Per què les rodes de rodet de poliuretà es comporten millor que les de niló en entorns sensibles al soroll, com ara les biblioteques?

La ciència dels materials que realment genera el soroll dels rodetes

El soroll de rodament de les rodes de rodet no és aleatori. Prové de dues interaccions a nivell físic: la diferència de duresa entre el material de la roda i la superfície del terra, i la capacitat d’absorció d’impactes del propi compost de la roda. Els materials més durs transmeten eficientment les vibracions, cosa que significa que les irregularitats de la superfície, les juntes del terra i fins i tot els petits residus sota la roda es converteixen directament en soroll d’impacte audible. Els materials més tous absorbeixen aquesta energia abans que es converteixi en so.

El niló té una duresa d’aproximadament Shore D 80-85 en l’escala duromètrica. Les rodes de rodet de poliuretà solen situar-se normalment en l’interval Shore A 85-95, el que les fa significativament més toves sense perdre, tanmateix, una gran capacitat de càrrega. Aquesta diferència de duresa és la raó fonamental per la qual el poliuretà rodola més silenciosament, però no és tot l’historial.

Com absorbeix el poliuretà l’impacte a la zona de contacte

La zona de contacte és on es produeix tota l'acció acústica. Quan una roda rodola sobre una barra llindar, una junta entre rajoles del terra o un petit tros de grava, el material de la roda es deforma momentàniament i després recupera la seva forma. En el cas del poliuretà, aquest cicle de deformació dissipa l'energia com a fricció molecular interna, en lloc de transmetre-la cap enfora com a vibració. Aquesta propietat s'anomena amortiment per histèresi, i el poliuretà en té significativament més que el niló.

Una conseqüència pràctica: una roda de niló que impacta contra una junta de terra de 1 mm genera un clic agut que es transmet per la bastida del carretó i cap a l'aire circumdant. Una roda de poliuretà que travessa la mateixa junta produeix un cop apagat que sovint roman per sota del llindar de percepció en una habitació tranquil·la. Les proves acústiques citades a la bibliografia tècnica de l'Associació de Fabricants de Rodetes i Rodes (CWMA) han documentat reduccions de soroll de 8 a 15 dB entre rodes de termoplàstic rígides i les seves equivalents de poliuretà sobre superfícies de terra comparables.

Protecció del sòl com a efecte acústic secundari

Hi ha un benefici mecànic relacionat que val la pena destacar. La mateixa deformació que fa que el poliuretà sigui silenciós també distribueix la càrrega de forma més uniforme sobre la superfície de contacte, cosa que redueix la pressió màxima sobre la superfície del sòl. El niló concentra la força sobre una àrea de contacte més estreta perquè no es deforma, fet que genera tant un soroll més elevat com un risc major de ratllades o indentacions en sòls més tous.

El niló conserva avantatges en entorns amb olis, dissolvents o altes temperatures, on el poliuretà pot ablandir-se o inflar-se. Aquest compromís val la pena conèixer-lo: el poliuretà no és una solució universal.

Un canvi real del niló al poliuretà

Durant l’actualització de l’equipament d’una instal·lació a una biblioteca universitària del centre de la Xina, l’equip d’adquisicions va adquirir inicialment carros per a llibres amb rodes de niló degut al seu menor cost per unitat. Després de la instal·lació, les queixes del personal de les sales de lectura sobre el soroll dels carros durant la reposició dels llibres van provocar una revisió del material. Les proves de soroll de rodament sobre els paviments de formigó recoberts d’epòxid de l’edifici van mostrar que les rodes de niló generaven un nivell sonor mitjà de 62-65 dB a una distància de 3 metres durant el moviment normal dels carros. Les rodes de poliuretà muntades sobre els mateixos bastidors dels carros van reduir aquest nivell a 51-54 dB en condicions idèntiques, és a dir, una reducció d’aproximadament 10 dB, que equival a una percepció de reducció a la meitat de la intensitat sonora.

L'interruptor també va eliminar les ratllades que havien aparegut a la superfície del terra, un benefici addicional de manteniment que no s'havia previst en l'anàlisi original.

Ajust de la formulació de poliuretà a l'aplicació específica

No tots els rodes de poliuretà són idèntics. La duresa Shore, la química del poliuretà (base polièter o polièster) i el material del nucli afecten el comportament d'un roda en servei.

1. Les formulacions Shore A 85-90 ofereixen l'atenuació de soroll òptima per a prestatgeries mòbils i carros de càrrega lleugera.

2. Les opcions Shore A 92-95 sacrifiquen part de l'amortiment per obtenir una major capacitat de càrrega, i són adequades per a equips rodants més pesats.

3. El poliuretà basat en polièter resisteix millor l'hidròlisi en entorns d'emmagatzematge humits.

4. El poliuretà basat en polièster suporta càrregues estàtiques més elevades amb menys fluïdesa al llarg del temps.

El material del nucli del roda també és important. Un roda de poliuretà amb nucli d'acer transmetrà més vibració a través del cub i de la brida que una versió amb nucli de niló, fins i tot si els compostos de la banda de rodat són idèntics.

Quan el poliuretà té sentit pràctic més enllà del soroll

L'argument acústic és clar, però les rodes de poliuretà aporten altres propietats que amplien el seu valor més enllà d'entorns sensibles al soroll. La seva adherència sobre rajoles llises i formigó polit redueix la deriva dels carros en superfícies inclinades. La seva elasticitat proporciona una certa absorció d'impactes en instal·lacions on l'equipament es mou sovint per ascensors de servei amb llindes irregulars.

La limitació a tenir en compte és la resistència química. No s'han d'especificar rodes de poliuretà per a entorns amb exposició habitual a dissolvents aromàtics, compostos clorats o temperatures sostingudes superiors a 80 graus Celsius, on el niló o altres polímers d'enginyeria ofereixen un rendiment més fiable.

Yirong fabrica rodes de poliuretà per a carretons en una gamma d’escala de duresa i càrregues, amb una qualitat de producció garantida per processos certificats ISO i TÜV, cosa que facilita l’ajust de la formulació als requisits de l’aplicació sense sobreenginyeria de l’especificació.