Constituyen un dispositivo antihielo que, aplicado en la banda de rodadura de los neumáticos, mejora la seguridad de marcha durante la estación invernal, incrementado sensiblemente la adherencia sobre nieve prensada, hielo y carreteras heladas.
La idea de recurrir al empleo de elementos metálicos fijos a la banda de rodadura y que sobresalen de la misma para aumentar la adherencia de los neumáticos no es reciente y se remonta a los tiempos en que este problema afectaba también a la estabilidad sobre carreteras de tierra. Ya a principios de siglo, un sistema de este tipo encontró aplicación en los neumáticos semelle, construidos por la Michelin. Las primeras tentativas para aumentar la adherencia de los neumáticos sobre hielo fueron, por ejemplo, cadenas especiales alojadas entre unas ranuras adecuadas de la banda de rodadura, y también clavos de acero, agujas o punzones diversos por su forma y disposición.
La primera disposición práctica de los clavos en el empleo normal de los neumáticos por carretera se debe al constructor francés Vail-lant y fue realizada a principios de los años cincuenta. El clavo Vaillant estaba constituido por una punta de carburo de volframio, alojada en la cavidad de un cuerpo tubular de acero provisto de una cabeza redonda, que se apoyaba sobre la superficie exterior de la banda de rodadura. El cuerpo tubular atravesaba de parte a parte la cubierta por la zona de la banda de rodadura y se fijaba por la parte interior de la armadura mediante una arandela metálica remachada. Una tira de goma en el interior de la cubierta en correspondencia con la banda de rodadura, aproximadamente de la misma anchura que ésta, protegía la cámara del neumático de las asperezas de las arandelas. Los clavos se colocaban en número de 40, aproximadamente.
Con la realización de los neumáticos BS 3, de banda de rodadura independiente, también la Pirelli (1959) puso a punto un tipo especial de clavo que, gracias a la presencia de los anillos desmontables, podía ponerse y quitarse a voluntad, con la única limitación de que había que deshinchar y volver a hinchar el neumático.
Sin embargo, tan sólo en 1962, con ocasión del Rally de Montecarlo, fueron presentados con éxito, por firmas finlandesas, los prototipos de los clavos modernos, constituidos por una punta de metal duro y un revestimiento para su fijación a la banda de rodadura.
No obstante, frente a la sencillez de este esquema de construcción, existe la dificultad de dar al clavo determinadas características. En efecto:
- El material que constituye el alma del clavo debe ser muy duro, irrompible, poco propenso a provocar chispas y, al mismo tiempo, debe desgastarse en la misma medida que la banda de rodadura de forma que, con el tiempo, se mantenga el valor de la longitud de la parte saliente. Normalmente, suele ser carburo de volframio.
- La caña de acero o material sintético especial que reviste y hace de soporte del alma, introducido a presión en la banda de rodadura del neumático y soportado por ésta por elasticidad natural, debe asegurar una fijación estable en las condiciones de máxima solicitación (frenado, aceleración y acción de la fuerza centrífuga), impidiendo tanto que el clavo se hunda como que salte de su alojamiento. Asimismo, la caña debe impedir que se infiltren en su alojamiento granos de arena que provocarían el progresivo ensanchamiento de su asiento, por abrasión del caucho y, por tanto, la mala fijación del clavo. Para mejorar la estabilidad de la caña se han adoptado varias formas y se ha recurrido a sistemas de anclaje múltiples.
- El calor provocado durante la rodadura del neumático por el rozamiento con la carretera, especialmente a velocidades de crucero sobre tramos asfaltados largos, puede hacer que el metal alcance temperaturas bastantes elevadas, perjudiciales para el caucho de la banda de rodadura que lo reviste. Se ha tratado de reducir el efecto de la temperatura con el empleo de almas o núcleos de materiales especiales.
- El peso y el ruido de los clavos durante la rodadura deben reducirse al máximo.
Los clavos se introducen en la banda de rodadura de neumáticos nuevos o recauchuta-dos que aún no se han usado, por medio de pistolas especiales de aire comprimido, que los incluyen a presión dentro de unas cavidades existentes en aquélla, las cuales poseen unas dimensiones menores que las del clavo. Normalmente, dichas cavidades tienen un diámetro de 2-3 mm y una profundidad de 9,5-13,5 mm; el clavo posee un collar con un diámetro de 8-9 mm y una longitud total de 10,5-15 mm.
Las cavidades para los clavos suelen obtenerse durante la fase de vulcanizado de la cubierta, o bien (caso menos frecuente) practicarse después por medio de escariadores. Los clavos pueden ser montados directamente por el fabricante o por un taller especializado. En el caso de neumáticos destinados a un empleo normal, el número de clavos, condicionado por la exigencia de que han de permitir una adherencia óptima sobre hielo, sin reducir con exceso la estabilidad sobre asfalto seco, varía en general entre 80 y 160. En los neumáticos para rally puede llegarse hasta 600 o más clavos, lo cual excluye el uso de dichas cubiertas sobre carreteras asfaltadas a causa de su adherencia insuficiente.
Los clavos, situados a tresbolillo a lo largo de circunferencias paralelas, van distribuidos sobre las partes laterales de las bandas de rodadura, ya que dicha posición favorece la eficacia de su acción, al ser más intensa en dichas zonas la fuerza de penetración de las puntas, en razón de la mayor presión de apoyo.
El empleo de los neumáticos claveteados está reglamentado por normas tendentes a mejorar la seguridad y a impedir posibles deterioros del firme.
Para el correcto empleo y mantenimiento de los neumáticos claveteados es aconsejable observar las siguientes precauciones:
- recorrer los primeros 300 km a velocidad reducida, para efectuar el rodaje de los neumáticos nuevps;
- evitar frenazos y aceleraciones bruscas, con el fin de favorecer la correcta colocación de los clavos en sus asientos;
- desmontar los neumáticos al término del período de empleo y almacenarlos en un lugar seco y no demasiado iluminado; señalar cada cubierta de forma que el próximo invierno pueda mantenerse en la misma posición que antes ocupaba y con el mismo sentido de giro; esta observación va a destinada a evitar que solicitaciones distintas de las corrientes, reduzcan la eficacia de la fijación de los clavos a la banda de rodadura y la duración del claveteado;
- hinchar los neumáticos a las presiones indicadas por el fabricante.