Pneumatici, come scegliere?

Per qualunque macchina esistono parametri precisi, spesso codificati per legge, per definirne le caratteristiche: in base alle dimensioni (un erpice da 6 metri), alla massa (un escavatore da 20 t), alla potenza del motore (un trattore da 200 kW) o alla portata (un rimorchio da 30 t). Ognuna di queste espressioni richiama le prestazioni teoriche della macchina, pur senza scendere troppo nel dettaglio; con ulteriori elementi si può essere più precisi, ma per certificare esattamente le prestazioni di cui la macchina è capace, bisogna provarla in condizioni definite e codificate.

In Italia il possesso o meno di una certificazione non è considerato determinante, nella maggioranza dei casi, nella scelta di una macchina agricola, a differenza di altri paesi dove la valutazione si fonda sulle prestazioni certificate da un organismo indipendente. Ciò non significa che siamo indietro rispetto agli altri: da decenni l’Enama svolge l’attività di certificazione delle prestazioni delle macchine agricole, per i costruttori che lo richiedono, fornendo un servizio insostituibile a chi vuole scegliere a ragion veduta.
Se la percezione del valore della certificazione è ormai diffusa per le macchine complete o per i veicoli, per quanto riguarda i singoli componenti siamo ancora molto indietro. Per uno pneumatico il solo esame visivo non permette di valutarne la qualità intrinseca, i reali contenuti tecnici e le prestazioni: come scegliere la gomma giusta? In effetti non sarebbe male sottoporre due o più modelli a una prova comparativa, ma siamo poi sicuri che potremo trarne indicazioni di carattere generale, considerata la variabilità delle condizioni operative? Dovremmo provare una ruota motrice su asfalto (asciutto, bagnato o innevato), su terreno agrario secco o umido, sciolto o tenace, con o senza residui colturali, con carico maggiore o minore, a bassa o ad alta velocità; oppure, per una ruota folle, se questa è frenata o non frenata, a vuoto o a carico, su fondo coerente o incoerente ecc.

I test dovrebbero essere condotti in condizioni standard, riconosciute da tutti, a diverse pressioni di gonfiaggio: un lavoro enorme, che peraltro i costruttori hanno già condotto per proprio conto nel lungo processo di sviluppo di un nuovo pneumatico. Una prova di resistenza strutturale o di durata, tale da rendere inservibile la copertura, può avere costi accettabili per un’automobile, ma non se riguarda una macchina agricola, dove un esemplare costa diverse migliaia di euro.

L’etichetta nei veicoli stradali
Le gomme per i veicoli stradali (autovetture, autocarri e loro rimorchi), con diametro nominale del cerchio compreso fra 10 e 25 pollici (da 254 a 635 mm), dal 1° novembre 2012 devono essere munite di un’etichetta recante informazioni di carattere tecnico, energetico e ambientale. Il Regolamento n. 1222/2009/CE stabilisce infatti che gli pneumatici nuovi devono indicare in etichetta le prestazioni attraverso classi, rispetto alla classe di riferimento, riguardo a:
- consumo di carburante (da A a G): è stato calcolato che fra le peggiori e le migliori il solo risparmio di carburante può arrivare al valore di 2-3 pneumatici (per auto);
- aderenza sul bagnato, espressa come riduzione dello spazio di frenata (classi da A a E); poiché fra una classe e l’altra lo spazio si allunga di 3-5 metri, un “salto” di 2 lettere comporta un aumento significativo della sicurezza;
- rumorosità di rotolamento (in decibel); chi possiede un’auto poco silenziosa ha la possibilità di migliorare un po’ il comfort.

Il regolamento non si applica alle gomme ricostruite e a quelle destinati a impieghi non stradali, omologati fino a 80 km/h (con codice di velocità inferiore a F) chiodati o da competizione. Per gli stradali, che percorrono strade asfaltate, le condizioni di prova possono essere abbastanza omogenee e dare risultati confrontabili, mentre è assai difficile determinare e riprodurre condizioni di campo standard. Voler applicare le condizioni di prova stradali agli pneumatici agricoli sarebbe fuorviante, perché potrebbe portare l’utilizzatore a scegliere in base a prestazioni, rilevate in situazioni ben diverse da quelle reali, orientandolo verso una scelta sbagliata. Inoltre, un battistrada per trazione è concepito in funzione del fondo che lo pneumatico dovrà prevalentemente affrontare nel corso della sua vita; quello a costole (rette o elicoidali) resta ancora il migliore per operare sul terreno a bassa velocità, grazie alla sua capacità di sterramento.
Come verificabile esaminando altri tipi di pneumatici fuori strada, la terra tende a riempire gli spazi vuoti del battistrada, fino a ottenere un profilo liscio che non permette di realizzare alcuno sforzo di trazione. Se su terreno cedevole le costole consentono le prestazioni migliori, anche per la capacità di concentrare il peso aderente su una superficie minima e favorire la penetrazione nel suolo, su fondi duri non danno il massimo. Per esempio, in presenza di corpi duri e taglienti possono essere facilmente danneggiati ed è per questo che gli pneumatici specifici sono dotati di costole a sezione più larga e con profilo meno aggressivo.

I parametri di una gomma agricola
Lavorando spesso su strada, come accade nei trasporti agricoli o nella manutenzione stradale, il battistrada a costole va incontro a una rapida usura, dovuta prima di tutto alla porzione aderente esigua rispetto a quella teorica. Quest’ultima è determinata dall’area di impronta, delimitata su terreno soffice dal perimetro di contatto con il suolo; semplificando possiamo moltiplicare lunghezza e larghezza, anche se in realtà i profili non sono rettilinei ma incurvati. Per ogni tipo di pneumatico, la deformazione della struttura rende possibile l’allungamento dell’area di impronta; misurando questa lunghezza e moltiplicandola per la larghezza della traccia lasciata sul terreno, si ha la superficie di contatto.

In alternativa si può usare un metodo speditivo, meno preciso, che considera l’angolo di contatto con il suolo, da rapportare alla circonferenza della ruota, per ottenere la lunghezza di appoggio.
Facciamo quindi un po’ di conti su un grande pneumatico per l’agricoltura, con misura 800/70R38 179 D; il primo numero indica la larghezza della gomma, “70” il rapporto fra larghezza e altezza del fianco e il numero 38 il diametro del cerchio espresso in pollici. Per comodità ci conviene unificare le unità di misura al centimetro: con 80 cm di corda, il fianco è alto 56 cm; il diametro del cerchio è di circa 96 cm, quindi il diametro teorico della ruota ammonta a circa 208 cm (56 + 96 + 56), a cui corrisponde una circonferenza di cm 655. Se l’angolo di contatto fosse di 30 gradi, sarebbe pari a 1/12 dell’angolo giro (360°): dividendo per 12 la circonferenza della ruota, la lunghezza contatto col terreno arriverebbe a 54 cm, approssimati per difetto. Considerato che l’effettiva larghezza di contatto con il suolo è un po’ meno della misura della corda (diciamo un 5%), potremmo considerare un valore di 76 cm (80 meno il 5%); moltiplicando i valori trovati abbiamo una superficie di contatto di 4.104 cmq.

I pesi ammessi dalla Mother Regulation
Tanto per avere un riferimento, il carico massimo ammesso per questo tipo è di 7.750 kg, a cui corrisponde l’indice di carico di 179, alla velocità di 65 km/h (corrispondente alla lettera D finale della sigla di identificazione del modello). Con un carico per ruota di 7.200 kg (inferiore al massimo omologato) il peso sull’asse posteriore arriverebbe a 14.400 kg; considerato che il carico minimo ammesso sull’asse anteriore (sterzante), deve essere almeno il 20% del totale, il peso complessivo del trattore ammonta 18.000 kg.
Detto valore corrisponde a quello massimo consentito dal Regolamento n. 167/2013 sull’omologazione dei trattori (Mother Regulation). Con un carico massimo di 7.200 kg sulla ruota, la pressione sul terreno è di 1,75 kg/cmq, un valore piuttosto contenuto per una macchina del genere (un trattore di alta gamma) e compatibile con le caratteristiche dei terreni agrari. Ammettendo un rapporto di 1:4 fra superficie totale del battistrada e superficie di contatto delle sole costole (25%), la pressione sul piano stradale arriva a circa 7,0 kg/cmq ed è pertanto compatibile con il limite di 8 daN/cmq fissato dal Codice della strada.

Con un carico unitario superiore il Codice stabilisce che il transito del veicolo determina un danno alla pavimentazione, da rifondere attraverso un indennizzo da pagare all’ente proprietario della strada. In realtà, si potrebbe osservare che il limite indicato viene superato, più o meno abbondantemente, dai veicoli stradali: uno pneumatico da autocarro gonfiato alla pressione di 8,5 kg/cmq, potrebbe esercitare sull’asfalto una pressione ancora maggiore. Un buon battistrada ha sempre una percentuale di vuoti positiva, che aumenta via via dagli estivi agli invernali, dagli stradali a quelli per impiego fuori strada o nei cantieri. Le considerazioni fatte giustificano i maggiori pesi ammessi dalla Mother Regulation rispetto al Codice della strada italiano del 1992, che rappresenta a sua volta la “seconda edizione” di quello del 1959. Fino a pochi anni fa, alcuni veicoli agricoli erano ancora dotati di ruote non gommate, di gomme piene o di pneumatici con sezioni insufficienti, che hanno determinato un atteggiamento prudente del legislatore. Ma nel frattempo i progressi costruttivi, sia per le macchine sia per gli pneumatici, hanno fatto passi da gigante, facendo invecchiare le leggi e rendendo talune limitazioni del tutto anacronistiche.
In proposito può essere utile calcolare il carico unitario di uno pneumatico più tradizionale, come ad esempio il 18.4 R38 154 A8, nel passato uno standard per una massa massima tecnicamente ammissibile di 8.000 kg (comprese attrezzature e zavorre). La corda in questo caso è di circa 46,7 cm, il rapporto di aspetto è del 100%, il cerchio è sempre di 96,5 cm (38 pollici) e quindi il diametro teorico della ruota ammonta a quasi cm 190 (46,7 + 96,5 + 46,7, con una circonferenza di rotolamento di quasi 597 centimetri.

La pressione sul terreno agricolo
Parliamo però di una gomma gonfiata a pressione di 3-4 kg/cmq, con un profilo del battistrada curvo, fianchi piuttosto rigidi e che si deforma poco sotto carico: l’angolo di contatto potrebbe essere di soli 18°, ossia 1/20 dell’angolo giro. La lunghezza dell’area di contatto con il terreno dovrebbe avvicinarsi ai 30 cm (597/20); quanto alla larghezza, si dovrebbe avere il contatto su circa il 90% della corda, ottenendo il valore di 42 cm (46,7 meno il 10%), tenendo conto delle caratteristiche della copertura. L’area di impronta è di soli 1.260 cmq, meno di un terzo di quella dell’esempio precedente; con un carico per ruota (posteriore) di 3.200 kg, il carico trasmesso al suolo è di 2,54 kg/cmq, un valore compatibile solo con un terreno sodo e asciutto.
Considerando un battistrada con il medesimo rapporto fra vuoti e pieni – ma il profilo laterale è più incurvato – le costole trasmetterebbero alla strada un carico unitario paragonabile a quello determinato da un autocarro pesante, nonostante la grande leggerezza di questo trattore.
Ma torniamo alla pressione sul terreno agrario: da 2,5 a 1,7 kg/cmq il salto è davvero notevole e rappresenta un anticipo di diversi giorni, per esempio, per poter rientrare in campo dopo una pioggia; oppure, una forte riduzione del calpestamento. Questo si determina quando viene superata la soglia di deformazione del suolo, che fino a un certo valore si comporta come un corpo elastico, per effetto dei vuoti presenti nel terreno; la resistenza alla deformazione è inoltre determinata dall’attrito reciproco fra gli agglomerati terrosi. Se si riescono a vincere queste forze, si ha una deformazione permanente, più meno accentuata, che può essere facilmente rilevata in superficie (orme o tracce), ma che diventa assai difficile da misurare quando avviene in profondità.
Scendendo all’interno del terreno, aumenta l’umidità e le particelle terrose tendono a scorrere le une sulle altre; la riduzione dei vuoti comporta il compattamento del suolo che tanti danni determina sulle colture agrarie. Su questo fronte, come abbiamo visto, la scelta degli pneumatici giusti è fondamentale: non solo la sezione, ma anche la struttura della carcassa e del battistrada sono coinvolte nelle prestazioni, in termini sia di sforzo di trazione sia di capacità di galleggiamento. Una gomma di qualità vale più della differenza di costo rispetto a quelli più economici, in termini di aderenza (slittamento e consumi) e per i minori effetti negativi sulle colture.