta coluna não refletem necessariamente a opinião do 54PSI –