miércoles, 28 de diciembre de 2016

Disco de freno. El gran desconocido de la seguridad

En este post hablaremos de uno de los elementos de seguridad menos conocido en el mundo de la automoción, los discos de freno. 

Actualmente, dada la gran cantidad de modelos de automóviles existentes en el mercado, y el perfil de cada uno de ellos, podremos encontrar una amplia variedad en cuanto a este componente del sistema de frenado.

A continuación vamos a conocer las diferentes posibilidades que podremos encontrar en el mercado en función de las características técnicas de cada modelo.

Fabricantes como Brembo nos ofrecen una amplia gama que va, desde los discos macizos convencionales, a los más sofisticados discos cerámicos utilizados en vehículos deportivos de altas prestaciones.

Disco de freno

El material para fabricar los discos de freno es la fundición gris nodular de grafito laminar, ya que garantiza una estabilidad de las prestaciones durante el periodo de vida de los discos. El disco puede ser macizo o con huecos (autoventilado), por donde circula el aire en forma de ventilador centrífugo.

Los discos de freno pueden ser:

· Macizos

· Ventilados

· Taladrados o perforados

· Estriados

· Cerámicos

Discos macizos


Se caracterizan por poseer una superficie de fricción lisa sin ningún tipo de ventilación.

Su punto débil es que son muy propensos a la acumulación de calor y suciedad. A su vez, tienden a cristalizar las pastillas de freno, lo que conlleva un peligro por su falta de eficacia de frenado.

Su principal ventaja es su coste de fabricación, muy bajo con respecto a los otros modelos de discos de freno. Tienen una gran desventaja, y es que tienden a alabearse si le aplicamos un estrés continuo.

Frenos de Disco Ventilados


Se componen de dos discos macizos con una separación entre ellos. 

La evacuación de calor se efectúa por medio de la circulación del aire por el interior del mismo. Uno de sus principales problemas es que por su construcción suelen ser bastante costosos.

La mayoría de vehículos que se encuentran actualmente en el mercado del automóvil suelen montar este tipo de discos por la buena relación precio/prestaciones.


Frenos de Disco perforados

Los discos perforados aumentan la superficie del disco con las perforaciones y además llevan aire fresco a la pastilla del freno. 

Una perforación es como un pequeño túnel, las paredes del túnel seria el aumento de superficie capaz de disipar calor, además de cuando la perforación llega a la zona de las pastillas, llega con aire fresco que las refresca evitando el calentamiento en exceso.

Cuando los agujeros llegan a la zona de las pastillas, aportan aire fresco para evitar un excesivo calentamiento.

Frenos de Disco estriados

Poseen unas estrías a lo largo de la zona de frenado, destinadas a mejorar la refrigeración de los discos. 

Por una parte, estas estrías remueven el aire caliente facilitando de esta manera la evacuación del calor en la zona de los discos. Así mismo, limpian las pastillas de polvo y crean una superficie óptima de frenado para aumentar su eficacia.

En comparación con los discos de freno estándar, el fabricante Brembo, ofrece la posibilidad de montar discos de freno ranurados con un alto coeficiente de fricción aumentando de esta manera el rendimiento en las primeras fases de frenado.
En la gráfica anexa, podemos observar el rendimiento superior de los discos ranurados con respecto a los discos convencionales, tanto en superficie mojada como sobre superficie seca.



Su principal desventaja, es el consumo excesivo de material de fricción en pro de un aumento de la frenada

Frenos de Disco cerámicos

Estos discos, están fabricados a partir de un componente conocido como composite cerámico (carburo de silicio), extremadamente duro y resistente a la abrasión

En éste, están integradas fibras de carbono altamente resistentes, las cuales absorben eficazmente las tensiones que se producen en el material.

El proceso de fabricación comienza con una mezcla en cantidades exactas de fibra de carbono y polímeros líquidos, entre ellos resinas, que forman un compuesto similar a un pegamento de fibra de carbono, que en moldes que ya tienen las forma de los discos incluyendo los circuitos de ventilación interiores, es sometida a una compresión térmica, que provoca el endurecimiento del polímero.

Seguidamente, se aplica una cantidad de silicio en el horno de alto vacío, y se trata a una temperatura que supera los 1.420 grados, para llegar al punto de fundición de este material. 


A esta temperatura el silicio fluye como el agua y es absorbido por el disco de carbono como si fuera una esponja. Una vez frío, el disco es tan duro como el diamante, ofreciendo una alta resistencia a los impactos.




En conducción deportiva intensiva, los discos cerámicos llegan a alcanzar temperaturas de hasta 800 grados, sin ningún problema. Bajo estas condiciones, los discos de fundición se deforman provocando vibraciones en el volante al frenar. 

En los casos más graves incluso se alarga la distancia de frenado, o también provoca un desgaste prematuro de las pastillas de frenos.




El bajo peso de su material, los conductos de auto ventilación envolventes, y una eficaz ventilación interior del disco cerámico evitan el sobrecalentamiento el los equipos de frenado de los automóviles. 

Esta razón lleva a que la mayoría de los fabricantes de vehículos deportivos suelan montarlos como primer equipo de serie.

Los discos de material cerámico se caracterizan por que suelen ser de color negro (por el carbono), y cerámica como compuesto base, por eso a medida que se desgastan se desprende un polvo negro. Las pastillas que usan estos discos son también de carbo-cerámica o de carbono.

Podremos encontrar, algunos modelos de Porsche con frenos cerámicos con su patentado exclusivo sistema Porsche Ceramic Composite Brake. 

Se trata de un sistema de conductos de auto ventilación interna que mejoran la frenada.


Principales ventajas de los discos cerámicos

Elevado poder de frenado

Peso reducido (50% menos)

Alta resistencia a grietas y roturas

Elevada durabilidad (300.000 km)

Mayor resistencia al choque térmico (>27000 Wm-1)

Mayor estabilidad térmica (1350º)

Mayor tª de trabajo (900º)

Como podemos observar en este artículo, la gama de discos de frenos es tan amplia como el tipo de perfiles de vehículos que actualmente se pueden encontrar a disposición del usuario.

No me gustaría despedir este post sin aportar algunas sugerencias y rutinas de uso que nos permitirán alargar la vida útil de los discos de freno.

-Si accionamos el freno durante un tiempo prolongado, por ejemplo bajando un puerto, los discos se sobrecalentarán y perderán eficacia. Es por ello que debemos saber cambiar de marcha cuando sea conveniente para ayudarnos del freno motor.

-El ferodo de las pastillas se va desgastando con el uso, por lo que normalmente tienen un testigo de desgaste que nos avisará cuando estén llegando al final, para evitar que la parte metálica de la pastilla roce directamente contra el disco. 

Es importante estar al tanto del desgaste de las pastillas puesto que, si llegan a su parte metálica, provocaremos que roce metal contra metal y se dañará la parte metálica de los discos.

-Otra de las causas de daños en los discos de freno es el alabeo de los discos. El alabeo de los discos se refiere a que el disco de freno estará deformado en una zona particular. 

Esto sucede a raíz de fuertes frenadas puntuales, que debemos evitar en la medida de lo posible. Para evitar el alabeo de los discos deberemos frenar progresivamente y sin pisar el pedal de forma brusca.


Si seguimos estos pequeños consejos a la hora de circular, alargaremos la vida de nuestros discos de freno

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