Cómo funcionan los frenos de disco

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Cómo funcionan los frenos de disco
Juan Pedro Mateos-Aparicio
Juan Pedro Mateos-Aparicio
Los automóviles son cada vez más potentes y, por eso, demandan dispositivos capaces de detenerlos en cualquier circunstancia con una respuesta rápida y eficaz. los frenos de disco son el sistema más utilizado para desempeñar esta función.


Los discos de freno pueden estar fabricados de diferentes materiales, en función del tipo de vehículo que lo incorpore y siempre en relación con las motorizaciones y potencia.
Existen discos de freno fabricados en acero y utilizados en la mayoría de los vehículos, los discos cerámicos realizados en cerámica reforzada con fibra de carbono, que utilizan como materia prima el carburo de silicio, siendo un material extremadamente duro y resistente a la abrasión, montados normalmente en vehículos de alta gama y alta potencia y los discos de freno de carbono-carbono utilizados en competición.

Todos los discos de freno y pastillas de freno son muy resistentes a la abrasión. Las aleaciones que se emplean en su fabricación consiguen que el efecto fading (pérdida de eficacia de los frenos tras un uso prolongado) se retrase y/o se evite en la medida de lo posible.

Las pastillas de freno son las encargadas de generar la fricción en el disco de para producir la deceleración del mismo.

Hoy en día los productos sin amianto han superado a aquellos que se incorporaban antes en todos los requisitos exigibles a un material de fricción.

En la actualidad los fabricantes de fricción emplean en mayor o menor medida la base que a continuación se detalla:

  • Las Fibras: Las fibras son los elementos encargados de aglutinar y ligar el resto de elementos, es decir, las fibras son el armazón de las pastillas de freno y a través de sus múltiples ramificaciones, van uniendo el resto de los elementos.
    Existen varios tipos principales de fibras: las sintéticas, las minerales, de vidrio y fibras de aramida.

  • Las cargas minerales: Las cargas minerales son las encargadas de dar consistencia mecánica al conjunto, es decir, le aportan resistencia a la abrasión, resistencia a cortadura, etc. Están encargadas también de aportar resistencia a las altas temperaturas. Las más usuales son: barita, magnesita, talco, mica, carbonato, feldespato y otros.

  • Componentes metálicos: Se añaden en forma de polvo (viruta) para conseguir homogenizar el coeficiente de fricción así como la transferencia de calor de la pastilla al caliper o bombín. Los más usuales son el latón, cobre, bronce. No obstante una gran parte de los componentes metálicos usados en los materiales de fricción tienen efectos nocivos sobre la salud, por lo que se recomienda seguir estrictamente la legislación referente a los productos que contengan tales materiales pesados.

  • Los lubricantes o modificadores de coeficiente: Son los encargados de hacer variar el coeficiente de fricción normalmente a la baja, dependiendo del rango de temperatura de funcionamiento. Son empleados en forma de polvo y suelen ser grafitos, cokes, sulfuros, antracitas, etc…

  • Los materiales orgánicos: Son los encargados de aglomerar el resto de los materiales. Cuando alcanzan una determinada temperatura fluyen y ligan el resto de componentes hasta que se polimerizan. Los más importante son las resinas fenólicas termoendurecibles, aunque también son empleados diferentes tipos de cauchos, ceras, aceites etc.

  • Los abrasivos: Los abrasivos cumplen la misión de incrementar el coeficiente de fricción y también renuevan y limpian la superficie del disco permitiendo la formación de la capa intermedia, también conocida como tercera capa.

El tanto por ciento de material que componen las pastillas es:

  • CARGAS MINERALES 27%
  • FIBRAS 10%
  • LIGANTES ORGANICOS 20%
  • METALES 15%
  • LUBRICANTES 20%
  • ABRASIVOS 8%

esquema funcionamiento frenos de discoEl sistema de discos de freno está compuesto por un disco unido al buje de la rueda, constituyendo el elemento móvil del frenado. Sobre este disco y abarcando sobre la quinta parte de la superficie del mismo va montada la mordaza sujeta al puente o mangueta en cuyo interior se forman los cilindros por los que se desplazan los pistones o bombines de freno, uniéndose a éstos las pastillas de freno.

Cuando el conductor pisa el pedal de freno, el líquido es enviado a presión por todo el circuito y hacia las cuatro ruedas, entrando por el latiguillo a la pinza de freno y desplazando el pistón o bombín hacia el interior, presionando las pastillas de freno sobre el disco, las cuales por fricción detienen el giro del mismo.

En los sistemas de freno de disco se consigue que la evacuación del calor sea rápida al transformarse la energía mecánica en energía calorífica evacuando todo el calor fácilmente al exterior.

Existen frenos de discos macizos y ventilados o discos autoventilados siendo estos últimos los más eficaces, que unidos a la incorporación de una llanta de aleación ligera proporcionan una evacuación excelente del calor en la frenada.

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