Perché gli Pneumatici di Formula 1 si Consumano così Velocemente?

• Gli pneumatici di Formula 1 utilizzano mescole di gomma morbida per massimizzare l’aderenza, il che porta a un’usura più rapida.
• Temperature elevate, forze estreme e attrito con la pista degradano rapidamente la superficie dello pneumatico.
• Gli pneumatici sono progettati per prestazioni di picco su brevi distanze, non per la durata a lungo termine.

Gli pneumatici di Formula 1 si consumano rapidamente perché sono progettati esclusivamente per le prestazioni. Le mescole di gomma utilizzate sono estremamente morbide per massimizzare l’aderenza, ma questa stessa morbidezza li rende soggetti a un rapido degrado.

Durante una gara, gli pneumatici sono esposti a calore intenso, attrito e stress meccanico, specialmente in curva ad alta velocità e in frenata. Queste forze, combinate con specifiche finestre di temperatura operativa e pressioni degli pneumatici, causano un rapido deterioramento della superficie.

Gli pneumatici di F1 non sono progettati per la resistenza. Sono progettati per offrire la massima aderenza per brevi stint, motivo per cui la gestione dell’usura degli pneumatici è centrale sia per le prestazioni della vettura che per la strategia di gara.

Come si degradano e si consumano gli pneumatici di Formula 1?

Gli pneumatici di Formula 1 si degradano attraverso un mix di processi fisici, termici e chimici che avvengono durante la corsa. Con la vettura che si muove ad alta velocità, la gomma dello pneumatico interagisce costantemente con la superficie della pista. Questo consuma la gomma e altera anche la struttura interna dello pneumatico.

1. L’Aderenza Crea Usura

Gli pneumatici di Formula 1 si consumano perché le stesse forze che generano aderenza causano anche danni. L’aderenza deriva da due meccanismi: indentazione e adesione molecolare. Questi sono essenziali per le prestazioni, ma degradano naturalmente lo pneumatico.

2. Indentazione e Isteresi

Quando uno pneumatico rotola su una superficie irregolare della pista, la gomma si deforma per adattarsi alla trama. Questa deformazione crea aderenza ma anche calore interno. La flessione ripetuta danneggia la struttura della gomma nel tempo, un processo noto come usura da isteresi.

3. Adesione Molecolare

Le molecole di gomma sulla superficie dello pneumatico si legano alla pista a livello microscopico. Quando lo pneumatico scivola leggermente in curva o in frenata, questi legami si allungano e si rompono. Questo genera attrito e aderenza, ma rimuove anche porzioni di gomma, contribuendo all’usura.

4. Calore e Vulcanizzazione

Gli pneumatici sono solo parzialmente vulcanizzati quando lasciano la fabbrica. In pista, subiscono ulteriore vulcanizzazione a causa del calore e della pressione elevata. Ciò modifica la struttura chimica della gomma. Con il tempo, questo processo riduce l’elasticità e la reattività dello pneumatico.

5. Sovrariscaldamento e Indurimento

A temperature ottimali, gli pneumatici sono flessibili e aderenti. Ma se si surriscaldano, la superficie può indurirsi e iniziare a scivolare. Ciò riduce l’aderenza e aumenta l’usura della superficie. Piloti e team cercano di evitare il superamento di questa soglia termica per prolungare la vita dello pneumatico.

6. Raffreddamento e Gomma Fragile

Se gli pneumatici si raffreddano troppo, specialmente dopo rettilinei lunghi o giri lenti, la gomma diventa rigida e fragile. Questo riduce l’aderenza e rende lo pneumatico più soggetto a crepe superficiali o graining.

7. Fatica Strutturale

Oltre alla superficie di gomma, anche la struttura interna dello pneumatico si degrada. I carichi ripetuti sulle spalle e sulle cinture indeboliscono l’integrità dello pneumatico. Se non gestita correttamente, ciò può causare una perdita improvvisa di aderenza o addirittura il cedimento strutturale.

8. Fluttuazioni di Pressione e Temperatura

Man mano che gli pneumatici si scaldano, aumenta la pressione. Pressioni più alte riducono l’area di contatto e influenzano la deformazione dello pneumatico sotto carico. Pressioni più basse aumentano l’aderenza ma stressano le spalle. Questo equilibrio è delicato, e ogni cambiamento può accelerare il degrado.

Cosa causa lo sfilettamento degli pneumatici di Formula 1?

Lo sfilettamento avviene quando strisce o frammenti di gomma si staccano dalla superficie dello pneumatico. È un segno che lo pneumatico è stato spinto oltre i suoi limiti progettuali, spesso a causa di calore, pressione o danni esterni. Di seguito le cause principali:

Sovrariscaldamento: Se gli pneumatici superano la loro temperatura ideale, la gomma si ammorbidisce e diventa instabile. Curve ad alta velocità o stress prolungato in condizioni calde possono causare il distacco della superficie sotto carico.

Pressione Errata degli Pneumatici: Pressioni basse aumentano l’area di contatto e causano maggiore flessione sulle spalle. Questo può stressare lo pneumatico e renderlo più vulnerabile allo sfilettamento.

Stile di Guida Aggressivo: Frenate brusche, entrata rapida in curva e accelerazioni forti aumentano il trasferimento di carico e danneggiano la gomma in modo irregolare, causando deformazioni.

Abrasività della Pista: Piste ruvide come Silverstone o Barcellona agiscono come carta vetrata, accelerando la rimozione della gomma.

Detriti o Danni da Cordoli: Il contatto con detriti affilati o cordoli seghettati può incidere la superficie dello pneumatico, favorendo lo sfilettamento a velocità elevate.

Differenza di Mescola: Usare uno pneumatico troppo morbido per il circuito può causare degradazione termica rapida.

Stint Prolungati: Correre più a lungo del previsto consuma lo strato esterno e espone strati più morbidi, più vulnerabili allo sfilettamento.

Cos’è il Graining negli Pneumatici di Formula 1?

Il graining avviene quando piccole particelle di gomma si strappano dalla superficie dello pneumatico ma non si staccano completamente. Invece, si spalmano e riattaccano, creando uno strato ruvido e irregolare che riduce l’aderenza. Questo fenomeno è temporaneo ma può influire drasticamente sulle prestazioni per diversi giri.

Cosa causa il graining in F1?

• Scivolamento su pneumatici freddi: Il graining si verifica spesso quando gli pneumatici sono sotto la temperatura ottimale.
• Mancanza di carico laterale uniforme: Se c’è squilibrio tra forza in curva e aderenza, lo pneumatico scivola lateralmente causando strappi superficiali.
• Temperature basse della pista: La gomma resta rigida e più incline a strapparsi in circuiti freddi.
• Troppa energia troppo presto: Accelerazioni, frenate e curve aggressive all’inizio dello stint possono danneggiare la superficie della gomma prima che si stabilizzi.

Quali pneumatici sono più soggetti al graining?

• Le mescole più morbide, a causa della minore rigidità strutturale.
• Gli pneumatici anteriori, specialmente con sottosterzo o assetti che sovraccaricano l’avantreno.

Quali sono gli effetti del graining?

• Riduzione dell’aderenza a causa della superficie irregolare.
• Instabilità, lo pneumatico appare “scivoloso”.
• Impatti sui tempi sul giro e sulla strategia ai box.

Il graining può sparire?

Sì. Se il pilota continua senza forzare, lo strato grained può consumarsi e lasciare esposta gomma fresca, in un processo chiamato “pulizia”. I piloti modificano linea e stile di guida per aiutare questo processo.

Come gestiscono il graining i team?

• Regolazioni di pressioni e campanature per ridurre lo scivolamento.
• Riscaldamento graduale degli pneumatici da parte dei piloti.
• Modifiche di assetto sospensioni e bilanci aerodinamici.
• Scelta della mescola adeguata in circuiti soggetti al graining come Imola o Ungheria.

Cos’è il Blistering negli Pneumatici di Formula 1?

Il blistering si verifica quando lo strato superficiale di uno pneumatico F1 si surriscalda e si formano bolle sotto la gomma. Queste bolle scoppiano, staccando sezioni del battistrada e lasciando una superficie irregolare. Ciò riduce l’aderenza e causa comportamenti imprevedibili.

Cosa causa il blistering in F1?

• Surriscaldamento del nucleo dello pneumatico: Quando la temperatura interna sale troppo velocemente rispetto alla superficie, si formano pressioni interne e sacche di gas.
• Input energetico eccessivo: Curve veloci, frenate intense e stint lunghi generano troppo calore se non dissipato correttamente.
• Temperature basse della pista o ambiente freddo: Lo sbilancio termico tra interno caldo ed esterno freddo può causare blistering.
• Pressioni o campanature inappropriate: Pressioni basse e angoli di campanatura aggressivi aumentano il carico su specifiche parti dello pneumatico.

Quali pneumatici sono più soggetti al blistering?

• Le mescole morbide, per la loro minore tolleranza termica.
• Gli pneumatici posteriori, su tracciati con forti accelerazioni o zone di trazione intensa.

Quali sono gli effetti del blistering?

• Perdita di aderenza: la superficie danneggiata non mantiene l’attrito richiesto.
• Sbilanciamento improvviso: può causare sottosterzo o sovrasterzo.
• Usura irregolare: rende più difficile la gestione dello pneumatico.

Il blistering si può evitare?

Sì, con attenta gestione della temperatura e assetto:

• Monitoraggio in tempo reale delle temperature da parte dei team.
• Evitare spinte eccessive su gomme nuove.
• Regolazioni di sospensioni, freni e pressioni per bilanciare i carichi.

Blistering vs. Graining

Sebbene entrambi incidano sulle prestazioni, il graining è causato da strappi superficiali dovuti allo scivolamento, mentre il blistering deriva dal surriscaldamento interno. Il graining è temporaneo, il blistering causa danni permanenti.

Tradotto dall’articolo originale in inglese “Why Do Formula 1 Tyres Wear So Quickly?“