Un sistema maduro

El circuito hidráulico de frenos se mantiene como sistema universal de frenado, mejorado con las ayudas electrónicas de las últimas décadas que, lejos de sustituirlo, han acabado integrándose en él. Los mismos sensores que han servido para introducir el ABS o el ESP se amplían con nuevas aplicaciones (ACC, frenada de emergencia, CBC, CSB, etc), pero siempre sobre ese circuito hidráulico que parece admitirlo todo.
El intento de reemplazarlo mediante el “brake by wire” (la frenada por cable, o sea el circuito eléctrico) no ha cuajado ni siquiera con la llegada de los coches eléctricos e híbridos, porque el invento basado en el principio de Pascal no tiene rival a la hora de obtener una alta presión de aplicación final con un bajo nivel de esfuerzo inicial, sin problemas de conducción de la fuerza (una tubería hermética flexible se lleva a cualquier punto). Un circuito eléctrico exige motores, centralitas, conversores… Y a la larga resulta más caro, y quizá también menos fiable.

Lo único que exige el circuito hidráulico es que el líquido se mantenga siempre como tal, sin que se evapore ni se solidifique. Lo que hoy no presenta problema alguno con los actuales líquidos sintéticos de freno estables a las variaciones de temperatura, capaces de soportar desde –40º hasta 300º, un espectro térmico posible gracias a su formulación sintética a base de éter de poliglicol con anticorrosivos y antidegradantes químicos.
Calidad extendida.- La calidad de los líquidos actuales de freno es bien conocida, pero además se une a una mayor duración impuesta por el deseo de las autoridades y los constructores en reducir al mínimo su impacto ecológico,disminuyendo también su tendencia higroscópica (a absorber la humedad ambiente), ya que al ser líquidos químicamente puros (sin más de un 0,4% de agua) tienden a absorber agua de modo natural, lo que les hace ser muy higroscópicos. Y el mayor logro actual en ellos no sólo es evitarlo al máximo, sino sobre todo el que si lo hacen tiendan a estabilizarse por encima de cierto límite, sin descomponerse ni perder propiedades, algo nada fácil.
En todo caso, la absorción de agua condiciona su vida útil: con un 1,5% de agua el tacto del pedal se ablanda, y con el 3% se llega pronto al “fading” en frenadas medianamente intensas, un “fading” (cansancio) que se traduce en que el pedal se hunde y perdemos la capacidad de dosificar la frenada. La absorción de agua determina su vida útil, estimada entre 3 y 7 años, y por eso se recomienda cambiarlo cada tres años aunque de hecho casi nadie lo hace salvo que tenga una fuga o realice una revisión integral. Una dejadez que, junto al imperativo ecológico (los líquidos de freno son bastante corrosivos y se reciclan mal) ha llevado a buscar su duración de por vida, o como mucho, una sola sustitución en toda la vida útil del coche, según un acuerdo alcanzado en 2007.
Pero no hay que engañarse: que hoy duren más no significa que sean eternos, al tiempo que las nuevas exigencias rebajan su viscosidad (el ABS requiere que sea menor: los coches con ABS -y ESP- exigen un índice menor (de 700/800 mm2/s a –40º, en vez de los 1.600 antes habituales). De ahí que la norma DOT-5 establezca un máximo de 900. Esta mayor fluidez es necesaria para responder sin dilaciones a los instantáneos cambios de presión de las válvulas solenoides de los sensores del ABS. Y como el ABS y el ESP son ya equipo de serie en todos los coches nuevos, el líquido estándar actual parte del nivel mínimo DOT-4, (a veces con la etiqueta de “super” ó “especial para ABS”), lo que tampoco lo ha encarecido mucho porque ya lo era desde hace años.
La revolución del ABS y el ESP.- Líquidos aparte, ha habido dos avances claves en el desarrollo actual del circuito hidráulico de frenos: el ABS, y el ESP, como derivación de aquél. El ABS (Anti Block System) lo desarrolló Bosch y lo introdujo Mercedes en 1978, extendiéndose durante 20 años hasta ser obligatorio en todos los turismos de la UE desde 2004. Su misión es impedir el bloqueo del giro de la rueda por exceso de freno sobre ella, porque si patina siempre frena menos que si gira. Así, además de lograr la máxima deceleración del coche que permita su agarre al suelo, no se pierde la dirección y se puede controlar su trayectoria al frenar.

El ABS fue posible gracias a las válvulas electromagnéticas de conmutación rápida (solenoides) y las bombas antirretorno, sensibles al aviso de bloqueo transmitido por los sensores de giro de las ruedas. Sensores que luego han servido para otras funciones como el control de tracción (ASR, EDS, TCS, etc) que en vez de evitar el bloqueo de rueda por exceso de freno, impide que patine por exceso de par, o sea por lo contrario. Y otros avances como el reparto electrónico de la presión de freno (EBD ó EBV) que permite a las válvulas abrir y cerrar más rápidamente, sin las vibraciones al pedal de los primitivos ABS. Hoy todos los ABS montan este reparto electrónico cuyos sensores sirven también para el “frenado de emergencia” (BAS, EBA, AFU, etc), que distingue una frenada de urgencia por la rapidez con que se pisa el pedal y no por su fuerza.
Respecto al ESP, (Electronic Stability Program), constituye el gran segundo avance electrónico tras el ESP. En esencia es un control electrónico de estabilidad capaz de corregir alteraciones de la trayectoria del vehículo propiciadas por el deslizamiento de sus ejes, evitando la mayor parte de las pérdidas de control y salidas de carretera por cambios bruscos de dirección. En la UE es obligatorio desde noviembre de 2011 para turismos de nuevo lanzamiento, y desde fines de 2012 para todos los coches nuevos, así como los comerciales ligeros. Patentado por Bosch e introducido en el mercado en 1995, el ESP recibe también otras siglas según las marcas (ESC, VSC, VDC, DSC, DSTC, etc) pero en el fondo se trata siempre de lo mismo.
Su funcionamiento se basa en una aplicación selectiva de los frenos en cada rueda y eje para corregir los desplazamientos del vehículo sobre su eje transversal, compensando los amagos de sobreviraje y subviraje antes de que provoquen claros derrapes. Así, un sensor situado en el centro del coche mide los desplazamientos de cada tren y si detecta una alteración de trayectoria respecto a la impuesta por el volante, actúa frenando la rueda trasera izquierda ó derecha (según sea el sentido del giro) en los casos de sobreviraje y la delantera, en los de subviraje.
En su evolución, han mejorado con nuevas funciones correctoras en función de la tendencia de los vehículos, como el CBC (Cornering Brake Control) para mejorar la estabilidad en curva de un tracción trasera (o en un tracción delantera propenso al sobreviraje), o al revés, el CSB, para moderar el excesivo subviraje de los tracción delantera. Igualmente, los 4×4 incluyen un RSC, para evitar inclinaciones excesivas que propicien el vuelco.
Su último avance es hacer intervenir también la dirección (en las direcciones activas de asistencia eléctrica) para aplicar de forma automática breves y rápidos contravirajes en los casos de derrapaje posterior. Hoy el ESP es un equipamiento “maduro”, sobre todo desde su novena generación (la 9.0 de Bosch, un 30% más pequeña y ligera, con sólo 1,1 kg para el ABS y 1,6 kg para el ESP), de estructura modular y válida para todos los vehículos, desde utilitarios a berlinas “premium”. Compatible con los últimos avances tecnológicos (los “stop & go” en los control de crucero inteligentes -ACC-, los CBC y CSB, etc) este ESP es más perfecto y barato (hasta un 25% menos).

Frenos de tambor: los otros beneficiados.- Y no sólo la electrónica ha mejorado el circuito hidráulico de frenos: también ha mejorado los clásicos frenos de tambor, unidos a la hidráulica de frenos a través de sus juegos de bombines. Compatibles con el ABS desde 1992, siguen montándose en el eje trasero de muchos turismos ligeros y medios gracias también a sus pequeñas ventajas frente al freno de disco (potencia en frío, actuación sobre el freno de mano, sensibilidad al servofreno, etc). Además, el ABS trajo otra ventaja; la supresión del limitador de frenado, dispositivo de inercia que actuaba por altura según la carga del eje trasero, destinado a limitar la presión en vacío a los tambores traseros para evitar su bloqueo prematuro y con él, un posible derrape.
En la práctica, los limitadores reducen mucho la frenada de los tambores, y el ABS los hizo innecesarios (ya que el propio ABS a través del EBD regula la presión, cortándola por milisegundos cuando se bloquean). Con su eliminación se pudo aprovechar al 100% su poder de freno. Otra ventaja de los tambores es su mínimo mantenimiento tras la introducción general de la aproximación automática de zapatas. Basta con pasar por el taller cada 100.000 ó 120.000 km para reemplazarlas, operación sencilla y barata con los actuales “kits” de tambor, que se han impuesto como solución rápida y segura. Bosch tiene sus “Pro” y “Super Pro”, con componentes de primera calidad. El “Kit Pro” consta de dos cilindros de rueda (bombines) y dos juegos de zapatas (uno por rueda) junto a todas sus piezas de montaje (muelles, flejes, tornillos). Y lo mismo trae el “Kit Super Pro”, pero premontado, lo que reduce un 50% el tiempo de montaje. Por eso y porque suponen ganancia neta de tiempo y dinero, se han impuesto (como los “kits” premontados de otras marcas), hasta el punto de que Bosch ha sustituido el “kit Pro” por el “Super Pro” cuando existen ambos para una misma aplicación.
Bombas, bombines y latiguillos.- A la mejora de los tambores se añade la de la bomba principal del circuito (cilindro maestro), a menudo unido al depósito del líquido o en íntima conexión con éste. Junto con los latiguillos, son el elemento de mayor rotación del circuito (y el más caro). Su aumento de calidad va paralelo al de sus materiales, en especial el aluminio, cada vez más extendido tanto en el cuerpo como en las juntas. Y lo mismo pasa con los latiguillos, con los metálicos (también en aluminio) cada vez más comunes. Los fabricantes principales de frenos cuentan con cilindros de hierro ó aluminio que cubren el 75% del parque móvil europeo, con juntas de aluminio anodizado de calidad y mínimo desgaste en sus retenes de presión.
Pero el componente rey por mayor rotación (aquí las ITV son determinantes) son los latiguillos de caucho/plástico estratificado con refuerzos textiles. Como son los elementos más expuestos del circuito (los conductos finales que llevan la presión a las pinzas y tambores) son los que más sufren y envejecen, junto con los bombines de rueda (de fundición o aluminio) que aseguran su hermeticidad gracias a su calidad de retenes, estancos al polvo, aire y humedad. Y cuando dejan de serlo, basta con cambiarlos para solucionar los problemas de presión errática y frenos agarrotados.

Y si el aluminio ha entrado en el material de algunos latiguillos metálicos, también lo ha hecho en otros elementos auxiliares, como los servofrenos , como el Tie Rod 4 de Bosch, que pesa hasta la mitad gracias a su construcción en aluminio, ofrecido tanto en versión simple como doble. Aunque quizá en estos elementos la mayor novedad sea el
servofreno eléctrico (iBooster), también de Bosch, que prescinde de la aspiración del motor térmico para ofrecer una correcta asistencia a la frenada, siendo de la máxima utilidad en coche eléctricos o híbridos.
Y aunque hemos hablado mucho del grupo germano, no es único especialista en el mundo de la hidráulica de frenos. Porque el gran protagonista de nuestro mercado es TRW (Girling), que domina el mercado nacional de “kits” de tambores (18%) y la oferta de latiguillos (más de 1.500 referencias) tanto elásticos (caucho/teflón y caucho/acero) como rígidos (acero), junto con su filial española Eurofren (RH). También es especialista en la producción de tambores para frenos de estacionamiento (solución muy introducida en modelos de gama alta), tambores bimetálicos, servofrenos… y cables como los de los frenos de mano, a menudo los grandes olvidados, que también se agrietan y sus fundas se rompen, y no se sustituyen a tiempo (sólo en un 2% de los vehículos).