Ruedas para vehículos que funcionan sin aire

Un equipo de ingenieros de la Universidad de Wisconsin-Madison y Resilient Technologies LLC, mediante la financiación del Departamento de Defensa de los EE.UU. por valor de 18 millones de dólares, han finalizado el desarrollo de una rueda no neumática para ser colocadas en vehículos militares de alta gama como los Humvees. Esto ofrece la capacidad de soportar entornos extremos que comúnmente se dan en situaciones de combate. El proyecto podría ser literalmente un salvavidas para los militares, ya que en muchas ocasiones en el conflicto de Irak, los neumáticos convencionales han demostrado ser débiles en vehículos todo terreno en zonas enemigas, donde quedan expuestos ante artefactos explosivos improvisados (IEDs).

El principal problema al que se enfrentan los militares ante este tipo de explosivos, es que en su detonación, los neumáticos salen disparados al producirse la explosión cercana a la base del vehículo. Esto provoca que los convoyes queden varados sin posibilidad de desplazarse hacia una zona más resguardada y segura. Sin embargo, a partir de ahora, quedarán plenamente protegidos mediante unas ruedas que resisten explosivos, así como el impacto de balas y metralla.

Durante los últimos cuatro años, los ingenieros de la empresa Resilient Technologies LLC han desarrollado prototipos iniciales para implementar esta clase de ruedas en bicicletas, cortacésped y, por último, en los Humvees de la Guardia Nacional. Su evolución definitiva ha venido a mano del Centro de Ingeniería de Polímeros (PEC) de la Universidad de Wisconsin, subcontratista de la investigación, donde dos estudiantes de postgrado bajo la dirección general del profesor de ingeniería mecánica Tim Osswald, han conseguido establecer los objetivos marcados por el proyecto final.

Además de realizar la investigación sobre la base de polímeros, el PEC trabaja con docenas de compañías, grandes y pequeñas, en las pruebas de materiales y desarrollo de productos. El proyecto presentó uno de los retos más complicados para el laboratorio que jamás haya afrontado, dado que fue necesario el replanteamiento absoluto sobre el diseño, y así cumplir los requisitos en el rendimiento del neumático.

El objetivo era reducir la variación en la rigidez de la llanta, para que pudiese transmitir las cargas de manera uniforme y fuese más homogénea, con lo cual, el mejor diseño para tal fin fue planteado como “nido de abeja”. Osswald y los ingenieros Nick Newman y Foltz Eric, realizaron pruebas y simulaciones que ayudó a confirmar la calidad de su concepto de diseño único. Además, también estudiaron otros diseños de llantas sin aire, como los incluidos en Michelin “Tweel”, para determinar sus propiedades en comparación con el diseño de resistencia primario.

El diseño fue recientemente patentado, basado principalmente en un patrón preciso de seis celdas que se organizan como un panal de abejas. La geometría del mismo también hace una gran labor al reducir los niveles de ruido, el calor generado durante su uso y dos problemas comunes con las opciones anteriormente indicadas.

Aunque la aplicación militar es el mercado primario más urgente, los ingenieros esperan que el neumático alcance un gran potencial para prácticamente cualquier vehículo, evitando que una rueda pinchada provoque dolores de cabeza a sus ocupantes. Esto incluye vehículos todo terreno, equipos de minería, maquinaria agrícola y equipos de construcción. La industria del automóvil de pasajeros puede estar en el horizonte también en los próximos años. Finalmente, es posible que en esta ocasión decir que se ha reinventado la rueda no responda a una metáfora, sino a una realidad.

Más información | College of Engineering UW-M