¿Por qué los neumáticos de bicicleta son incapaces de mantener la presión a lo largo del tiempo, mientras que los neumáticos de coche parecen tener menos problemas?

Un coche típico puede tener una presión de neumáticos de 2,5 bares y utilizar el sistema de válvulas Schrader.

Una bicicleta de montaña típica también puede tener aproximadamente la misma presión de los neumáticos, quizás un poco más, y también usar la válvula Schrader.

¿Por qué un neumático de automóvil parece capaz de mantener la mayor parte de su presión después de un año, mientras que unas pocas semanas pueden ser suficientes para notar una diferencia significativa en la presión de los neumáticos de bicicleta?

Hay otras preguntas relacionadas aquí, tales como:

¿Existen combinaciones de neumático/cámara/válvula que no pierdan aire?

¿Cuánto tiempo debe mantener su presión un neumático de carretera?

Estas preguntas tienen respuestas que analizan cómo el aire puede filtrarse principalmente a través de la propia goma, pero también en el sistema de válvulas.

Esto solo me lleva de vuelta a mi propia pregunta: ¿Es la goma tan diferente en un automóvil? ¿Hay algún neumático que pueda conseguir para mi bicicleta que no tenga fugas? Estoy seguro de que no soy el único al que le resulta molesto mantener el neumático de la bicicleta si realmente no es necesario hacerlo con las propiedades del material y los sistemas de válvulas adecuados para evitarlo. Cuando la gente puede justificar gastar grandes sumas de dinero en ganancias relativamente minúsculas, ¿por qué no centrarse más en los neumáticos sin mantenimiento?

Considere la relación entre el volumen y el área superficial del tubo.
(Y también hay algunos tubos de bicicleta ultradelgados que apenas retienen el aire durante 24 horas).
Los neumáticos de bicicleta, especialmente para bicicletas de carretera, se inflan a una presión significativamente más alta que los neumáticos de automóvil, lo que significa que su estado está más lejos del equilibrio que en los neumáticos de automóvil, lo que resulta en una pérdida de aire relativamente mayor. Los neumáticos de automóvil son mucho más difíciles de quitar/instalar que los neumáticos de bicicleta, por lo que el talón del neumático se asentará más firmemente contra la llanta y creará un buen sello. (Aunque me doy cuenta de que esta podría no ser una buena comparación, ya que la mayoría de los neumáticos de los automóviles no tienen cámara y la mayoría de los neumáticos de las bicicletas no lo son).
Esto no es realmente relevante para la pregunta, pero: 2,5 bar es en realidad mucho para un neumático MTB. En muchas situaciones, los ciclistas pueden optar por un nivel tan bajo como 1,5 bar para un mejor agarre. Solo en terrenos rocosos secos y con bordes irregulares se debe ir a >2,5 bar (para evitar pinchazos), o cuando se conduce sobre asfalto {urgh} (para reducir la resistencia a la rodadura).
Las válvulas Schrader se utilizan en equipos HVAC, algunos de los cuales funcionan a más de 400 psi. No son las válvulas. Según 'internet', algunas válvulas tienen una clasificación de 3000 psi y tardaron hasta 10k psi en dañar el núcleo, que una vez reemplazado funcionó bien.
@Mazura Sospecho que también hay una gran variación en la calidad de la válvula . Una válvula Schrader de $5 USD tiene mucho más sentido para un neumático de automóvil de $100 USD o un equipo HVAC de $20 000 USD que para una cámara de bicicleta de $5 USD.
@Mazura, los sistemas de helio (criostatos de hasta 200 bar) con los que trabajo no usan Schrader, pero sí usan componentes que se asientan mejor bajo una presión más alta; de hecho, eso es bastante común. Tuve que hacer un adaptador Schrader a 1/8NPT recientemente para solucionar problemas de una configuración de He de baja presión
@Maarten: los neumáticos de camión a menudo funcionan con 8 - 9 bar. Y AFAIK sería bastante inaceptable si un neumático de camión perdiera la mitad de su presión en unas pocas semanas.
@AndrewHenle: las últimas válvulas Schrader de repuesto para automóviles/camionetas que compré costaban entre 0,2 y 0,5 € la pieza. Son el producto estándar, y normalmente pierdo <0,2 bar en 6 meses (el cambio de neumáticos de invierno/verano es un buen punto, suponiendo que las temperaturas sean más o menos similares. La comparación entre invierno y verano puede significar una diferencia de 0,5 bar debido solo al cambio de temperatura ).
Llenar los neumáticos con 100 % de nitrógeno en comparación con el aire normal (que tiene aproximadamente un 73 % de nitrógeno) también ayudará con una menor pérdida de presión a través de la cámara de goma.
@ todos: Regularmente desinfle los neumáticos de mi automóvil y luego los vuelvo a inflar cuando el aire interior comienza a pudrirse después de un tiempo. ;-) Por cierto: ¿Has olido el aire que sale de una válvula?
@CrossRoads: Los neumáticos de los aviones se llenan de nitrógeno por dos razones: evitar la oxidación de la goma, pero sobre todo evitar que los neumáticos se quemen por sobrecalentamiento al frenar.
¿Cómo llegaron los aviones a esto (aunque también soy piloto de avioneta)? Además, ¿cómo se pudre el aire?

Respuestas (4)

Un neumático de coche tiene una goma mucho más gruesa que un neumático de bicicleta sin cámara, más grueso aún que una cámara. Los alambres de acero en las correas de un neumático de automóvil son impermeables al gas y ocupan una fracción significativa del área de esa capa. Así que hay una diferencia material. En ambos casos, la llanta puede considerarse impermeable y la pared lateral más permeable que la banda de rodadura.

Los neumáticos para automóviles, a pesar de su sección transversal mucho más cuadrada, tienen una mayor relación entre volumen y área de superficie. El volumen determina la presión restante, mientras que el área de superficie determina la tasa de fuga.

Incluso teniendo eso en cuenta, los neumáticos de los automóviles no retienen suficiente aire durante un año. El hecho de que puedan brindar un manejo aceptable durante meses tiene mucho que ver con la forma en que se puede comparar la conducción indulgente con la conducción sobre dos ruedas. Intente preguntarle a un motociclista (dimensiones y construcción similares a los neumáticos de un automóvil) con qué frecuencia recargan el aire. Pero aún así, algunos meses deberían estar bien en un automóvil, aunque recargar una vez al mes debería mejorar su consumo de combustible.

No corro sin cámara, por lo que lo siguiente asume válvulas. Mi tourer e híbrido, bombeados a la presión máxima, dan una conducción aceptable durante unas 3 semanas con neumáticos de ~32 mm con cámaras baratas. Eso es a partir de casi 6 bar (85 psi), más del doble de lo que la mayoría de los autos toman. Mi MTB no se maneja mucho en este momento, pero nuevamente con tubos baratos (aunque obviamente más gruesos) puede soportar la presión del sendero por un poco más que eso. En la práctica, lo inflaré casi cada vez que lo uso, porque tiendo a andar en la carretera hacia los senderos y luego dejo escapar un poco de aire.

Además, un automóvil no se impulsa con la fuerza muscular, por lo que el aumento de la resistencia a la rodadura no se nota inmediatamente con un automóvil de la misma manera que con una bicicleta.
No estoy de acuerdo con su afirmación de que las llantas de los automóviles no retienen el aire durante un año. La única vez que he tenido una llanta de automóvil que pierde aire es si tiene una fuga real. Mi camión ha mantenido una presión constante en las 4 llantas durante un año y mi SUV durante más de 2 años (desde que se instalaron). Ciertamente, si la llanta de su automóvil necesita aire mensualmente, tiene un agujero o una válvula defectuosa.
@Jesse_b, ¿también haces tus propios cambios de aceite? Porque de lo contrario la tienda remata los aires cuando los hacen.
@whatsisname: Yo sí. También he estado revisando religiosamente el aire en las llantas de mi camión al menos cada dos meses durante los últimos meses ya que mi TPSM está roto y espero que la presión cambie ligeramente debido a que es invierno, pero no han movido ni un solo PSI.
Me parece dudoso que los cables de acero tengan mucho que ver con esto. Además, 85 psi es ≈5,9 bar, no casi 9.
@leftroundabout, después de haber volado la banda de rodadura de un neumático de camioneta el año pasado, me sorprendió ver que el cinturón era casi completamente de acero. Puede ser que la goma gruesa sea suficiente, pero el acero significa que el área de goma disponible para que escape el gas es mucho más pequeña de lo que parece desde el exterior. Buen lugar en el error de cálculo/error tipográfico, gracias
@JesseB si no obtiene ningún cambio durante un año, eso es muy sorprendente. Cuando conducía un automóvil viejo todos los días, revisaba algunas cosas mensualmente (neumáticos, líquidos, etc.), y los neumáticos a menudo necesitaban un poco. Mi camioneta ahora necesita un poco en cada llanta antes de cada viaje largo, por lo tanto, algunas veces al año, pero no se conduce todas las semanas.
Una cadena local de venta de llantas ofrece un servicio gratuito de "control de aire". Lo uso una vez cada dos meses, y generalmente tienen que agregar un poco de aire. Los cuatro neumáticos se comportan igual, así que no creo que sean fugas.
"Intenta preguntarle a un motociclista con qué frecuencia recargan el aire". Tal vez yo sea una excepción, solo he tenido una moto, pero en los 2 años que la he tenido hasta ahora, solo tuve que recargar una vez. Presión comprobada: más a menudo, pero estuvo por debajo del objetivo solo una vez.
Los neumáticos de camión suelen funcionar a 8-9 bar. Y AFAIK, una pérdida significativa de presión durante 3 semanas se consideraría simplemente inaceptable allí. Pero luego, en mi bicicleta, uso neumáticos bastante gruesos y pesados ​​(Marathon Mondial en 2 ") y cámaras, y si no reviso y bombeo entre ellos, pierden 4.5 -> 3 bar en aproximadamente 3 meses. Cuando corrí un poco más delgado tubos durante un tiempo, tuve la impresión de que necesitaba bombear más a menudo (pero no me molesté en llevar un diario para comprobarlo).
@PatriciaShanahan: también hay pérdida de aire debido a la verificación. Dependiendo del volumen de sus neumáticos (¿neumáticos de sección baja?) y el estado del sello de su pistola de aire comprimido, eso ya puede notarse.
Para resumir esta respuesta: los tubos con menos fugas serían tan pesados ​​que pocos o nadie estarían dispuestos a conducirlos: la fuga del tubo frente al peso es un compromiso, y el bombeo cada pocas semanas es un punto de trabajo típico.
@cbeleites llevándolo a extremos tan gruesos como el caucho de un automóvil, terminaría con un caucho tan grueso y rígido que el espacio para el aire se reduciría significativamente. Eso probablemente significaría un viaje duro e ineficiente. En mi caso (acero tourer, y no soy liviano) el peso extra de los tubos ligeramente más gruesos no es un gran problema, pero no significaría que revisaría menos las llantas, simplemente inflarlas menos cuando lo hago (mi bomba es mi indicador y consume un poco de aire al verificar).
@ user622505 Acabo de consultar con el motociclista con el que comparto oficina. Comprueba semanalmente y necesita recargar cada pocas semanas. Más rápido indicaría un pinchazo lento

Los mayores impulsores son:

  1. La presión en sí misma: las llantas de las bicicletas generalmente tienen una presión mucho más alta que las llantas de los automóviles, y esta presión es la fuerza impulsora de las fugas, por lo tanto, las llantas de las bicicletas tienen más fugas.

  2. La presión que queda dentro del neumático es esencialmente la cantidad de aire que aún queda, y los neumáticos de automóviles tienen un volumen significativamente mayor. Eso significa que para la misma cantidad absoluta de fuga, pierden menos aire en relación con la cantidad de aire que contienen (por lo tanto, retienen una presión más alta).

Este efecto también es visible para diferentes tipos de bicicletas: una bicicleta de carrera que funciona a 8...10 bares necesita volver a inflarse mucho más que una bicicleta de montaña que funciona a 2...3 bares.

Creo que tienes un punto de partida equivocado.

En este momento hay un anuncio en la radio holandesa que recuerda a los propietarios de automóviles que rellenen los neumáticos de sus automóviles una vez cada dos meses. Pues la pérdida de aire hace que el coche gaste más energía para conducir, aunque en el coche no se nota la diferencia.

Por otro lado, cuando obtengo una buena recarga en los neumáticos de mi bicicleta (sistema de cámara en el neumático) no necesito repetir eso durante bastante tiempo. En este momento tengo alrededor de 3 meses y las llantas no se sienten como si necesitaran una recarga. Ha habido momentos en los que puedo sacar más tiempo, dependiendo de las temperaturas y el uso de una bicicleta.

Por supuesto, la construcción de cámaras y neumáticos marcará la diferencia. Habrá una gran diferencia entre las versiones más livianas para bicicletas de carrera y las cámaras y neumáticos resistentes que se usan en bicicletas para uso en superficies irregulares, que podría ser una diferencia mayor que entre el neumático promedio para automóvil y el neumático para bicicleta.

Asumiendo que estamos hablando de llantas de vehículos sin cámara contra bicicletas que usan cámaras de aire, entonces creo que la mayor diferencia es principalmente que es una llanta gruesa sin cámara diseñada para contener aire frente a una capa delgada de caucho.

Un neumático de automóvil tiene una carcasa gruesa de diversos materiales que son parte de mantener el aire adentro, pero una bicicleta tiene solo la cámara de aire y esa es una capa relativamente delgada de caucho de butilo.

Como se menciona en las preguntas y respuestas vinculadas, las cámaras de aire en sí mismas no son 100% herméticas. El caucho de butilo es permeable y permitirá que escapen los gases. Lo que no he encontrado son datos que muestren qué tan rápido debe esperar perder aire de la cámara de aire de una bicicleta. Sin embargo, se espera que un neumático de automóvil pierda entre 1 y 3 psi por mes .

También depende de con qué hayas llenado la cámara de aire. El CO2 es soluble en caucho de butilo , por lo que cuando usa un cartucho de CO2 para inflar su neumático, debe esperar que necesite rellenarlo muy pronto.

Uno pensaría que los neumáticos de bicicleta sin cámara serían mejores, pero según mi experiencia, pierden aire más rápido que mis neumáticos con cámara.

Por lo tanto, la combinación de mantenimiento más bajo probablemente sería una cámara de aire gruesa de buena calidad en un neumático de bicicleta de montaña, llena de gas argón.