Para qué los fabricantes agregan sílice a las mezclas de caucho de sus neumáticos
El dióxido de silicio se utiliza como relleno en muchas industrias, y, por ejemplo, en la industria de la construcción se utiliza en la producción de hormigón y ladrillos. En su mayoría, se obtiene a partir de arena de cuarzo, sin embargo, el cuarzo cristalino producido de esta manera no es apto para su uso en la producción de neumáticos, y en su lugar, las empresas compran silice "amorfa" tratada técnicamente, y este material comenzó a utilizarse en la industria relativamente recientemente.
A mediados de la década de 1990, Continental se convirtió en uno de los primeros fabricantes de neumáticos en darse cuenta del potencial del dióxido de silicio como relleno para mezclas de caucho. Al comienzo de esa década, la empresa realizó los primeros experimentos, que resultaron extremadamente prometedores. Las propiedades del material se activan en el proceso de mezcla de caucho, cuando el dióxido de silicio reacciona con el silano, que actúa como agente de unión. En la siguiente etapa, es decir, durante la vulcanización, la mezcla de caucho se somete a presión a temperaturas de 120 a 160°C, y gracias a moldes especiales, el neumático adquiere su forma. Para transformar la mezcla de polímeros y silice en caucho elástico, se utiliza azufre, que forma puentes entre las largas cadenas moleculares del caucho durante la vulcanización. Al mismo tiempo, el dióxido de silicio, al interactuar con el silano, forma enlaces adicionales, creando una red molecular muy resistente, lo que mejora las propiedades del neumático, como la adherencia en carreteras mojadas, la resistencia al desgaste y la eficiencia del combustible. Al mismo tiempo, los neumáticos también soportan mejor las cargas extremas.
“La adición de silice a las mezclas de caucho ha sido una revolución en la industria del neumático, lo que nos ha permitido reducir casi a la mitad las distancias de frenado en carreteras mojadas”, dice el profesor Burkhard Wies, quien en la década de 1990 desarrolló los primeros neumáticos con contenido de dióxido de silicio, y ahora dirige el departamento de investigación aplicada e innovación de Continental. “La silice también reduce el daño al medio ambiente, ya que reduce la resistencia a la rodadura, aumentando la autonomía de los vehículos eléctricos y reduciendo el consumo de combustible de los vehículos con motores de combustión interna”.
Las primeras pruebas en carretera de los neumáticos fabricados con el nuevo relleno en 1994 demostraron un aumento significativo en la eficiencia del frenado en superficies mojadas y una reducción de la resistencia a la rodadura en comparación con los neumáticos producidos solo con tecnográfito. Un año después, Continental utilizó silice por primera vez en la producción de un neumático en serie, que fue el Continental ContiEcoContact CP, y en 1996 se lanzó el ContiWinterContact TS 770, el primer neumático de invierno con dióxido de silicio en su composición.
“En combinación con el uso de medios de seguridad pasivos, como los sistemas de frenos antibloqueo y los cinturones de seguridad, la introducción de la silice ha ayudado a reducir significativamente el número de víctimas en las carreteras”, señala Wies.
Ahora, los desarrolladores de empresas de neumáticos están trabajando para hacer que la silice, al igual que otros materiales utilizados, sea más ecológica, y una de las fuentes de materias primas se ha convertido en la ceniza de la cáscara de arroz, que permite obtener dióxido de silicio con las propiedades necesarias. La cáscara de arroz es un subproducto de la producción de arroz que no se puede utilizar como alimento o forraje para animales. Sin embargo, la producción de silice a partir de la ceniza de la cáscara de arroz es más eficiente en términos energéticos en comparación con la obtención a partir de materias primas tradicionales, como la arena de cuarzo. Ahora, la silice “verde” ya se utiliza en la fabricación de neumáticos para automóviles, como el Continental UltraContact NXT, que es el producto más ecológico del conglomerado alemán hasta la fecha.