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Frenos de disco: ¿De qué están hechos? ¿Cómo funcionan?

24 octubre, 2020
Frenos de disco: ¿De qué están hechos? ¿Cómo funcionan?

En 1917, un mecánico inventó un nuevo tipo de freno que se accionaba hidráulicamente. Un par de años más tarde, mejoró su diseño e introdujo el primer sistema moderno de frenos hidráulicos. Aunque no era del todo confiable debido a problemas con el proceso de fabricación, fue adoptado en la industria automotriz con algunos cambios. Ese hombre se llamaba Malcolm Loughhead y, además de patentar el freno de disco, también se convertiría en uno de los fundadores de Lockheed Corporation.

Hoy en día, debido a los avances en los materiales y la fabricación mejorada, los frenos de disco son mucho más efectivos y confiables. La mayoría de los vehículos modernos tienen frenos en las cuatro ruedas, operados por un sistema hidráulico. Estos pueden ser de disco o de tambor, pero dado que la parte delantera donde los frenos juegan un papel más importante, es raro que el coche no tenga un juego de discos delante. ¿Por qué? Porque durante una parada todo el peso del coche cae hacia delante y, por tanto, sobre las ruedas delanteras. ¿De qué está hecho un freno de disco?

Como la mayoría de las piezas de las que está hecho un automóvil, un sistema de frenado es un mecanismo formado por múltiples componentes para que todo funcione correctamente. Los principales en un freno de disco son:

Pastillas: Están ubicadas dentro de la pinza a ambos lados del disco para que puedan deslizarse lateralmente, hacia el disco y alejándose de él. Una pastilla de freno consiste en una pastilla de material de fricción moldeada a una placa de respaldo de metal. En muchas pastillas de freno, las calzas reductoras de ruido están unidas a la placa. Si alguno de ellos está desgastado o cerca de ese límite, o tiene algún daño, se deben reemplazar todas las pastillas del eje.

Pinzas: En su interior contiene el pistón que presiona las pastillas. Hay dos: fijos y flotantes. Los primeros suelen instalarse en coches deportivos y coches de lujo. La mayoría de los vehículos que circulan hoy en día tienen pinzas flotantes y casi todos tienen uno o dos pistones en el lado interior. Los compactos y los SUV suelen tener pinzas de un pistón, mientras que los SUV y camiones más grandes tienen pinzas de doble pistón en la parte delantera y pinzas de un pistón en la parte trasera.

Discos: Se montan en el buje y giran conjuntamente con la rueda. Durante el frenado, la energía cinética del vehículo se convierte en calor debido a la fricción entre las pastillas y el disco. Para disiparlo mejor, la mayoría de los vehículos tienen discos ventilados en las ruedas delanteras. Los discos traseros también están ventilados en los más pesados, mientras que los más pequeños tienen discos sólidos (no ventilados).

En cuanto al material, debido a las altas temperaturas que pueden alcanzar los frenos de disco, a menudo están hechos de hierro fundido debido a la capacidad de los materiales para resistir el calor extremo, la facilidad de fabricación y el bajo costo de producción. Dicho esto, algunos discos de freno están hechos de compuestos a base de carbono, cerámica y aleación, pero tienden a ser más caros. Este tipo de sistema está reservado únicamente para vehículos de alto rendimiento, donde debe garantizarse una frenada eficaz a velocidades muy altas.

¿Cómo funciona un freno de disco?

Los frenos de disco son similares a los frenos de una bicicleta. Cuando se aplica presión a la palanca, tira de una cuerda de metal que aprieta dos zapatos contra el borde de la llanta de la bicicleta, causando fricción con las almohadillas de goma. De manera similar, en un automóvil, cuando se aplica presión al pedal del freno, esto obliga a los líquidos que fluyen a través de los pistones y tubos a apretar las pastillas de freno. En un freno de disco, las pastillas aprietan el disco en lugar de la rueda, y la fuerza se transmite hidráulicamente en lugar de a través de un cable.

La fricción entre las pastillas y el disco ralentiza el vehículo y hace que el disco se caliente mucho. La mayoría de los coches modernos tienen frenos de disco en ambos ejes, aunque en algunos modelos con motorización simple o con algunos años a sus espaldas, los frenos de tambor se mantienen atrás. De cualquier manera, cuanto más fuerte presione el conductor sobre el pedal, mayor será la presión dentro de las líneas de freno y más fuerte presionarán las pastillas el disco. La distancia que tienen que recorrer las tabletas es pequeña, solo unos pocos milímetros.

¿Los frenos de disco necesitan mantenimiento?

Como resultado de la fricción, las pastillas de freno necesitan mantenimiento, o de lo contrario pueden aparecer problemas como chirridos o crujidos y una potencia de frenado inferior a la óptima. Si los problemas no se resuelven, puede dar lugar a una inspección técnica fallida (ITV). El tipo de servicio más común que se requiere para los frenos de disco es poco más que cambiar las pastillas.

Por lo general, tienen una pieza de metal llamada indicador de desgaste. Cuando el material de fricción esté en sus últimas patas, el indicador entrará en contacto con el disco y hará un chirrido. Esto significa que es hora de poner algunas pastillas de freno nuevas. La verificación del desgaste requerirá algunas herramientas y tiempo, además de asegurarse de que el par de apriete del perno de la rueda sea el correcto. Para algunos puede ser demasiado, así que si quieres ahorrar tiempo, lo mejor es acudir a un taller de confianza.

¿Con qué frecuencia tienes que cambiar los frenos de disco?

Incluso en situaciones normales de conducción, los frenos de disco requieren mucho esfuerzo y eventualmente requerirán el reemplazo de ciertos componentes. Las almohadillas deben reemplazarse con más frecuencia, aunque el momento es algo indeterminado. Eso depende de tus hábitos de conducción particulares, así como del material del que estén hechos, pero varía entre 40.000 y 120.000 kilómetros. Los discos suelen durar entre 80.000 y 120.000 km (y a veces más), mientras que las pinzas y los pistones deberían durar toda la vida útil del vehículo.

Ventajas y desventajas de los frenos de disco.

Ventaja:

Son más ligeros que los frenos de tambor. Tienen mejor refrigeración (la superficie de frenado está directamente expuesta al aire). Ofrecen una mejor resistencia a la decoloración. Proporcionan una distribución uniforme de la presión. Reemplazar las pastillas de freno es una tarea relativamente sencilla. Por diseño, son frenos autoajustables.

Desventajas:

Son más caros que los frenos de tambor. Se requiere una mayor presión del pedal para detener el vehículo (por lo tanto, se requiere un servofreno). Autofácil, tu mecánico