Resistenza al rotolamento

La resistenza al rotolamento è l'energia che un pneumatico dissipa mentre rotola lungo la strada, e di conseguenza la forza che il veicolo deve continuamente vincere. Anche se una ruota può sembrare rotolare liberamente, l'impronta a terra in cui la gomma incontra l'asfalto viene costantemente schiacciata e poi rilasciata mentre il pneumatico gira. La gomma e la struttura interna non restituiscono tutta l'energia spesa per deformarle; una parte va persa sotto forma di calore. Quella perdita, ripetuta migliaia di volte al minuto alle velocità autostradali, si manifesta come una forza frenante contro cui il motore termico o elettrico deve continuare a lavorare.

La causa principale è una proprietà della gomma chiamata isteresi, il ritardo tra la deformazione imposta al materiale e l'energia che esso restituisce. Quando ogni porzione di battistrada e fianco entra nell'impronta a terra viene schiacciata, e quando ne esce ritorna in forma, ma con energia leggermente inferiore a quella con cui era stata compressa. I tecnici progettano quindi mescole del battistrada e costruzioni della carcassa in modo da minimizzare questo attrito interno. Contributi secondari derivano dal piccolo slittamento e strisciamento all'interno dell'impronta a terra, dalla flessione del cerchio e da una modesta resistenza aerodinamica attorno al pneumatico in rotazione.

La resistenza al rotolamento è importante perché, insieme alla resistenza aerodinamica, è una delle due forze principali che un veicolo deve vincere a velocità di crociera costante, e domina alle velocità più basse, dove la resistenza dell'aria è modesta. Ogni unità di energia che le viene ceduta è energia che deve essere fornita da carburante o batteria, quindi incide direttamente sui consumi delle vetture a combustione e sull'autonomia dei veicoli elettrici. Una riduzione anche modesta può tradursi in un miglioramento misurabile dei consumi, ed è per questo che è diventata un parametro progettato con cura e che la classe di efficienza energetica del pneumatico compare sull'etichetta UE standard degli pneumatici.

La variabile di gran lunga più rilevante nell'uso quotidiano è la pressione di gonfiaggio. Un pneumatico sgonfio flette di più a ogni giro, aumentando le perdite per isteresi, accrescendo la resistenza al rotolamento, generando calore in eccesso e accelerando l'usura, il tutto peggiorando silenziosamente i consumi. Mantenere i pneumatici alle pressioni raccomandate dal costruttore è il modo più semplice per tenere sotto controllo la resistenza al rotolamento. Anche il peso del veicolo, il fondo stradale e la temperatura giocano la loro parte, poiché un carico più pesante o un fondo freddo e ruvido aumentano la forza richiesta.

I pneumatici a bassa resistenza al rotolamento sono progettati specificamente per ridurre queste perdite mediante mescole ottimizzate, spesso a base di silice, e costruzioni più leggere e rigide, e sono ampiamente montati su ibride ed elettriche, dove l'efficienza è prioritaria. Il compromesso è che le stesse caratteristiche che riducono l'isteresi possono peggiorare leggermente l'aderenza sul bagnato o la durata se ricercate in modo troppo spinto, perciò i costruttori bilanciano la resistenza al rotolamento con le prestazioni in frenata e la durata. Comprenderla aiuta a spiegare perché pressioni corrette, scelta dei pneumatici e perfino stile di guida abbiano un'incidenza tanto diretta su costi di esercizio e autonomia.