Non è una foratura, è la fisica: l'arrivo del freddo sta abbassando la pressione dei pneumatici della tua auto

    La pressione degli pneumatici delle automobili è sensibile alle variazioni di temperatura dell’aria. Sbalzi di temperatura tra dì e notte o al cambiare delle stagioni possono simulare l’effetto di una foratura, ma si tratta solo della conseguenza delle leggi della fisica. Vediamo più in dettaglio cosa succede.

    Pneumatico
    Variazioni significative di temperatura possono simulare la conseguenza di una foratura, ma si tratta di una conseguenza delle leggi fisiche dei gas.

    Succede che con il recente cambio di stagione ed il più o meno repentino calo delle temperature, il guidatore si sia accorto dell’accensione della spia che segnala la pressione degli pneumatici della sua automobile. Foratura? No, semplicemente una conseguenza della fisica dei gas!

    Come tutti i gas, anche l’aria contenuta negli pneumatici obbedisce alle leggi della fisica, nello specifico alle leggi dei gas. Queste leggi descrivono la relazione tra la temperatura, la pressione ed il volume all’interno del quale si trova contenuto il gas.

    Per i curiosi, un accenno alla legge dei gas

    Senza entrare troppo nei dettagli, ci piace comunque riportare qui anche per i più curiosi una delle leggi della fisica che descrive il comportamento dei gas e che spiega il perché la pressione dei nostri pneumatici sia sensibile alle variazioni di temperatura. Si tratta della legge di Gay-Lussac, formulata come

    PV = nRT

    dove P è la pressione, V è il volume interno del nostro pneumatico, n è il numero di moli di aria all’interno del pneumatico, R è la costante universale dei gas e T è la temperatura (misurata in gradi Kelvin).

    Per i meno amanti di formule….

    L’aspetto che a noi interessa è che essendo costante il volume interno dello pneumatico, la pressione e la temperatura sono direttamente proporzionali: se la temperatura aumenta anche la pressione aumenta, se diminuisce anche la pressione diminuisce.

    Quando la temperatura dello pneumatico aumenta, aumenta anche la sua pressione, quando la temperatura diminuisce lo pneumatico tende a sgonfiarsi.

    Quindi, se la temperatura dell’aria varia o per il ciclo diurno della temperatura (maggiore durante il dì e minore durante la notte) o per il cambio di stagione (maggiore in estate e minore in inverno) anche la temperatura dell’aria dentro lo pneumatico varia.

    Di conseguenza, per la legge della fisica appena accennata, anche la pressione dello pneumatico varia.

    Ma di quanto diminuisce?

    Grazie alla formula di sopra, se conosciamo le temperature iniziale (Ti) e finale (Tf), e la pressione iniziale (Pi), possiamo calcolare la pressione finale (Pf), e quindi la sua variazione. Unica accortezza è aggiungere il numero 273 al valore di temperatura, poiché nella legge di Gay-Lussac la temperatura è espressa in gradi Kelvin (00C = 273K).

    Pf = Pi * Tf/Ti

    PV
    Il grafico mostra la relazione di diretta proporzionalità tra la pressione e la temperatura quando il volume contenente il gas è costante.

    Facciamo un esempio. Se la pressione estiva dello pneumatico è di 2.5 bar e la temperatura passa dai 30 gradi medi estivi ai 10 gradi medi invernali, allora si ha una diminuzione della pressione pari a -0.16 bar.

    La seguente tabella dà le variazioni di pressione per alcuni valori di temperatura.

    Temperatura (°C)

    Temperatura (K)

    Pressione stimata (bar)

    Variazione rispetto a 20 °C

    +30

    303

    2,38 bar

    +0,08 bar

    +20

    293

    2,30 bar

    —

    +10

    283

    2,22 bar

    −0,08 bar

    0

    273

    2,14 bar

    −0,16 bar

    −10

    263

    2,06 bar

    −0,24 bar

    D’altro canto, per chi ha la pazienza di leggere per intero il manuale di istruzioni dell’automobile, si raccomanda sempre di controllare la pressione degli pneumatici “a freddo” e cioè o prima di percorrere molta strada o sufficientemente dopo essersi fermati.

    Infatti, a causa dell’attrito con l’asfalto e a causa delle continue piccole deformazione che lo pneumatico subisce a contatto con la strada la temperatura del copertone e quindi dell’aria interna aumenta. Pertanto, se si misura la pressione “a caldo”, ad esempio dopo un’ora di guida, questa risulterà maggiore fino a 0.2 o 0.3 bar rispetto a quella di riferimento a freddo.

    E’ buona pratica gonfiare gli pneumatici nei mesi invernali di 0.1 o 0.2 bar in più rispetto ai mesi estivi, e di controllare la pressione non subito dopo un lungo viaggio.

    Una pressione troppo bassa (pneumatici un po’ sgonfi) comporta una maggiore usura dello pneumatico (maggiore anche del 25%) ed un consumo di carburante più elevato. Una pressione troppo alta comporta un consumo non uniforme del battistrada dello pneumatico, ma anche una minore tenuta di strada.

    Curiosità

    La pressione delle ruote di un aereo, ad esempio un Boeing 777 dal peso di centinaia di tonnellate, è circa 14-15 bar.

    Auto sportive o certe auto professionali possono usare al posto dell’aria, che è una miscela di azoto e ossigeno, solo azoto che è meno sensibile alle variazioni di temperatura.