martes, 5 de agosto de 2008

Frenos de disco vs frenos de tambor

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 deja 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

Discos vs tambores


Una vez analizadas las diferencias en términos de efectividad
entre los frenos de disco y de tambor uno puede fácilmente concluir que los
frenos de disco son mejores. Sin embargo, la mayoría de los autos que
actualmente se venden vienen equipados con un sistema de frenos de disco en las
ruedas delanteras y de tambor en las traseras. ¿Esto significa que los
fabricantes de autos están sacrificando seguridad en los vehículos por
cuestiones de costo? Uno pensaría que es así, no obstante, si consideramos el
hecho que entre el 60% y 90% de poder de frenado proviene de las ruedas
delanteras, encontramos que un sistema de frenos bien diseñado con discos en la
parte delantera y tambores en la parte trasera provee un frenado adecuado para
la mayoría de los vehículos. Además es necesario considerar que tanto los frenos
de disco como de tambor han sido mejorados considerablemente a tal punto que los
frenos de tambor actuales son mucho más efectivos que los frenos de disco de
hace 20 o 30 años.