Cuando un vehículo viaja por una carretera mojada o inundada, el agua se acumula delante del neumático y genera una fuerza de elevación. En un fenómeno conocido como hidroplaneo, esta fuerza puede llegar a ser lo suficientemente grande como para levantar el vehículo del suelo.

En Física de fluidos, , científicos del CNRS, la Universidad de Lyon, y el Grupo Michelin utilizan una técnica de imagen láser para estudiar el flujo de agua delante y a través de las ranuras de los neumáticos.

Para contrarrestar el hidroplaneo, Los diseños de la banda de rodadura se eligen para drenar el agua de la parte delantera del neumático sin disminuir su capacidad de adherirse a la carretera. Se han realizado muy pocos estudios experimentales cuantitativos del movimiento del agua a través de las ranuras de los neumáticos, se sabe muy poco sobre los patrones de flujo exactos en estas situaciones.

El único trabajo publicado anteriormente en el que se informaron mediciones cuantitativas de la velocidad en las ranuras de los neumáticos se realizó con una cámara de alta velocidad y utilizó semillas de mijo como trazadores de agua. Las semillas tienen aproximadamente 1,5 milímetros de diámetro, aunque, y proporcionan un contraste deficiente, por lo que la información de velocidad dentro de las ranuras no se pudo utilizar para un análisis de flujo.

En la actualidad, La investigación sobre el hidroplaneo utiliza una pista de prueba equipada con una ventana transparente incrustada en el suelo. El área de arriba está inundada y una llanta rodando sobre la ventana se observa con una cámara de alta velocidad.

Los investigadores desarrollaron un enfoque más sofisticado que involucraba partículas de siembra fluorescentes para visualizar el flujo y utilizaron una hoja de luz láser para iluminar el área. Las partículas fluorescentes tenían solo 35 micrones de diámetro, aproximadamente la mitad del grosor de un cabello humano, con una densidad cercana al agua.

"La primera característica notable del flujo dentro de las ranuras es la presencia de columnas o filamentos alargados blancos, ", dijo el autor Damien Cabut." Esto indica la presencia de una fase gaseosa, posiblemente burbujas de aire o cavitación ".

Hay dos fases en las ranuras, líquido y gas, lo que complica el análisis. Los investigadores encontraron vórtices y burbujas en algunos surcos. Los autores mostraron que el número de vórtices dentro de un surco está relacionado con la relación entre el ancho del surco y su altura.

"Un mecanismo de creación de vórtices podría estar vinculado al flujo alrededor del borde afilado de la nervadura del neumático. Este efecto es similar al observado para las alas delta en la sustentación aerodinámica, —dijo Cabut.

Se encontró que la estructura de flujo en las ranuras era similar para aumentar las velocidades del vehículo cuando las distancias y las velocidades se aumentaron adecuadamente. Esto podría tener implicaciones para el hidroplaneo.

Cabut dijo que es necesario trabajar más para comprender la formación de vórtices y el papel de las burbujas en los surcos. La configuración experimental que desarrollaron será de gran ayuda con ese trabajo futuro.