Em um fena´meno conhecido como aquaplanagem, essa força pode se tornar grande o suficiente para levantar o veaculo do solo.
Configuração experimental para visualizar o fluxo de águanas ranhuras dos pneus, junto com alguns resultados de amostra. Crédito: Serge Simoens
Quando um veaculo viaja em uma estrada molhada ou inundada, a águase acumula na frente do pneu e gera uma força de sustentação. Em um fena´meno conhecido como aquaplanagem, essa força pode se tornar grande o suficiente para levantar o veaculo do solo.
Em Physics of Fluids, cientistas do CNRS, da Universidade de Lyon e do Grupo Michelin usam uma técnica de imagem a laser para estudar o fluxo de águana frente e atravanãs das ranhuras dos pneus .
Para neutralizar a aquaplanagem, os desenhos de piso são escolhidos para drenar a águada frente do pneu sem diminuir sua capacidade de aderir a estrada. Poucos estudos experimentais quantitativos do movimento da águaatravanãs das ranhuras dos pneus foram feitos, portanto, pouco se sabe sobre os padraµes exatos de fluxo nessas situações.
O aºnico trabalho publicado anteriormente relatando medições quantitativas de velocidade em ranhuras de pneus foi feito com uma ca¢mera de alta velocidade e sementes de milho usadas como trazdores de a¡gua. As sementes tem cerca de 1,5 milametros de dia¢metro, poranãm, e fornecem contraste pobre, portanto, as informações de velocidade dentro das ranhuras não eram utiliza¡veis ​​para uma análise de fluxo.
Atualmente, as pesquisas em aquaplanagem utilizam uma pista de testes equipada com uma janela transparente embutida no solo. A área acima estãoinundada e um pneu rolando sobre a janela éobservado por uma ca¢mera de alta velocidade .
Os pesquisadores desenvolveram uma abordagem mais sofisticada envolvendopartículas fluorescentes de semeadura para visualizar o fluxo e usaram uma folha de luz laser para iluminar a área. Aspartículas fluorescentes tinham apenas 35 macrons de dia¢metro, cerca de metade da espessura de um cabelo humano, com uma densidade próxima a da água.
"A primeira característica nota¡vel do fluxo dentro das ranhuras éa presença de filamentos ou colunas alongadas brancas", disse o autor Damien Cabut. "Isso indica a presença de uma fase gasosa, possivelmente bolhas de ar ou cavitação."
Existem duas fases nas ranhuras, laquida e gasosa, o que complica a análise. Os investigadores encontraram va³rtices e bolhas em algumas ranhuras. Os autores mostraram que o número de va³rtices dentro de um sulco estãorelacionado a relação entre a largura do sulco e sua altura.
"Um mecanismo de criação de va³rtice pode estar ligado ao fluxo ao redor da borda afiada da costela do pneu. Este efeito ésemelhante ao observado para asas delta em elevação aerodina¢mica", disse Cabut.
A estrutura de fluxo nas ranhuras foi considerada semelhante para aumentar as velocidades do veaculo quando as distâncias e velocidades foram dimensionadas corretamente. Isso pode ter implicações para a aquaplanagem.
Cabut disse que mais trabalho precisa ser feito para entender a formação de va³rtices e o papel das bolhas nas ranhuras. A configuração experimental que desenvolveram seráde grande ajuda nesse trabalho futuro.