BMW ha presentado recientemente el M4 GTS, la versión más deportiva del M4. Según la marca, es el primer vehículo producido en serie que puede llevar como opción unas llantas fabricadas con una combinación de aluminio (centro de la llanta y radios) y fibra de carbono (anillo exterior). Ford ya equipa unas llantas de fibra de carbono completamente en el Shelby GT350R Mustang y Koenigsegg en el One:1. Una de las virtudes de las llantas hechas con fibra de carbono es que pesan menos. Las del M4 GTS, 1,75 kg menos (por llanta) que las llantas de aluminio forjado que lleva de serie.
Es posible que parezca poco ahorro de peso en comparación con el total del vehículo para que produzca un efecto en sus reacciones, pero esto no es así. Antes de explicar por qué, conviene entender la diferencia entre masa suspendida y no suspendida. La masa suspendida es la soportada por la suspensión (la carrocería y todos sus elementos, incluidos parte de la propia suspensión al ir unida al chasis) y la no suspendida, el resto.
Cuando la rueda de un vehículo pasa por encima de un bache, el neumático sufre una compresión que se traduce en una fuerza sobre la masa no suspendida (esto provoca que la rueda suba o baje, gracias a la suspensión). Ahora bien, la Tercera Ley de Newton (principio de acción y reacción) establece que todo cuerpo que ejerce una fuerza sobre otro cuerpo recibe de él una fuerza de igual magnitud en sentido inverso, de manera que la masa no suspendida responde al bache con un movimiento propio, acorde a la fuerza que le llegó en primer lugar.
Por lo tanto, con cada irregularidad, las ruedas realizan un movimiento de rebote provocado por fuerzas inversas, que les permiten mantenerse en contacto con el terreno. Es en este punto cuando la ligereza de una llanta determina la respuesta de la suspensión. La fuerza es el resultado de multiplicar la masa de un cuerpo por su aceleración (F=m*a). Si la masa no suspendida es menor, como ocurre con las llantas de carbono frente a las metálicas, la aceleración habrá de ser mayor para que se mantenga el valor de la fuerza (masa y aceleración son inversamente proporcionales).
Una mayor aceleración implica que los movimientos de rebote se realizan más deprisa, con lo que la capacidad que tienen unas ruedas más ligeras de filtrar las irregularidades del terreno y mantenerse pegadas a él es mayor. Además, unas llantas más ligeras mejoran la comodidad de marcha, ya que al propiciar que se absorban más vibraciones, estas llegan en menor medida al habitáculo del coche.
Hay que añadir que las ruedas no sólo reciben los efectos de la inercia producida por el desplazamiento del vehículo. Al describir un movimiento circular, también sufren una inercia rotacional que aumenta linealmente con su peso y cuadráticamente con la distancia a la que los pesos de la rueda se sitúan de su eje de rotación. Esto quiere decir que, por ejemplo, no tendría sentido montar llantas más ligeras y neumáticos más pesados. En cualquier caso, cuanta más inercia generen las ruedas al rotar, más lentas serán sus reacciones y hará falta más energía para acelerarlas y frenarlas. Unas llantas de fibra de carbono, siempre que sean más ligeras que otras iguales de diferente material, reducen las inercias rotacionales y dan al vehículo una mayor agilidad.
Los beneficios de estas llantas sólo se hacen patentes si se va a realizar una conducción deportiva en la que se busque la máxima eficacia. No tiene sentido montar unas llantas de fibra de carbono a un vehículo corriente, sobre todo porque no se apreciaría diferencia alguna y por su elevado precio de compra. Las llantas de aleación más comunes son fabricadas siguiendo los procesos de fundición, o en el caso de algunos vehículos de gama alta, de forjado.
Las llantas de fundición, que llevan la mayoría de los coches, se fabrican vertiendo el metal en un molde y dejándolo enfriar hasta que la pieza está lista. En cambio, las llantas de material forjado se producen siguiendo un proceso mecánico durante el cual el metal es sometido a grandes presiones y tratamientos térmicos. Estos provocan el endurecimiento del metal por acritud, que modifica su estructura interna y le confiere más resistencia. De las prensas hidráulicas donde se les aplica la presión, las llantas no salen con su forma definitiva, que se obtiene ‘esculpiéndolas’ mediante un proceso de mecanizado posterior. El forjado consigue que, a igualdad de masa, unas llantas sean más resistentes que otras de fundición.
BMW M4 GTS. Llantas de carbono y aluminio
Interesante artículo. Sobre esto que usted dice: «En cualquier caso, cuanta más inercia generen las ruedas al rotar, más lentas serán sus reacciones y hará falta más energía para acelerarlas y frenarlas. Unas llantas de fibra de carbono, siempre que sean más ligeras que otras iguales de diferente material, reducen las inercias rotacionales y dan al vehículo una mayor agilidad.» Supongo que también será aplicable a los árboles de transmisión. Por eso automóviles como el BMW M4 y el Nissan GTR montan esa parte de la transmisión en fibra de carbono. Si el árbol de transmisión es más ligero, hará falta menos energía para moverlo con lo cuál se debería aumentar las prestaciones y reducir el consumo.