Istraživači sa Univerziteta Carlos III u Madridu (UC3M) osmislili su i testirali novu vrstu modularne gume s ciljem da je učine pametnijom i održivijom. U sklopu projekta ECOTIRE razvili su zamjenjivi silikonski gazni sloj koji može značajno povećati trajnost, smanjiti trošenje uslijed trenja te ublažiti zagađenje uzrokovano gumenim otpadom.

Osnovni dizajn guma gotovo se nije mijenjao decenijama. Nakon što se istroše, milioni tona guma – čija glavna struktura ostaje neoštećena – završavaju kao otpad kojim je teško upravljati. Istrošene gume mogu se obnoviti, ali to uključuje ozbiljne procese koji oduzimaju puno vremena. Kako bi riješio taj problem, istraživački tim s UC3M-a predlaže zamjenu tradicionalne hemijske veze isključivo mehaničkom vezom.

Ključna inovacija projekta ECOTIRE sastoji se u zadržavanju glavnog dijela gume (karkasa) i zamjeni samo gaznog sloja kada se on istroši; taj sloj čini manje od 20% ukupne mase gume.

– Tokom trošenja, konvencionalna guma ispušta vrlo štetne čestice u atmosferu. Primjena mehaničke veze omogućava korištenje održivijih i biokompatibilnijih materijala – navodi Daniel García-Pozuelo, jedan od istraživača na projektu ECOTIRE s Odsjeka za mašinstvo na UC3M-u.

U istraživanju objavljenom u časopisu Applied Sciences analizirali su trošenje i ponašanje pri trenju kod konvencionalne gume u usporedbi sa silikonskom gumom te pokazali da silikon pokazuje otprilike deset puta manji nivo propadanja i pruža veću stabilnost.

Osim održivosti materijala, projekt nastoji pretvoriti gumu u aktivnu komponentu vozila integracijom različitih senzora.

– Zamišljamo pametnu, opremljenu gumu koja pruža ključne podatke za vozilo i infrastrukturu, besprijekorno se prilagođavajući potrebama autonomnih vozila – ističe Daniel García-Pozuelo.

Takva opremljenost omogućuje mjerenje ključnih varijabli dinamike vozila u stvarnom vremenu, kao što su sile koje se prenose na cestu, kontaktni tlak, kut klizanja i raspoloživi koeficijent trenja. Na taj način, guma prestaje biti pasivna komponenta i proaktivno obavještava napredne sustave pomoći vozaču (ADAS) ili središnje računalo autonomnog vozila o neposrednim opasnostima poput akvaplaninga ili ledenih površina, omogućujući sustavima poput ABS-a ili kontrole stabilnosti da interveniraju prije nego što vozač uoči opasnost.

Eksperimentalno testiranje s prototipom dalo je obećavajuće rezultate. U komplementarnoj studiji objavljenoj u znanstvenom časopisu Measurement, istraživači su procijenili integritet sustava na ispitnoj platformi za kotrljanje, neovisno kontrolirajući normalno opterećenje, radijus, kut proklizavanja, omjer proklizavanja i tlak upuhavanja.

– Ponašanje naše gume već je dovoljno slično ponašanju konvencionalnih guma da smo vrlo blizu prijenosa u industriju zajedno s tvrtkama u sektoru, iako je pred nama još dug put prije nego što dođe do proizvodnje – zaključuje Daniel García-Pozuelo. Do sada dobiveni rezultati učvršćuju plan projekta ECOTIRE prema testiranju u punom opsegu i ubrzavanju prijenosa tehnologije u automobilsku industriju.