Eficacia de los frenos y distancia de frenado

Para contener la marcha del automóvil se aprovecha en primer lugar, la resistencia al giro que opone el motor cuando es arrastrado por las ruedas motrices. Al levantar el pie del acelerador el motor tiende a llegar nuevamente a ralentí, de tal modo que se disminuye la velocidad

El frenado consiste en la aplicación de una superficie fija contra otra giratoria, el rozamiento detiene el giro de la parte móvil, convirtiendo la energía absorbida en calor, que se disipa por radiación al exterior

Funcionamiento

La función del frenado consiste en detener o para el vehículo, considerando todas las variables de potencia, velocidad y rozamiento, a fin de lograr detener el vehículo en una distancia mínima de frenado, cumpliendo con unos requisitos que son: eficacia, estabilidad y comodidad, esto que implica que el vehículo se detenga en una distancia prudente, el auto conserve su trayectoria sin derrape, ni reacciones en el volante, de una forma progresiva y con un recorrido en el pedal razonable.

Eficacia de los frenos

Los constructores de autos procuran disponer en sus vehículos mecanismos que le permitan lograr la capacidad de frenado obteniendo una adherencia útil y una máxima eficacia, la máxima eficacia según algunos ingenieros se logra cuando la fuerza de frenado es igual a su peso. Unos frenos eficientes son los que tienen por lo menos un 80% de eficacia, ¿pero de qué depende esta eficacia? De la distancia de frenado.

No es cierto que el freno detenga inmediatamente el vehículo, el fenómeno que ocurre es más bien una desaceleración, logrando que el vehículo a cierta velocidad logre detenerse en un lugar deseado, para esto deben aplicarse el frenado con una cierta anticipación. Tampoco es bueno ni sensato aplicar los frenos de forma intempestiva ya que la reacción que recibiríamos podría afectar la trayectoria, la estabilidad y la comodidad, a no ser que sea una parada de emergencia, donde deberíamos tratar de frenar de forma progresiva pudiendo maniobrar la dirección, de aquí la importancia de que los vehículos cuenten con sistemas de ABS, que evitan que se bloqueen las llantas y podamos maniobrar la dirección.

Distancia de frenado

Esta depende de varios factores: presión en el pedal, velocidad del vehículo, estado de los neumáticos, adherencia, fuerza y dirección del viento, peso del vehículo, naturaleza y estado de los pavimentos.

De allí que los ingenieros en el campo automotriz cuentan con una formula aproximada que con ciertas variables puede dar una distancia aproximada de frenado y con esta diseñan los mecanismos más idóneos para lograr la máxima eficiencia de frenado. 

A continuación un cuadro teórico de lo que sería una distancia de frenado ideal con un 100% de eficiencia, sin considerar el estado del terreno y los vientos laterales, esto bajo condiciones ideales.

Haciendo un paréntesis en el tema y como reflexión para quienes conducen a alta velocidad sobrepasando los límites de velocidad. Si nos desplazamos a una velocidad de 60 km/h, (velocidad permitida para tránsito en ciudad), la distancia teórica de frenado es de 18 metros, y a una velocidad de 80 km/h (velocidad permitida para tránsito en carretera) la distancia teórica con una eficiencia del 100% es de 32 metros.

También podemos analizar que al doble de velocidad no corresponde el doble de distancia de frenado sino al cuádruple, lo que sugiere que para lograr contener un vehículo no es proporcional el peso a la velocidad, sino que a medida que aumentamos la velocidad se puede multiplicar, así es que al triple de la velocidad se multiplica a nueve veces la fuerza necesaria para contenerlo.

Tipos de Frenos

Existen dos sistemas de frenos de los más usados en el mercado automotriz, los fabricantes teniendo en cuenta el segmento pueden usar un solo sistema o combinados que es lo más frecuente en los autos producidos en serie.

Frenos de tambor

También denominado freno de campana, es un sistema de frenos similar al utilizado en los antiguos trenes. Son unas zapatas o bandas que por efecto de un cilindro pistón y un resorte rozan con el tambor o campana que también sirve de alojamiento, de los mismos.
Este tipo de freno se puede encontrar en el mercado con uno o dos pistones que ejercen el movimiento de las bandas para lograr el frenado, en los vehículos de serie se instala en la parte trasera, es uno de los sistemas de frenado más económicos, pero tiene una buena eficiencia, el mantenimiento es más prolongado.

Frenos de disco

El funcionamiento es similar al de las mordazas en la llanta de las bicicletas, donde el cable tira y mueve las horquillas que comprimen las mordazas, la diferencia es que en el sistema de frenos de un auto se sustituye el cable por un sistema de presión hidráulica, las mordazas que van con una zapatilla de goma, en el auto es una mordaza y unas zapatillas o pastillas de asbesto y el movimiento de las pastillas se realiza por un sistema de pistón denominado caliper.
Este tipo de freno es abierto motivo por el cual se debe realizar un mantenimiento constante, tiene a recoger mugre y barro, lo que genera ruidos y en casos severos donde no hay un mantenimiento preventivo un desgaste prematuro de las pastillas y el disco.
Fuente: pruebaderuta.com