Perché gli pneumatici di Formula 1 si consumano così rapidamente?

• Gli pneumatici di Formula 1 utilizzano mescole di gomma morbida per massimizzare il grip, il che porta a un’usura più veloce.
• Temperature elevate, forze estreme e attrito della pista degradano rapidamente la superficie dello pneumatico.
• Gli pneumatici sono progettati per prestazioni massime su brevi distanze, non per 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 durante le curve ad alta velocità e le frenate. Queste forze, combinate con specifiche finestre di temperatura operativa e pressioni degli pneumatici, fanno sì che la superficie si deteriori rapidamente.

Gli pneumatici di F1 non sono progettati per durare. Sono progettati per offrire il massimo dell’aderenza per brevi stint, motivo per cui la gestione dell’usura degli pneumatici è fondamentale 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 gara. Mentre l’auto si muove ad alta velocità, la gomma dello pneumatico interagisce costantemente con la superficie della pista. Questo consuma la gomma e allo stesso tempo modifica 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. Il grip deriva da due meccanismi: l’indentazione e l’adesione molecolare. Questi sono essenziali per le prestazioni, ma degradano naturalmente lo pneumatico.

2. Indentazione e isteresi

Quando uno pneumatico rotola sulla superficie ruvida della pista, la gomma si deforma per adattarsi alla texture. Questa deformazione crea aderenza ma genera anche calore interno. Le continue flessioni danneggiano con il tempo la struttura della gomma, in un processo noto come usura da isteresi.

3. Adesione molecolare

Le molecole di gomma sulla superficie dello pneumatico si legano a livello microscopico con la pista. Mentre lo pneumatico scivola leggermente durante le curve e le frenate, questi legami vengono stirati e spezzati. Questo genera attrito e grip, ma strappa anche particelle di gomma dallo pneumatico, contribuendo all’usura.

4. Calore e vulcanizzazione

Gli pneumatici sono solo parzialmente vulcanizzati quando escono dalla fabbrica. In pista, subiscono una ulteriore vulcanizzazione a causa dell’elevato calore e pressione. Questo cambia la struttura chimica della gomma. Con il tempo, questo processo riduce l’elasticità e rende lo pneumatico meno reattivo.

5. Surriscaldamento e indurimento

Alle temperature ottimali, gli pneumatici sono flessibili e con buon grip. Ma se si surriscaldano, la superficie può indurirsi e iniziare a slittare. Questo riduce l’aderenza e aumenta l’usura. Piloti e team lavorano per evitare la soglia di surriscaldamento e prolungare la vita dello pneumatico.

6. Raffreddamento e gomma fragile

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

7. Affaticamento strutturale

Oltre alla superficie di gomma, anche la struttura interna dello pneumatico si degrada. Carichi ripetuti su fianchi e cinture indeboliscono l’integrità dello pneumatico. Questo può causare perdita improvvisa di grip o guasti strutturali se non gestiti correttamente.

8. Fluttuazioni di pressione e temperatura

Man mano che gli pneumatici si scaldano, la pressione aumenta. Pressioni elevate riducono l’area di contatto e possono influenzare come lo pneumatico si deforma sotto carico. Pressioni basse aumentano l’aderenza ma stressano i fianchi. Questo equilibrio è delicato e qualsiasi variazione può accelerare il degrado.

Cosa causa lo sfilacciamento degli pneumatici di Formula 1?

Lo sfilacciamento degli pneumatici in Formula 1 avviene quando strisce o pezzi di gomma vengono strappati dalla superficie dello pneumatico. È un segno che lo pneumatico è stato spinto oltre i suoi limiti di progetto, spesso a causa di calore, pressione o danni esterni. Di seguito le principali cause dello sfilacciamento in termini tecnici:

Surriscaldamento: Quando gli pneumatici superano la loro fascia ottimale di temperatura, la gomma si ammorbidisce e diventa instabile. Curve ad alta velocità o stress prolungato in condizioni calde possono causare lo strappo della superficie sotto carico.

Pressione errata: Pressioni basse aumentano l’area di contatto e causano maggiore flessione dei fianchi. Sebbene ciò aiuti l’aderenza, sottopone lo pneumatico a maggiore sforzo, rendendo la superficie più vulnerabile allo sfilacciamento.

Stile di guida aggressivo: Frenate forti, ingressi di curva veloci e accelerazione rapida aumentano il trasferimento di carico e stressano la gomma in modo irregolare. Questo può causare il surriscaldamento o deformazioni di alcune parti, portando allo strappo.

Abrasività della pista: Piste ruvide come Silverstone o Barcellona agiscono come carta vetrata, accelerando la rimozione della gomma. In tali circuiti, le forze laterali abbinate alla rugosità della superficie portano spesso alla lacerazione dello pneumatico.

Detriti o danni da cordoli: Il contatto con detriti taglienti o cordoli seghettati può incidere la superficie. Sotto carichi ad alta velocità, questi tagli possono ampliarsi e strappare porzioni di gomma dallo pneumatico.

Incompatibilità della mescola: Usare una gomma troppo morbida per un certo circuito può portare a rapida degradazione termica. Se lo pneumatico si surriscalda ripetutamente, la gomma inizia a rompersi e strapparsi sotto carico.

Stint prolungati: Quando uno pneumatico viene usato più a lungo del previsto, la sua superficie si consuma e scopre strati più morbidi interni. Queste sezioni sono più vulnerabili allo sfilacciamento, specialmente sotto carico o variazioni termiche.

Cos’è il graining negli pneumatici di Formula 1?

Il graining si verifica quando delle piccole particelle di gomma si staccano dalla superficie dello pneumatico ma non si distaccano completamente. Invece, si spalmiano e si riattaccano, formando uno strato grezzo e irregolare che riduce il grip. Questo fenomeno è temporaneo ma può influenzare drasticamente le prestazioni per alcuni giri.

Cosa causa il graining in F1?

• Scivolamento su pneumatici freddi: Il graining si verifica spesso quando gli pneumatici sono sotto la temperatura ottimale. Se un pilota spinge forte prima che la gomma sia adeguatamente riscaldata, la superficie si taglia e la gomma viene rimossa in modo irregolare.
• Mancato bilanciamento dei carichi laterali: Se c’è un disallineamento tra forza laterale e aderenza, specialmente con un setup sbilanciato o variazioni impreviste della pista, lo pneumatico può scivolare lateralmente. Questa azione di taglio contribuisce al graining.
• Basse temperature della pista: Su circuiti freddi o a inizio sessione, gli pneumatici faticano a raggiungere la finestra di temperatura. La gomma resta quindi rigida e più incline allo strappo.
• Troppa energia introdotta troppo presto: Accelerazioni, frenate o percorrenze in curva troppo energiche nei primi giri di uno stint possono danneggiare la superficie prima che si stabilizzi.

Quali pneumatici sono più soggetti al graining?

• Le mescole più morbide si deteriorano più facilmente perché hanno una rigidità strutturale inferiore e sono più vulnerabili a freddo.
• Gli pneumatici anteriori tendono a deteriorarsi più spesso dei posteriori, specie se la vettura ha sottosterzo o il setup carica eccessivamente l’asse anteriore.

Quali sono gli effetti del graining?

• Il graining riduce il grip introducendo una superficie instabile e a basso attrito tra lo pneumatico e l’asfalto.
• Lo pneumatico dà sensazioni incoerenti, e il pilota può percepirlo come “scivoloso” o poco reattivo.
• Può influenzare significativamente i tempi sul giro e modificare la strategia di pit stop.

Il graining può scomparire?

Sì. Se il pilota riesce a continuare senza spingere troppo, lo strato rovinato può consumarsi, rivelando gomma fresca sotto. Questo processo è chiamato “pulizia” della fase di graining. I piloti spesso modificano le loro traiettorie e gli input per aiutare a pulire la superficie senza causare ulteriori danni.

Come gestiscono i team il graining?

• Gli ingegneri aggiustano pressioni e camber degli pneumatici per ridurre lo scivolamento.
• Ai piloti si consiglia di riscaldare delicatamente le gomme prima di spingere.
• Modifiche all’assetto delle sospensioni e dell’equilibrio aerodinamico possono aiutare a ridurre lo stress sugli pneumatici anteriori.
• Anche la scelta della mescola è fondamentale, in particolare su circuiti soggetti a graining come Imola o l’Ungheria.

Cos’è il blistering negli pneumatici di Formula 1?

Il blistering si verifica quando lo strato superficiale di uno pneumatico di F1 si surriscalda e si formano bolle sotto la gomma. Queste bolle poi scoppiano, strappando porzioni del battistrada e lasciando superficie ruvida o bucherellata. Questo riduce il grip e rende la guida imprevedibile.

Cosa causa il blistering in F1?

• Surriscaldamento del nucleo: Il blistering è solitamente causato quando la temperatura interna dello pneumatico cresce troppo in fretta superando quella superficiale. Questo squilibrio crea pressione interna, che può formare sacche di gas e causare blistering.
• Eccessivo input energetico: Curve veloci, frenate intense o stint lunghi generano calore estremo all’interno dello pneumatico. Se l’energia non viene dissipata correttamente, si accumula e causa degrado termico.
• Basse temperature della pista o ambienti freschi: Quando la superficie esterna dello pneumatico resta relativamente fredda ma gli strati interni si riscaldano molto, la differenza di temperatura può portare a espansione interna e blistering.
• Pressioni o camber errati: Pressioni basse e angoli di camber aggressivi possono aumentare l’area di contatto o sovraccaricare parti specifiche dello pneumatico, contribuendo ad accumulo di calore irregolare e blistering.

Quali pneumatici sono più soggetti al blistering?

• Le mescole più morbide sono più soggette a causa della loro minore tolleranza termica.
• Gli pneumatici posteriori tendono a soffrire più di blistering, specialmente su piste con zone di forte trazione o accelerazioni ad alta velocità.

Quali sono gli effetti del blistering?

• Perdita di grip: la superficie danneggiata non può mantenere lo stesso livello di attrito, causando perdita di prestazioni.
• Bilanciamento imprevedibile: uno pneumatico con blistering può causare sottosterzo o sovrasterzo a seconda dell’asse colpito.
• Usura irregolare: una volta iniziato, il blistering accelera l’usura in modo non uniforme, rendendo difficile la gestione delle gomme.

Si può evitare il blistering?

Sì. Il blistering è per lo più evitabile con una corretta gestione delle temperature e scelte di setup. Ecco alcune strategie comuni:

• I team monitorano in tempo reale le temperature degli pneumatici e possono modificare il bilanciamento dell’auto o la strategia di pit stop per ridurre l’accumulo di calore.
• Ai piloti si consiglia di non spingere troppo con gomme nuove, specialmente nei primi giri di uno stint.
• Modificare la geometria delle sospensioni, la distribuzione della frenata o la pressione degli pneumatici può aiutare a distribuire meglio i carichi.

Blistering vs. Graining

Sebbene entrambi influenzino le prestazioni, il graining è causato da strappi superficiali dovuti allo scivolamento, mentre il blistering è il risultato di surriscaldamento interno e espansione. Il graining è spesso reversibile, mentre il blistering causa danni permanenti alla superficie dello pneumatico.

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