Nasta- vai kitkarenkaat? Uusi tutkimus selittää, kumpi pitää paremmin jäällä
Nastarenkaat pitävät jäällä yleensä paremmin, mutta laadukas kitkarengas voi päästä huomattavasti lähemmäs niiden pitoa kovalla pakkasella. Saksalaistutkijoiden uusi tutkimus osoittaa, ettei jään liukkaus riipu vain sulamisvedestä, vaan myös molekyylitason ilmiöistä, joita esiintyy selvästi pakkasen puolella. Yhdessä vuoden 2025 talvirengastestien kanssa havainnot auttavat ymmärtämään, miksi mikään rengastyyppi ei ole paras kaikissa vaihtelevissa talviolosuhteissa.
Jää voi olla liukasta sulamattakin
Saarlandin yliopiston tutkijat Achraf Atila, Sergey Sukhomlinov ja Martin Müser julkaisivat Physical Review Letters -tiedelehdessä tutkimuksen nimeltä ”Cold Self-Lubrication of Sliding Ice”. Se kyseenalaistaa perinteisen selityksen jään liukkaudelle.
Jään vähäisen kitkan on tähän asti katsottu johtuvan pääasiassa paineesta ja kitkan synnyttämästä lämmöstä, jotka sulattavat jään pinnalle ohuen vesikerroksen.
Tutkijoiden molekyylisimulaatiot kuitenkin osoittivat, että liukuva kosketus voi häiritä jään järjestäytynyttä kiderakennetta ilman tavanomaista sulamista. Tällöin pinnalle muodostuu nesteen kaltainen molekyylikerros, joka voi vähentää kitkaa. Hyvin pienen kitkan syntymiseen vaikuttavat myös jään kanssa kosketuksissa olevan materiaalin ominaisuudet ja veden liike kosketuspinnassa.
Havainto ei todista, että jokin rengastyyppi olisi toista parempi, sillä tutkijat eivät testanneet autonrenkaita. Se kuitenkin osoittaa, miksei jäällä saavutettavaa pitoa voi ennustaa pelkän ilman lämpötilan perusteella.
Nastat auttavat, kun kumi ei enää pidä
Nastarenkaiden suurin vahvuus on metallinastojen kyky tunkeutua jään pintakerrokseen ja tuottaa mekaanista pitoa. Tämä on erityisen tärkeää sileällä, kiillottuneella jäällä, jolla rengaskumin ja pinnan välinen kitka on pieni.
Kitkarenkaiden toimintaperiaate on toinen. Niiden kylmässäkin joustava pehmeä kumiseos mukautuu tienpinnan epätasaisuuksiin. Kulutuspinnan lukuisat viillot eli lamellit puolestaan muodostavat lisää pitäviä reunoja.
Vaikeimmat olosuhteet ovat lähellä 0 °C:ta, kun jään pinnalla on vettä. Silloin nastarenkaiden mekaaninen pito voi tuoda huomattavan edun sekä jarrutuksessa että kaarteissa.
Tilanne muuttuu kovalla pakkasella. Jää yleensä kovettuu, jolloin nastojen on vaikeampi tunkeutua sen pintaan. Pohjoismaisiin olosuhteisiin tarkoitetut kitkarenkaat pysyvät joustavina erikoiskumiseoksensa ansiosta, mikä kaventaa rengastyyppien välistä pitoeroa.
Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että kitkarenkaat olisivat automaattisesti paremmat esimerkiksi −15 °C:ssa. Yhtä tiettyä lämpötilarajaa ei ole, sillä lopputulos riippuu jään pinnan rakenteesta, rengasmallista, nastojen rakenteesta ja kumiseoksesta.
Talvirengastestit vahvistavat nastojen edun jäällä
Tekniikan Maailman vuoden 2025 vertailutestissä oli mukana seitsemän nastarengasta ja seitsemän pohjoismaisiin olosuhteisiin tarkoitettua kitkarengasta koossa 205/55 R16.
Jäällä 50 km/h:n nopeudesta jarrutettaessa Bridgestone Blizzak Spike 3:n pysähtymismatka oli 32,3 metriä. Paras kitkarengas, Michelin X-Ice Snow, tarvitsi pysähtymiseen 45,6 metriä. Ero oli 13,3 metriä eli yli 41 prosenttia nastarenkaan jarrutusmatkasta. Ero on riittävän suuri muuttamaan onnettomuuden seurauksia, jos eteen ilmestyy yllättävä este.
Testi osoitti samalla, että tulokset voivat vaihdella huomattavasti myös saman rengastyypin sisällä. Osa nastarenkaista pysähtyi jäällä selvästi huonommin kuin luokkansa parhaat. Nastat eivät siis automaattisesti takaa hyvää pitoa. Renkaan rakenne ja yksittäinen malli ovat vähintään yhtä tärkeitä.
Lumella ja asfaltilla tilanne muuttuu
Lumisella tiellä nastojen etu pienenee, koska metallinastat eivät välttämättä ulotu lumen alla riittävän kovaan pintaan. Pito riippuu silloin pääasiassa kulutuspinnan kuvioinnista, kumiseoksesta ja renkaan kyvystä pureutua lumeen.
Laadukas pohjoismainen kitkarengas voi näissä oloissa toimia yhtä hyvin tai jopa paremmin kuin nastarengas.
Märällä asfaltilla nastoista ei kuitenkaan ole samanlaista hyötyä kuin jäällä. Ne lisäävät rengasmelua ja kuluttavat tienpintaa, kun taas kitkarenkaat ovat yleensä hiljaisemmat ajaa.
On kuitenkin tärkeää erottaa pohjoismaiset ja Keski-Euroopan olosuhteisiin tarkoitetut kitkarenkaat toisistaan.
Keski-Euroopan talvirenkaissa painotetaan ensisijaisesti ominaisuuksia märällä ja kuivalla asfaltilla, kun taas pohjoismaiset mallit kehitetään kylmään säähän, lumeen ja jäälle.
Ruotsalaisen Teknikens Värld -lehden vuoden 2025 vertailutesti vahvisti eron: Keski-Euroopan olosuhteisiin tarkoitetut renkaat pärjäsivät hyvin märällä asfaltilla mutta jäivät jäällä selvästi pohjoismaisista talvirenkaista.
Todellisessa talviajossa ratkaisevat vaikeimmat olosuhteet
Kuljettajan kannalta kyse ei ole vain jarrutusmatkoista jäällä. Saman matkan varrelle voi osua kuivaa asfalttia, loskaa, pakkautunutta lunta ja yllättävää mustaa jäätä.
Enimmäkseen kaupungeissa ja hyvin hoidetuilla pääteillä ajavalle laadukas pohjoismainen kitkarengas voi olla järkevämpi valinta. Se tarjoaa hyvän talvipidon, vähemmän melua ja parempaa ajomukavuutta.
Jos päivittäiseen ajoon taas kuuluu harvoin hoidettuja sivuteitä, jäisiä mäkiä tai varhain aamulla jäätyneitä tienpintoja, nastarenkaat tarjoavat lisää turvamarginaalia.
Myös renkaan iällä on merkitystä. Kitkarengas menettää pitoaan, kun sen kumiseos kovettuu. Nastarengas, jonka nastat ovat kuluneet tai irronneet, ei puolestaan enää pidä alkuperäisellä tasollaan.
Uusi, laadukas kitkarengas voi siksi olla turvallisempi kuin vanha, kulunut nastarengas.
Fysiikka ei nimeä yleispätevää voittajaa
Saarlandin yliopiston tutkimus ei muuta tähänastisten talvirengastestien tuloksia, mutta se lisää ymmärrystä siitä, miksi jää muuttuu liukkaaksi eri olosuhteissa.
Nastarenkaiden mekaaninen etu sileällä jäällä säilyy. Kitkarenkaiden vahvuuksia puolestaan ovat monipuolisuus ja kyky saavuttaa erittäin hyvä pito ilman metallinastoja.
Renkaat kannattaa valita vaikeimpien tieolosuhteiden, ei keskimääräisen talvipäivän perusteella. Jos jäällä ajaminen kuuluu säännöllisesti arkeen, nastarenkaat ovat yleensä turvallisempi valinta. Hyvin hoidetuilla teillä pohjoismaiset kitkarenkaat voivat tarjota tasapainoisemman ratkaisun. Talvella turvallisuus ei määräydy sen perusteella, miten hyvin auto kulkee kuivalla asfaltilla. Yksi jäinen mutka voi ratkaista.
