Si hacemos una encuesta entre estudiantes de ingreso a la carrera de mecánica, incluso en muchos de los ya egresados, y si vamos más allá y preguntamos a los amantes del mundo tuerca qué es lo que admiran o buscarían en un real auto de competición, creo que estamos de acuerdo en que todos dirían algo similar, un motor descomunal, que erogue la mayor cantidad de caballos y que ojalá no quepa en el vanomotor.
Este concepto se conoce como muscle car, o auto musculoso; un vehículo que tiene como propulsor una bestia consume combustible y que hace girar los neumáticos de manera vertiginosa. La pregunta que yo me hago es; “alguno habrá pensado en uno con frenos bestiales?”.
La mayoría no repara en que todo vehículo en movimiento debe tener la capacidad de detenerse en el menor tiempo y distancia posible, por un tema de seguridad y gobernabilidad del mismo. Y para esto el sistema de frenos debe ser proporcional a la cantidad de caballos generados, por qué? Porque la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. Ese es un mantra muy conocido en el mundo de la física, la ciencia misma diría yo, y es importante porque entre más velocidad adquiere un cuerpo, más energía se acumula.
La energía de movimiento se llama energía cinética, su fórmula es:
E_c= 1⁄2 m*V^2
Es decir que la energía de un cuerpo en movimiento depende de su velocidad y de lo que pese, por eso cuesta tanto frenar un camión en carretera. Para detener ese cuerpo debemos transformar dicha energía cinética en otro tipo, digamos térmica.
El sistema de frenos no es otra cosa que un generador de alta temperatura, para así pasar de tener energía de movimiento a alta temperatura. Para lograr este cometido un sistema de frenos debe provocar roce entre dos superficies, y entre mejor sea dicho roce, más temperatura y mejor frenado será.
Esas superficies se conocen como disco y pastilla, o balata y tambor según sea el caso, una de ellas de un material fuerte y resistente al calor, generalmente fierro o acero (disco, solidario a la rueda, es decir gira), y el otro más blando para generar adherencia y con ello el tan anhelado roce (pastilla, solidaria a la carrocería, es decir no gira)). Cuando intentamos adherir estos dos componentes, no podrán hacerlo debido a sus opuestas posibilidades de movimiento, esto provoca el roce, el alza de temperatura y la detención.
Cuando tenemos otros tipos de discos y pastillas, diferentes formas de ventilar en el caso del primero y variados materiales de roce en el caso del segundo, es simplemente porque se busca igualar la capacidad de generar calor a la energía cinética presente. De ahí los discos ranurados y/o perforados y las pastillas de material cerámico.
Cuando una rueda se bloquea, es decir deja de girar de golpe, la tarea de generar temperatura recae en los neumáticos contra el piso, y en ese caso dependemos de los materiales de ambos para friccionar, por eso en el proceso de frenado debe evitarse bloquear la rueda, ahí es cuando nace el ABS, o sistema antibloqueo, el cual regula la frecuencia de presión de las pastillas contra el disco, generando un constante bloqueo y desbloqueo.
Además de tener buenos materiales generadores de temperatura, se debe contar con un elemento presionador que lo haga con suficiente fuerza, de ahí que las pastillas sean presionadas con un piston hidráulico, y que los vehículos pesados necesiten un sistema neumático para tales fines.
Para todos los rápidos y furiosos un consejo que no se debe olvidar, también hay que frenar rápido y furioso.
