Aquaplaning - che cos’è, come comportarsi e come prevenire questo fenomeno

Sicuramente qualche volta ti è capitato di avere la sensazione della ridotta aderenza della tua auto quando ad alta velocità hai attraversato una pozzanghera. Proprio in quel momento hai sperimentato l’aquaplaning. In alcune situazioni questo fenomeno può portare a perdere il controllo sull’auto e, di conseguenza, a un grave incidente. Scopri come si forma l’aquaplaning, che cos’è e come prevenirlo.

Gli pneumatici garantiscono l’aderenza alla superficie.

Che cos’è l’aquaplaning (slittamento sull'acqua)?

Possiamo parlare di aquaplaning (a volte viene definito anche con il termine “slittamento sull'acqua”) quando sotto lo pneumatico si forma un cuneo d'acqua e il battistrada non riesce più a drenare l'acqua da sotto alla ruota. Per questo motivo gli pneumatici non aderiscono più alla pavimentazione stradale e si inizia “slittare”.

Attenzione! Solamente il costante contatto tra il battistrada e il manto stradale permette di mantenere l’aderenza ottimale.

Il contatto può essere interrotto a causa dell’eccessiva quantità di acqua sulla pavimentazione stradale. L’acqua che si trova tra la strada e lo pneumatico rende impossibile l’adesione molecolare (mentre è proprio quest’interazione a livello molecolare a determinare l’aderenza). Quando le microrugosità della superficie sono coperte dall’acqua, ovvero quando sul suolo c’è troppa acqua, è possibile mantenere l’aderenza solamente quando il battistrada tocca le macrorugosità della pavimentazione stradale.

Le macrorugosità drenano e immagazzinano l’acqua, ma allo stesso tempo, non ne interrompono lo strato. Maggiore è la quantità di acqua e la velocità dell’auto, maggiore è il rischio dell’aquaplaning.

Come si sviluppa l'aquaplaning?

Lo pneumatico sulla pavimentazione stradale bagnata “spinge” davanti a sé l’acqua. Ogni volta che lo pneumatico tocca l’acqua, cresce la sua pressione idrodinamica. Nel momento in cui essa raggiungerà un valore maggiore rispetto alla pressione dello pneumatico sulla superficie, lo pneumatico non sarà più in grado di spingere l’acqua e inizierà a galleggiare su di essa.

Che cosa influisce sull’aderenza sul bagnato?

Peculiarità di un dato modello di pneumatico:

Attualmente la diversità dei disegni del battistrada disponibili è notevole. Alcuni produttori preferiscono il tipo di battistrada asimmetrico, altri invece prediligono quello direzionale, mentre altri ancora preferiscono il battistrada simmetrico. Si possono osservare anche delle grandi differenze tra la pneumatici economica e quella costosa. Il disegno del battistrada degli pneumatici moderni è composto da incavi angolari, trasversali, circonferenziali, nonché da lamelle di altezza e larghezza ottimali. Tutto ciò deve garantire un efficace e veloce drenaggio dell’acqua, senza creare, nello stesso momento, delle turbolenze nel punto di incontro tra i canali circonferenziali e quelli angolari.

La profondità degli incavi (oppure, in altre parole, l’altezza del battistrada) degli pneumatici attualmente disponibili sul mercato europeo è di 7-8 mm. L’elenco delle larghezze degli elementi del disegno scelte maggiormente è presentato nella tabella sottostante.

Pressione troppo bassa negli pneumatici:

Gli pneumatici che rotolano sulla strada bagnata creano davanti a sé un cuneo d’acqua. Il battistrada che colpisce l’acqua prima della superficie di contatto crea la pressione idrodinamica. Quando il valore di tale pressione supererà la pressione all’interno degli pneumatici, spingere l’acqua non sarà più possibile e lo pneumatico perderà il contatto con la pavimentazione stradale.

Il valore della pressione idrodinamica può essere calcolato approssimativamente secondo la seguente formula:

Dalla formula si evince che la pressione idrodinamica cresce al quadrato della velocità di movimento. Per questo motivo, più velocemente andrai, maggiore sarà la pressione esercitata dal cuneo d’acqua. Nel momento in cui questa pressione sarà maggiore rispetto alla pressione nella gommatura, avrai a che fare con l'aquaplaning. Il rischio maggiore dell’aquaplaning si verifica nel momento in cui guidi velocemente con gli pneumatici sgonfi. In tal caso, con una velocità relativamente bassa, potrà verificarsi questo fenomeno pericoloso.

Il grafico sottostante presenta l’importanza della giusta pressione per la zona di contatto con la superficie:

Forma dell’impronta dello pneumatico:

Come abbiamo già menzionato in precedenza, sulla strada bagnata si crea un cuneo d’acqua davanti allo pneumatico che rotola. È importante disperderlo sui lati, prima che la pressione che esso esercita sul bordo frontale della superficie di contatto superi la pressione nello pneumatico. In questo caso trovano applicazione fenomeni della meccanica dei liquidi. Si sa che la forma piatta esercita una maggiore resistenza rispetto alla forma arrotondata. Proprio per questo motivo la forma delle prue delle imbarcazioni è arrotondata oppure assomiglia alla lettera V. Una cosa simile succede con gli pneumatici, ovvero più la forma della zona di contatto sarà arrotondata, più acqua verrà dispersa, minore sarà la pressione idrodinamica, quindi maggiore sarà la velocità con la quale può verificarsi l’aquaplaning.

La formula presentata in precedenza può essere ampliata, prendendo in considerazione l’angolazione della dispersione dell’acqua in una zona specifica che deriva dalla forma della zona di contatto. In questo modo potrai calcolare il valore della pressione idrodinamica per un punto specifico.

Questa relazione matematica ci dimostra che maggiore sarà l’angolazione, minore sarà la pressione idrodinamica.

Larghezza dello pneumatico:

In base alle nostre precedenti considerazioni è possibile affermare che la probabilità che l’aquaplaning si verifichi è maggiore, quando:

• l’altezza del disegno del battistrada è minore, mentre la densità del suo disegno è maggiore (ovvero, ci sono pochi incavi del battistrada);

• maggiore è la velocità di guida;

• più profondo è lo strato dell’acqua sulla strada;

• minore è la pressione dell’aria nello pneumatico.

Tutti questi elementi sono legati alla quantità d’acqua che deve essere drenata dal battistrada. Tale quantità può essere calcolata in modo semplificato grazie alla seguente formula:

La quantità d’acqua eliminata in un’unità di tempo (per esempio in 1 secondo) si può calcolare secondo la seguente formula:

Utilizzando questa formula è possibile calcolare quanti litri d’acqua devono essere evacuati dallo pneumatico in ogni secondo di movimento.

Per i nostri scopi prenderemo in considerazione gli pneumatici con la larghezza della parte superiore dello pneumatico di 145 mm e di 225 mm con varie velocità di movimento e profondità dell’acqua. Il tutto per far notare con quali grandi quantità di acqua devono cavarsela gli pneumatici. Nel primo caso vedremo qual è l’impatto della larghezza del battistrada con la stessa velocità e la profondità dell’acqua. Presumiamo che la profondità dell’acqua sarà pari a 3 mm, mentre la velocità di movimento sarà di 50 km/h, ovvero di 13,9 m/s. In tali condizioni il flusso di acqua necessario è pari a:

La differenza del flusso tra lo pneumatico più largo e quello più stretto è pari al 55%! Ciò significa che lo pneumatico più largo deve essere adattato ad un flusso d’acqua notevolmente maggiore. I larghi pneumatici devono, dunque, non solo meglio canalizzare l'acqua, ma anche drenarla più efficacemente.

Adesso vedremo in che modo cresce la quantità d’acqua necessaria per esser drenata assieme alla crescita della sua profondità.

L’aumento della profondità da 3 mm a 7 mm nel caso dello pneumatico con la parte superiore larga 145 mm ha causato l’aumento da 6.05 l/s a 14,1 l/s, mentre nel caso dello pneumatico con la parte superiore pari a 225 mm ha causato l’aumento da 9,38 l/s a 21,9 l/s. In entrambi casi abbiamo dunque a che fare con un aumento doppio dell’acqua con cui lo pneumatico se la deve cavare.

L’ultima variabile che prendiamo in considerazione, basandoci su questa formula semplificata, è la velocità di movimento. Vedremo dunque quale sarà la capacità del flusso con l’aumento di velocità da 50 km/h a 100 km/h. Non è difficile intuire, già conoscendo la formula di cui ci serviamo, che il doppio aumento di velocità con profondità e larghezza costanti causerà il doppio aumento dell’acqua da drenare. Vediamo come ciò si presenta in numeri assoluti. Prenderemo in considerazione un caso “estremo” ad una profondità dell’acqua di 7 mm.

Questi calcoli vengono eseguiti a scopo illustrativo e teorico e omettono molti fattori importanti relativi allo pneumatico stesso. Ci fanno capire quanto sono importanti per quanto riguarda la guida sul bagnato i fattori come: velocità di movimento, profondità dell’acqua e larghezza dello pneumatico.

Occorre sottolineare che uno pneumatico largo non necessariamente si comporterà peggio sul bagnato rispetto ad uno più stretto. Si tratta solamente del fatto che deve drenare una maggiore quantità di acqua che incontrerà. I produttori, nella fase di progettazione degli pneumatici, prendono in considerazione quest’aspetto, aumentando la larghezza degli incavi e, a volte, creando nuovi varianti del disegno per le dimensioni più grandi degli pneumatici di una gamma specifica. A volte sfruttano anche il fatto che grazie alle impronte arrotondate, che garantiranno la dispersione della giusta quantità d’acqua, si può limitare la quantità di acqua da drenare dal sistema degli incavi del battistrada.

La larghezza degli pneumatici in una specifica situazione stradale costituisce un parametro costante, stabilire invece la profondità dell’acqua risulta difficile e, in più, essa può cambiare improvvisamente, per esempio attraversando una pozzanghera trasversale. L’unico parametro che possiamo tenere sotto controllo è la velocità. Per questo motivo sul bagnato vale la pena di limitarla al fine di evitare l’aquaplaning.

Altri fattori:

• cattivo stato della pavimentazione stradale - presenza di orme ed abbassamenti trasversali, grande usura della pavimentazione stradale

• tipologia del manto stradale (calcestruzzo, asfalto bituminoso), livello di macro e microrugosità,

• profondità dell’acqua,

• cattivo stato degli pneumatici (battistrada troppo poco profondo, età avanzata degli pneumatici),

• usura dei componenti e degli elementi della sospensione,

• velocità.

Quando si guida sul bagnato bisogna prestare una particolare attenzione.

Come prevenire il fenomeno dell'aquaplaning?

Avere gli pneumatici in un buon stato tecnico, dotati di battistrada profondo, è vitale. Quale velocità è quella sicura? É difficile dare una riposta precisa: tale velocità sarà diversa per ogni modello di pneumatico e per la profondità dell’acqua.

Nella pratica, nelle condizioni di guida quotidiana, lo strato d'acqua può essere molto più profondo di 7 mm. Solitamente risulta difficile stimare la profondità di una pozzanghera che stai per prendere, mentre una grande quantità di ormaie permette la formazione di corsi d'acqua perfino di alcuni centimetri, mentre curve mal profilate e abbassamenti consentono la creazione di attraversamenti d’acqua. Vale la pena ricordare che la profondità degli ostacoli riduce notevolmente la velocità teorica dell'aquaplaning, specialmente in curva.

Cosa fare nel caso in cui si verifichi l’aquaplaning?

Quando un'auto va in aquaplaning la cosa più importante è mantenere la calma.

Non fare movimenti improvvisi con il volante e tieni il pedale dell'acceleratore in posizione neutra. È importante seguire queste regole, perché nel momento in cui l’auto riprenderà l’aderenza, tali comportamenti possono portare a conseguenze spiacevoli - l'auto potrebbe muoversi improvvisamente nella direzione in cui le ruote vengono girate. Il momento di uscita dall'aquaplaning è quello più pericoloso e bisogna comportarsi in modo delicato. La causa della maggior parte degli incidenti sul bagnato non è l’aquaplaning in sé, ma la reazione violenta del conducente. L'auto deve rallentare tranquillamente senza brusche frenate e sterzate improvvise.

Quali pneumatici sono più suscettibili all’aquaplaning e quali lo sono meno?

I parametri che aumentano la resistenza all'aquaplaning associati agli pneumatici sono la forma dell'impronta dello pneumatico e il disegno del battistrada. La forma dell’impronta dello pneumatico è composta da vari elementi - la struttura interna dello pneumatico, la forma del disegno, il profilo dello stampo di vulcanizzazione. Più è arrotondato, migliore è la dispersione del cuneo d'acqua creatosi davanti allo pneumatico.

I modelli con il battistrada direzionale sono meno suscettibili al fenomeno dell’aquaplaning. Gli pneumatici da pioggia del marchio Uniroyal, ad esempio, sono famosi per le loro eccellenti proprietà. I numerosi incavi del battistrada formano un disegno ripetitivo a V per migliorare la capacità dello pneumatico di drenare l'acqua tra la zona di contatto dello pneumatico e la strada. Come le palette della pompa dell'acqua, che spingono costantemente l'acqua in una direzione attraverso il motore, gli incavi dello pneumatico direzionale sono progettate per spingere l'acqua in una direzione attraverso lo pneumatico (avanti - verso i lati).

Le migliori marche di pneumatici sono testate per l'aquaplaning. (fot. Pirelli)

L’aquaplaning mentre si guida una moto

I motociclisti sono particolarmente vulnerabili all'aquaplaning quando c'è molta acqua sulla strada e quando viaggiano ad alta velocità.

La velocità con cui si verificherà il fenomeno di cui ci stiamo occupando è costituito da molti fattori, come ad esempio:

• tipologia e profondità del battistrada,

• peso della moto,

• larghezza degli pneumatici,

• pressione negli pneumatici,

• profondità dell’acqua sulla strada.

Una volta che avrai a che fare con il fenomeno dell'aquaplaning, la probabilità che cadrai dalla moto è molto alta. Cosa fare per ridurre questo rischio:

• tieni stretto il volante,

• togli il piede dal gas o premi la frizione,

• tieni le gambe sui poggia piedi, non cercare di sorreggerti in nessun caso,

• la moto dovrebbe essere in posizione verticale,

• non frenare - frenare con una ruota che ha perso aderenza equivale a cadere,

• non tentare di girare - tieni il volante in posizione verticale.