Cartel "Rellene nitrógeno en los neumáticos": ¿las afirmaciones son creíbles o solo aire caliente?

Hoy vi este póster en una tienda de neumáticos

Como la calidad de imagen no es excelente, reproduciré las afirmaciones del anuncio por escrito:

• ¡Tomar la iniciativa! ¡Conduce de forma inteligente!
• [Nitrógeno] para su SEGURIDAD Y ECONOMÍA
• Las moléculas de nitrógeno son más grandes que el aire normal.
• Menos fugas
• Combustible eficiente [sic]
• Menos desgaste irregular
• Sin presencia de oxígeno
• Sin oxidación
• Mayor vida útil de los neumáticos.
• Sin deterioro
• No es de extrañar por qué los aviones y los autos de fórmula 1 usan nitrógeno para inflar sus neumáticos

Me gustaría separar los hechos de la ficción.

¿Cuál de las afirmaciones mencionadas anteriormente se traduciría en beneficios prácticos y tangibles para los vehículos de pasajeros en carretera?

Resumen
La diferencia para los automóviles de pasajeros es bastante pequeña, pero parece ser bastante real. Cuanto menos mantenga sus neumáticos, mayor será el efecto. En grandes flotas de vehículos, el efecto puede ser bastante grande.

Obtenga Nitrogen ™
Una investigación más profunda del sitio justinm410 vinculado a getnitrogen.org , muestra una serie de estudios que (suponiendo que todos sean legítimos) muestran alguna diferencia real entre el aire rico en nitrógeno y el aire regular.

Con los vehículos de pasajeros, el ahorro de combustible fue de entre 2 y 8% dependiendo del estudio y el comportamiento del conductor. Un conductor que mantiene regularmente la presión de sus neumáticos ve beneficios mucho más bajos que uno que solo comprueba las presiones durante los cambios de aceite (aproximadamente el doble de ahorro de combustible si solo revisa las presiones ocasionalmente). Se podría argumentar que solo revisar sus llantas con mayor frecuencia ahorraría tanto como las llantas llenas de nitrógeno, pero la realidad es que la mayoría de las personas no lo hacen, por lo que una campaña pública para usar nitrógeno para las llantas podría generar ahorros significativos en una población.

Las mayores diferencias se observan en las grandes flotas de vehículos pesados, donde el ahorro de combustible fue de entre 6 y 23%, y la vida útil de los neumáticos aumentó entre 40 y 86%. Parece que los vehículos de la flota no se mantienen tan bien como los vehículos de pasajeros, además de que tienen que sobrevivir a las condiciones más extenuantes.

Hay dos causas principales para el ahorro. Primero, las llantas llenas de nitrógeno tienen fugas más lentamente, por lo que sus llantas estarán más cerca de sus presiones correctas en cualquier punto dado. Es decir, si sus llantas están normalmente a 32 psi, el aire normal podría filtrarse a 30 psi en un mes, mientras que el nitrógeno todavía está a 31.5 psi. Segundo, los neumáticos llenos de nitrógeno ven menos variación en la presión durante el uso. Esta variación reducida se debe principalmente a la disminución de la humedad, por lo que un dispositivo para secar el aire normal podría ver resultados similares.

También está el tema de la seguridad. Un neumático correctamente lleno funcionará mejor y con más previsibilidad que un neumático incorrectamente lleno. Si el neumático mantiene una presión más constante, se deduce que será algo más seguro, pero no hay datos sobre si esa diferencia es significativa. Además, al menos uno de los estudios vinculados cita "disminución del número de explosiones" del nitrógeno en comparación con el aire normal, pero no hay información sobre la disminución que vieron.

No tengo ninguna forma de verificar los estudios, pero tienen documentos de Bridgestone, Firestone, Drexan Corporation en nombre del gobierno canadiense, entre otros. Además, Jay Leno dice que el nitrógeno es genial y que es una celebridad, así que obviamente debes escucharlo. Tiendo a tomar el material fuente de un sitio con una dosis de sal hasta que las referencias externas lo verifiquen. Pero al pie de la letra, parece indicar que el signo en el OP es básicamente exacto.

Edmunds
Edmunds.com investiga estos estudios y concluye que si bien los estudios son básicamente precisos, probablemente sea más eficiente comprar un mejor equipo de medición de neumáticos y utilizarlo con más frecuencia. Sin embargo, eso no significa nada para las personas que saben que nunca revisan los neumáticos. Los mismos Edmunds hicieron un estudio que muestra que incluso las "personas del automóvil" realmente no son tan buenas como deberían ser.

Muchas personas, incluso en un sitio web automotriz como Edmunds.com, nunca han revisado la presión de sus neumáticos. Esto significa que la presión solo se ajusta cuando se giran los neumáticos, aproximadamente una vez cada seis meses a un año. Esto no suele ser suficiente. Los neumáticos deben revisarse y ajustarse al menos una vez al mes.

También descubrimos que muchos conductores no saben a qué nivel deben llenar sus llantas. Muchas personas pensaron que la presión figuraba en la pared lateral de sus neumáticos. Esto está mal. La presión correcta de los neumáticos aparece en un cartel que se encuentra en la puerta del coche, la jamba de la puerta, la guantera o el manual del propietario.

Aún más personas parecían simplemente adivinar cuánto aire poner en sus neumáticos. Bombeaban aire en sus neumáticos de vez en cuando para asegurarse de que superaban la cantidad requerida. Pero no revisaron ni ajustaron los neumáticos para asegurarse de que todos estuvieran aproximadamente al mismo nivel

The Tire Rack
The TireRack.com hace su propio estudio, donde concluyen:

En general, inflar los neumáticos con nitrógeno no los dañará y puede proporcionar algunos beneficios mínimos.

¿Vale la pena? Si va a un lugar que proporciona nitrógeno libre con neumáticos nuevos, ¿por qué no? Además, hemos visto algunos proveedores de servicios que ofrecen precios razonables de alrededor de $ 5 por neumático (incluidos los ajustes periódicos durante la vida útil del neumático) a $ 10 por neumático menos razonable (con costos adicionales para los ajustes de presión posteriores) o más como parte de un servicio contrato, que creemos excede el valor del beneficio del nitrógeno.

En lugar de pagar más por el nitrógeno, sería mejor que la mayoría de los conductores compren un medidor de presión de neumáticos preciso y verifiquen y ajusten sus presiones de neumáticos regularmente.

Tenga en cuenta que, una vez más, su resultado final depende de que los conductores presten más atención a sus automóviles. Este es un consejo sólido, pero solo ayuda si los conductores hacen lo mismo. De lo contrario, parece que el nitrógeno puede ser mediblemente mejor si es barato o gratuito. Es de destacar que tanto Get Nitrogen como Edmunds estiman que se podrían ahorrar alrededor de $ 100 al año con una inflación más constante. Esto significa que aún ahorraría algo de dinero, incluso con rellenos relativamente más costosos.

Respuesta a las reclamaciones específicas realizadas

• ¡Tomar la iniciativa! ¡Conduce de forma inteligente! Exageración de marketing, por supuesto, pero potencialmente precisa.
• [Nitrógeno] para su SEGURIDAD Y ECONOMÍA Presumiblemente, la seguridad es cierta, pero no se sabe qué tan cierto (incluso el otro estudio de Edmund no es útil aquí); Los estudios muestran que la economía es cierta, hasta cierto punto.
• Las moléculas de nitrógeno son más grandes que el aire normal / Menos fugas Este artículo explica que las moléculas de oxígeno tienen un "diámetro cinético" ligeramente más pequeño, lo que significa que penetran el caucho un poco más rápido que la molécula de nitrógeno. Dado que la mayor parte de la parte no nitrogenada del aire normal es oxígeno, esta afirmación es cierta, aunque algo imprecisa.
• Combustible eficiente [sic] Los estudios en el sitio muestran que esto es cierto, citando de 2 a 23% mejor economía de combustible.
• Menos desgaste irregular Es lógico pensar que una menor variación en las presiones de los neumáticos conduciría a un desgaste más uniforme del neumático, pero se desconoce si esto es significativo.
• Sin presencia de oxígeno / sin oxidación Estos son algo hiperbólicos, pero cierto según las citas del sitio.
• Mayor vida útil de los neumáticos Demostrado por los estudios como cierto, citando una vida útil de los neumáticos de 31 a 86% más larga, pero estos números altos son para personas que nunca verifican las presiones de los neumáticos y / o los vehículos de la flota.
• Sin deterioro Nuevamente hiperbólico, pero posiblemente cierto si el "número reducido de reventones" es significativo y es causado por el deterioro en lugar de la baja presión.
• ¡No es de extrañar por qué los aviones y los autos de fórmula 1 usan nitrógeno para inflar sus neumáticos! Probablemente sea un poco tonto comparar los automóviles de pasajeros típicos con los equipos pesados ​​o los autos de carreras diseñados específicamente, pero la premisa básica detrás del uso de nitrógeno en estos campos aún se mantiene en el campo de los automóviles de pasajeros, aunque en un grado mucho menor.

Conclusión
La señal es precisa, pero el efecto en el mundo real es en su mayoría muy pequeño para los vehículos de pasajeros en uso normal. Si eres flojo para mantener tus llantas, el efecto del nitrógeno en el mundo real se vuelve más significativo, aunque aún es pequeño. La seguridad es algo preocupante, pero una diferencia de 1 a 2 psi probablemente no sea la diferencia entre ningún choque y diecisiete muertes.

Las moléculas de nitrógeno son más grandes que el aire normal: el aire no es una molécula, es un compuesto que consiste en 78% de nitrógeno, 20% de oxígeno, 2% de otros. Entonces esa es una comparación ridícula.

Menos fugas - Ver arriba.

Combustible eficiente [sic]: dos neumáticos a la misma presión, uno con aire y otro con nitrógeno, tendrán la misma eficiencia de combustible. Véase más arriba.

Desgaste menos irregular: esto todavía depende de la suposición de que el aire se escapa de las llantas mientras que el nitrógeno no lo hace, lo que nuevamente es ridículo. También vea la nota sobre la variación de temperatura a continuación.

No hay presencia de oxígeno: no están vendiendo nitrógeno puro, por lo general es 95-98% puro.

Sin oxidación: los neumáticos secan la podredumbre desde el exterior, por lo que no veo cómo esto ayudaría.

Mayor vida útil de los neumáticos: no se puede medir de ninguna manera.

Sin deterioro -?

No es de extrañar por qué los aviones y los autos de fórmula 1 usan nitrógeno para inflar sus neumáticos - Correcto, no es una maravilla. Sin embargo, generan mucho más calor en sus neumáticos que un automóvil de pasajeros.

El calor de los neumáticos realmente es la diferencia cuando se trata de nitrógeno vs aire. Un cambio en la temperatura afecta el aire más grande, especialmente porque contiene algo de humedad. Esta es una diferencia relativamente pequeña y depende de los niveles de humedad.

Esto realmente es aceite de serpiente para el propietario promedio de automóviles.

Vea este enlace para más detalles:

¡Tomar la iniciativa! ¡Conduce de forma inteligente!

Comercialización de blahblah

[Nitrógeno] para su SEGURIDAD Y ECONOMÍA

Tengo la impresión de que los neumáticos llenos de aire también mantienen su presión, por lo que no veo un beneficio notable

Las moléculas de nitrógeno son más grandes que el aire normal.

No: la longitud del enlace de N2 es 109,8 pm. La longitud del enlace de O2 es 121 pm. Entonces el nitrógeno tiene una velocidad de difusión más alta que el oxígeno.

Menos fugas

• Lo mismo que arriba
• Si (!) Fuera cierto que el oxígeno se filtra más fácilmente que el nitrógeno, significaría que la concentración de nitrógeno debería aumentar siempre con cada llenado de aire comprimido, ya que el oxígeno se escapa. Para que pueda tener su neumático lleno de nitrógeno de forma gratuita.

Combustible eficiente [sic]

Lo mismo que arriba

Menos desgaste irregular

Los neumáticos están sujetos a un desgaste irregular cuando la suspensión o los frenos están defectuosos o la presión no es la correcta. No entiendo cómo se supone que el nitrógeno hace una diferencia significativa, suponiendo una presión regular en el neumático. Ver también arriba.

Sin presencia de oxígeno

No: dado que el neumático no se está montando al vacío, todavía hay oxígeno en el neumático. Suponiendo una presión de 2 bar en el neumático después de llenarlo con nitrógeno, todavía hay 33% de gas atmosférico en el neumático. Esto se traduce en 93% de nitrógeno.

Sin oxidación

Los neumáticos generalmente se consumen por fuera, no por dentro. A menos que lave sus neumáticos con nitrógeno, debe haber oxígeno en el neumático.

Mayor vida útil de los neumáticos.

Lo mismo que arriba

Sin deterioro

Lo mismo que arriba.

No es de extrañar por qué los aviones y los autos de fórmula 1 usan nitrógeno para inflar sus neumáticos

No se pueden comparar las cargas de los neumáticos de fórmula 1 / neumáticos de aviones con los autos comunes.

• Aeronave
  • Los neumáticos de las aeronaves pueden tener válvulas de escape especiales que se supone que enfrían los frenos o extinguen eventualmente los incendios. El aire ordinario podría impactar eso negativamente. Los autos no tienen ese tipo de neumáticos. Referencia: FAA
  • Como el aire comprimido contiene siempre algo de humedad, podría congelarse a temperaturas extremas a nivel de vuelo. Los autos no viajan a 12000m de altura.
• Fórmula 1
  • Hay cargas en neumáticos de fórmula 1 y neumáticos comunes no son comparables.

Hay algunos beneficios reales con respecto al uso de nitrógeno en sus neumáticos

El cartel decía

Toma la iniciativa, conduce de forma inteligente

No sé si es más inteligente usar nitrógeno

[Nitrógeno] para su SEGURIDAD Y ECONOMÍA

Las moléculas de nitrógeno son más grandes que el oxígeno o el hidrógeno . Como resultado, las llantas llenas de nitrógeno tienden a mantener su presión por períodos de tiempo más largos. Es más difícil para ellos migrar a través de la goma del neumático.

Las moléculas de nitrógeno son más grandes que el aire normal.

Cierto

Menos fugas

Es cierto que, dado que las moléculas son más grandes, les resulta más difícil salir del neumático.

Combustible eficiente [sic]

Supongo que esto podría inferirse como una posible verdad si el neumático mantiene su presión óptima durante períodos más largos de tiempo y el usuario final no valida las presiones y agrega aire al neumático según sea necesario. Esta sería una afirmación que se basa más en el comportamiento que en las características innatas del nitrógeno.

Menos desgaste irregular

Falso. No puedo encontrar ninguna referencia de que el nitrógeno tenga un desgaste menos irregular que el aire normal. Nuevamente, esto puede ser un reclamo de comportamiento si tiene una tendencia a no validar las presiones de aire con aire regular en sus neumáticos.

Sin presencia de oxígeno

Falso, siempre habrá ALGO de oxígeno en los neumáticos, incluso si es una décima de punto porcentual. Una afirmación más precisa sería "menos oxígeno".

Sin oxidación

Falso, una afirmación más precisa sería 'considerablemente menos oxidación'

Mayor vida útil de los neumáticos.

Falso. Nuevamente, esta es una afirmación de comportamiento basada en el mantenimiento de la presión de los neumáticos utilizando aire atmosférico regular. Sin embargo, es una posibilidad.

Sin deterioro

Falso. Como imperativo de que no haya deterioro, siempre habrá algo. Dado que el nivel de oxígeno se reduce considerablemente, habrá una oxidación considerablemente menor del caucho interno. Tal como están las cosas actualmente, el oxígeno deteriorará el caucho, pero no a un ritmo alarmante o un ritmo que podríamos considerar peligroso para el caucho interno del neumático.

No es de extrañar por qué los aviones y los autos de fórmula 1 usan nitrógeno para inflar sus neumáticos

Es verdad. Los autos y aviones F1 usan nitrógeno en sus neumáticos.

El agua en un neumático ejerce más presión cuando la temperatura interior del neumático es más alta. Esto es más una ventaja porque esta presión más alta produce una menor deflexión y una menor producción de calor. El neumático dentro del compuesto de gas (aire de nitrógeno o lo que sea) puede alcanzar un punto de ebullición incidental de agua a 1013 mb (14,6 psi) por el calor de los frenos transferidos a través de las llantas. El consejo de presión es todo para darle al neumático una desviación que no ceda a la alta temperatura del caucho a la velocidad para la que está indicado. Pero si por una fuente externa, como un frenado intenso o la luz del sol en el neumático, el neumático en el interior es de 100 ° C / 212 ° F, el caucho no puede transportar tanta energía al neumático en el interior, por lo que se calienta y se endurece y se daña en las próximas flexiones. Si aplica agua líquida para pasar a gas en la llanta, la presión aumentará 1bar / 14,5psi extra por el agua y esto producirá una menor producción de calor,

A temperatura de frío normal de los neumáticos, la presión adicional del agua es de solo 0,025 b bar / 1/3 de psi.

Luego sobre el porcentaje de oxígeno. La ley de Dalton establece que cada gas actúa como si fuera el único gas, por lo que el oxígeno del 21% en el aire exterior normal alcanza (por ejemplo, la difusión) como el 21% de 1013 mb = aproximadamente 0,21 bar / digamos 3 psi. La llanta dentro del aire funcionará a su manera, por lo que la presión parcial de oxígeno está dentro de la llanta igual que afuera. Esto lleva a la siguiente. El neumático con presión de llenado de 3 bar / 44 psi de sobrepresión medida, está en una presión real de 4 bar / <> 59 psi, por lo que la presión parcial de oxigeno luego funciona a 0.21 bar / 3 psi, que luego es de 0.21 / 4 = 5.25%. entonces, dentro y fuera, la Pp de O2 es la misma y el Oxígeno difundirá el polvo tan rápido dentro del neumático como fuera del neumático. Aproximadamente para 1 bar de sobrepresión en neumáticos O2 10%, 9 bar / 2%.

El agua también se difunde a través del caucho y probablemente más rápido que el oxígeno, porque no solo el tamaño de la molécula es importante sino también otros factores químicos, el agua es un dipolo puede ser uno de esos factores. Es entonces cuando el agua es gas, cuando su líquido probablemente no se difunde a través del caucho del neumático. Esto puede significar que la cantidad de agua líquida en el neumático puede ser diferente en el tiempo por situaciones complejas como cambios de alta humedad y temperatura durante el día y la noche. Mis suspensiones (no probadas) es que la cantidad aumenta después de unos años. Pero esto no influye más en la presión, porque la cantidad de lata de agua y gas se limita a la que pertenece a la temperatura en el neumático. Encontré una hoja de cálculo sobre esta presión parcial de agua en relación con la temperatura, y agregué la conversión de degr C a F, y de bar a psi.

Como especialista holandés de presión de neumáticos autodeclarado, me mantuve ocupado también con el llenado de nitrógeno y descubrí que el oxígeno se difunde a través del caucho aproximadamente 3 veces más rápido que el nitrógeno. Argón, un gas que pensé que se difundiría menos porque es un gas nobel, estaba equivocado, se difunde aproximadamente 2 veces más rápido que el nitrógeno. Pero cuando se llena, si es posible, con 100% de nitrógeno, la pérdida de nitrógeno en el tiempo se compensa un poco con el oxígeno que entra en el neumático porque el Pp afuera es 0.21bar y dentro de cero bar. Extraño pero cierto, el oxígeno entra en el neumático contra la presión total más alta, debido a esa ley de Dalton.

En el mundo de Fórmula 1 también hay un problema de presión. Allí se llenan de nitrógeno o aire seco, para descartar la presión adicional que aumenta cuando el agua líquida se convierte en gas. La temperatura del neumático en las carreras puede llegar a 90 grados C / 190 grados F Mejor sería enfriar los neumáticos mejor, mediante enfriamiento activo del borde, por lo que la presión se mantiene más baja también. Ya supuse la idea de hacer los radios en forma de aspas del ventilador, ahora ya tienen radios huecos para reducir la presión del neumático en los neumáticos. Esto tendría más efecto que el aire seco. Si el neumático en el interior es, por ejemplo, solo 45 ° C en lugar de 90 ° C, la presión será sustancialmente menor.

temp / Pp H2O / Presión cuando se llena a 65degr 21 psi si está seco, por lo que no hay infl de agua 112degrF / 1.4psi / 24.2psi 190degrF / 10psi / 29.5psi

La degradación de los neumáticos se debe no solo al oxígeno mismo [oxidación], sino que la radiación de la luz solar directa contribuye con sus propios efectos. Verá remolques y autocaravanas menos usados ​​que los protegerán de la luz solar. En cuanto al nitrógeno, aquí se insinúa y las fugas dependen de la superficie [pulgadas cuadradas] disponibles y de la cantidad de neumáticos que mantiene; es decir, empresas de camiones. Re; Los neumáticos de carrera inflados con nitrógeno mantienen una presión constante que no se ve afectada por la temperatura, conservando el chasis de la huella de la banda de rodadura ajustado. Ayudaría a evacuar el 'aire' antes de la inflación del nitrógeno. Básicamente más inerte que el "aire". Casi inútil para motocicletas y carreras automotrices. F1, TransAm, CanAm, etc., donde giran a la derecha Y a la izquierda, se ven más beneficios. Muchas carreras dependen de milisegundos, así que ... Se aplica también al vino abierto, El oxígeno es menos amigable. Y un elemento más de interés. Muchos chasis tubulares enmarcados marginan el grosor para ahorrar peso, grandes en décadas pasadas, enormes con el advenimiento del dibujo CAD, el análisis de tensiones, etc. ¡Ambos han utilizado accesorios Schrader para presurizar el ensamblaje y monitorear grietas con un medidor instalado! Una pequeña observación le indica dónde instalar, determinado por si un área está cerrada o es un "múltiple".

A11four1 escribió "Ayudaría a evacuar 'aire' antes de la inflación de nitrógeno".

En la práctica, eso no se puede hacer con los neumáticos, pero al llenar con casi 100% de nitrógeno de un cilindro, y luego dejar salir el aire a través de la válvula a presión cero, y repetir este ciclo varias veces, puede acercarse a eso.

La pregunta es si esto es necesario?

JustinM410 hace comentarios a mi publicación anterior. Parece que escribo que solo en F1 los neumáticos en el interior pueden calentarse tanto como 100degrC / 212F, pero al descender de las montañas y usar los frenos con frecuencia, incluso puede sucederle a un automóvil normal hasta un camión, un importador de válvulas Me escribió esto en respuesta a la presión máxima de las válvulas, así que esto es un hecho.

La difusión de oxígeno dos veces más rápida que el nitrógeno y el agua como el gas, incluso más rápido que el oxígeno, es tan precisa como pude encontrar en la fuente de Internet tan confiable, por lo que puede ser diferente.

Cuando hice una investigación administrativa sobre el llenado de nitrógeno, llegué a una manera de determinar esto con bastante precisión. Esto está llenando los varios neumáticos vacíos de las mismas especificaciones, por lo que con una presión absoluta de alrededor de 1 bar / 14,5 psi, con diferentes gases de un cilindro, más del 99% de pureza. Por ejemplo, nitrógeno, oxígeno, pero también argón, helio. Llénelos a la misma presión a la misma temperatura, a la mañana siguiente vuelva a medir para que la temperatura en los neumáticos en la misma habitación sea la misma que en la habitación, y anótelos para cada neumático. Luego mida la presión de cada neumático todos los meses, y anote la temperatura en la habitación. También se puede realizar una medición después de un año, por lo que se escapa menos aire con cada medición. Entonces, la pérdida de presión en el tiempo es solo por el gas lleno, porque el neumático vacío de 1 bar tiene las mismas presiones compuestas y parciales que el aire exterior, por lo tanto, por saldo no se difundirá a través del neumático. Encontré una manera de calcular la relación de velocidad de difusión con respecto al nitrógeno, y con esto la relación de velocidad de difusión se puede determinar con bastante precisión. No tiene una precisión de 2 dígitos, pero luego puede ver si el Oxígeno se difunde 2 o 2,5 veces más rápido que el Nitrógeno.