¿Cómo funcionan los frenos de un coche?

En un vehículo prácticamente todos los elementos mecánicos son esenciales, pero en lo relativo al sistema de frenos, su importancia va más allá de las prestaciones o el simple funcionamiento, pues se trata de un elemento vital de seguridad activa.

A medida que han pasado los años, los frenos han evolucionado notablemente hasta alcanzar una efectividad y suavidad de funcionamiento muy notable, convirtiéndose además en un dispositivo muy fiable. ¿A qué se debe todo ello? Lo abordamos en las siguientes líneas.

Funcionamiento del sistema de frenos de un coche

Antes de profundizar en la mecánica de funcionamiento, debemos saber que los principales elementos de un sistema de frenos son los siguientes:

• Discos o tambores de freno
• Pinzas o bandas
• Pistones
• Pastillas
• Bomba hidráulica
• Líquido de frenos
• Pedal de freno

Tanto si el sistema de frenado es de disco como si es de tambor, al pisar el pedal del freno se activa una bomba hidráulica que envía el líquido de frenos situado en el circuito hacia las pinzas. La presión ejercida por el líquido a través de los pistones propicia que las pinzas presionen las pastillas o bandas contra el disco de freno o tambor, provocando la fricción entre ambas piezas y frenando las ruedas, ya que estas van unidas por tornillos al eje al que dichos elementos van igualmente fijados.

Tipos de frenos

Es esa fricción entre dos elementos, la pastilla y el disco o el tambor, la que genera la frenada, pero el rendimiento y cualidades de uno y otro sistema varían en función de cada uno.

Detallada explicación del funcionamiento de los frenos de disco y tambor.

Frenos de tambor

También conocidos como frenos de campana, están formados por un cilindro que gira solidario con la rueda, así como dos bandas encargadas de ejercer la fricción en el interior del tambor al aplicar presión sobre el pedal. Estas bandas son en realidad dos chapas recubiertas de forros o ferodos de freno.

Actualmente, los frenos de tambor son habituales sólo en el eje trasero de vehículos de gama baja o media de no excesivo tamaño, ya que son más baratos y duraderos. Adicionalmente, es una muy buena opción en vehículos destinados a circular por caminos, lluvia o nieve, ya que todo el conjunto, incluido en el interior del tambor, queda protegido. Obviamente ello tiene como contrapartida una menor ventilación, lo que puede llegar a provocar la deformación del tambor o campana tras un uso intensivo.

Frenos de disco

Son los más sofisticados y eficientes, habiendo ganado presencia con el paso de los años. Son la norma habitual en el eje delantero, ya que suele ser el que soporta más peso, y también en el trasero en coches de mayor tamaño o nivel de prestaciones y sofisticación.

Cada rueda incluye un juego de pastillas y un disco sobre el que estas friccionan para frenar la rueda. Estas lo hacen en ambas caras del disco, permitiendo una frenada enérgica y una óptima disipación del calor generado por la mencionada fricción. Por el contrario, son más caros y duran menos que los frenos de tambor.

Igualmente, existen diferentes tipos de pastillas de freno, un elemento esencial ya que es la pieza que entra en contacto con el disco para generar la frenada:

• Semimetálicas: estas contienen una combinación de metales en una proporción aproximada de entre un 30 y un 60%, para lo cual se suele recurrir al polvo de cobre o hierro y a la lana de acero. Son las más duraderas y permiten una transferencia de calor eficiente, por lo que suelen montarse en vehículos de altas prestaciones.
• Orgánicas: se realizan a partir de fibra de vidrio, caucho, kevlar y carbono, siendo muy polivalentes y aptas para conducción exigente. Son suaves y silenciosas, aunque se desgastan con mayor celeridad y generan más polvo de frenos.
• Cerámicas: para su fabricación se utilizan fibras cerámicas en combinación con agentes de unión y materiales no ferrosos. Son eficientes, silenciosas y limpias, pero también más caras.
• Bajas en metal: son similares a las orgánicas, pero añadiendo a la fórmula entre un 10 y un 30% de metal. Por tanto, proporcionan mejor frenada y disipación del calor, pero también son más ruidosas.

El disco dura más que las pastillas, pero su integridad depende en gran medida del estado de las mismas, porque si no se sustituyen a tiempo provocan surcos en los discos y deberemos cambiarlos.

Lo habitual, a la hora de fabricar un disco de freno, es utilizar fundición gris nodular en grafito laminar y matriz de carbono, esta última utilizada sobre todo para vehículos de competición. Materiales como el acero inoxidable o metales ligeros como el aluminio y el titanio también pueden ser utilizados. Los tipos de discos de freno existentes son los siguintes:

• Discos sólidos: su superficie es lisa y son los más habituales.
• Ventilados: con el fin de hacer circular el aire para su refrigeración, se colocan curvaturas o álabes entre las dos caras, disipando así el calor con mayor eficiencia.
• Perforados: disponen de varios agujeros que cumplen una función similar a la de los ventilados, disipando el calor con eficacia y reduciendo el peso de la pieza. Como contrapartida, cuentan con menor superficie de fricción.
• Rayados: gracias a ello limpian los restos acumulados entre la pastilla y el disco, evitando la disminución de la eficacia de frenado, así como los chirridos.
• Mixtos: incluyen diferentes sistemas mencionados con anterioridad, buscando con ello aunar en la medida de lo posible las diferentes cualidades de unos y otros.

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