Frenos

Principios básicos

Antes de discutir las diferencias existentes entre un sistema de frenos de disco y uno de tambor es necesario entender los principios básicos mediante los cuales funcionan los frenos de un vehículo. Todos conocemos la ley de conservación de la energía, la cual dice que “la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma”. La energía cinética y la calorífica son sólo 2 de los diferentes tipos de energía, la primera es aquella energía que tienen los cuerpos al estar en movimiento y la segunda es la energía que toman o desprenden los cuerpos en forma de calor.

Cuando un vehículo se encuentra en movimiento tiene una cierta energía cinética y si queremos detenerlo tenemos que transformar esa energía en alguna de otro tipo de energía que no involucre el movimiento del vehículo como la energía calorífica. Esto se logra mediante la fricción, que es la fuerza que se opone a algún movimiento.

Al aplicar los frenos de un auto provocamos una fricción en el disco o tambor (según el tipo) que genera calor. Es decir, transformamos la energía cinética (velocidad) en energía calorífica (calor) y entre más calor pueda desprender el sistema de frenos más velocidad va a disminuir el vehículo. Este principio básico nos permite determinar que el
sistema de frenos más efectivo va a ser aquel que pueda disipar más calor. Entre más velocidad y peso tenga un vehículo más energía cinética va a poseer y más difícil resulta detenerlo, lo cual se debe compensar con una mayor presión y una mayor área de frenado para generar más fricción y disipar más calor.

Frenos de tambor

El primer sistema de frenos en las ruedas (después de los frenos de mano) fue el de tambor, que toma su nombre porque los componentes del freno están dentro de un cilindro en forma de tambor que gira junto con el eje de las ruedas. En el interior se encuentran las zapatas que al oprimir el pedal del freno son presionadas contra el tambor generando fricción para detener el vehículo.

El diseño básico resultó ser muy efectivo para la mayoría de las circunstancias, sin embargo, tienen una desventaja importante. Cuando se somete a altos esfuerzos como frenando cuesta abajo en una pendiente, los frenos pierden su efectividad debido a que se genera mucho calor dentro del tambor, como la ventilación del tambor no es buena se deje de desprender calor y no se puede reducir más la velocidad

Frenos de disco

Los frenos de disco utilizan exactamente los mismos principios básicos de frenado (fricción y calor), sin embargo, su diseño es muy superior al de los frenos de tambor. En lugar de tener los componentes encerrados en el tambor, los frenos de disco constan de un disco expuesto al aire que es frenado por una mordaza generando fricción y calor. Este sistema de frenos es muy efectivo ya que el calor se disipa fácilmente al tener todos sus elementos expuestos al aire evitando encerrar el calor.

Esta tecnología fue desarrollada en autos de carreras para permitirles a los pilotos frenar hasta el último momento en las curvas aprovechando las menores distancias de frenado. Con el tiempo esta tecnología llegó a los autos convencionales y actualmente es muy común encontrar frenos de disco en las cuatro ruedas en autos sin intenciones deportivas

Principios físicos

El principio físico de un sistema de frenos, es producir una fuerza de rozamiento capaz de detener la energía debida a la inercia de un vehículo, para esto se utilizan diversos sistemas como los tambores, campanas, aire y los mas aceptados frenos de disco, que tienen una partes que rozan contra otras para producir este rozamiento.