La hidráulica mantiene su vigencia en los circuitos de frenos, pero complementada cada vez más por las ayudas electrónicas que afinan más su eficiencia. Primero fue la revolución del ABS, y luego la del ESP. Y si el primero es ya obligatorio en la UE desde 2004, ahora le llega el turno al ESP, primero en turismos nuevos desde hace poco más de un año (noviembre de 2011) y ahora también en comerciales ligeros de nuevo diseño desde noviembre de 2012.
Como siempre, estas obligaciones empiezan primero por los modelos de nuevo diseño (desde noviembre 2011), para extenderse luego a los ya existentes en producción y finalmente a los comerciales ligeros (noviembre 2012) e industriales (y ojo, también a las motos). Las exigencias de Bruselas impondrán a partir de noviembre de 2014 que todos los coches, motos, comerciales ligeros, camiones y autobuses de nueva fabricación para venderse en Europa, monten en origen un dispositivo con las prestaciones de corrección de trayectoria que permite el programa electrónico de estabilidad (Electronic Stability Program, ESP) o sus distintas variantes (las siglas ESP están registradas por Bosch) de otros fabricantes, denominadas de otra forma (VSC, DSC, ESC, etc.).
Un avance que, tras la generalización del ABS, ha acabado de actualizar el circuito hidráulico de frenos, llevando a la electrónica a “injertarse” en él, aprovechando que es uno de los componentes más fiables y experimentados del automóvil. Con una gran duración de todos sus componentes, líquido incluído, refuerza su permanencia frente a su alternativa electrónica, el “brake by wire”. Los intentos por sustituir el circuito hidráulico de frenos por un sistema exclusivamente electrónico no ha tenido el éxito esperado (caso de Mercedes y su SBC), lo que unido al creciente recelo de los usuarios frente al exceso de componentes electrónicos en el automóvil, en perjuicio de los estrictamente mecánicos, puede permitir al circuito hidráulico sobrevivir bastantes años.
Su ventaja radica en la misma física: basado en el principio de Pascal, el circuito hidráulico no tiene rival a la hora de obtener altas presiones de aplicación final con esfuerzos iniciales relativamente bajos, sin problemas de conducción de la fuerza (una tubería hermética flexible puede llevarse a cualquier punto). Su única condición es que el líquido capaz de transmitir el esfuerzo con una mínima deformación a la compresión, se mantenga líquido, o sea que ni se evapore ni se solidifique. De ahí el uso de líquidos sintéticos neutros inalterables a las variaciones de temperatura, que ni se congelan ni se evaporan, capaces de soportar desde más de 40º bajo cero a los 300º que pueden llegar a alcanzar tras un uso intensivo de los frenos.
Líquidos de calidad.–Compuestos por éter de poliglicol aditivado con anticorrosivos y antidegradantes químicos, estos líquidos de formulación totalmente sintética resisten tal espectro térmico durante mucho tiempo sin descomponerse, aunque también hay que reemplazarlos al cabo de los años. En teoría son químicamente puros (esto es, sin más de un 0,4% de agua), límite que cumplen nuevos aunque con el uso tienden a superarlo, algo no tan grave si cuando lo superan siguen siendo estables, sin descomponerse ni perder propiedades. Porque al carecer de agua, los líquidos de frenos son higroscópicos (absorben la humedad ambiente), absorción que determina su duración, y que también determina su sustitución en cuanto superan el 1% de agua. Un 1,5% se nota ya (y bastante) en el tacto del pedal, y con el 3% se llega al “fading” a poco que se frene con fuerza. Por eso su vida útil se estima entre los 3 y los 7 años, aunque de hecho casi nadie los cambia.
Constructores y autoridades siguen en busca de una duración del líquido de frenos de por vida, o como mucho, con una sola sustitución durante toda la vida útil del coche, según un acuerdo alcanzado en 2007. Pero aún se está lejos de lograrlo, aunque su duración se ha incrementado mucho en los últimos años Así, los coches con ABS fabricados después de 2001 deberían haber cambiado su líquido de frenos en 2007. Y los de finales de los 90, sin ABS, entre 2002 y 2004… La mayor calidad de su actual formulación y las exigencias de la CE han llevado a que ACEA (la asociación de fabricantes de coches de la Unión Europea) exija ya una duración mínima de 10 años al líquido suministrado en primer equipo. Pero la recomendación de los fabricantes de líquidos sigue siendo la misma: cambiarlos cada 3 ó 4 años.
Viscosidad a la baja.–Una consecuencia de la extensión generalizada del ABS y del ESP (cuyos sensores son comunes) es que el líquido debe permanecer siempre lo bastante fluido como para responder de forma inmediata a los instantáneos cambios de presión que registran las válvulas solenoides de los sensores de ABS/ESP, que a menudo en un solo segundo deben abrirse y cerrarse hasta 3 ó 4 veces (en una continua sucesión de bloqueo/desbloqueo). Hasta ahora, los líquidos de calidad se han mantenido casi siempre entre 1.600 y 1.800 mm2/s, pero los coches con ABS –y ESP– exigen un índice menor (de 700/800 mm2/s a –40º). De ahí que la norma DOT-5 establezca ahora un máximo de 900, aunque hay fabricantes (caso de Bosch con sus líquidos DOT-4 HP) que lo tiene en sólo 700). Conviene saberlo, porque en las especificaciones normales DOT-3 y DOT-4 (incluso en DOT-4 Super) lo habitual sigue siendo el índice 1.800, lo que reduce mucho la velocidad de actuación del ESP… Hoy, el antaño sagrado límite del punto de ebullición (que si se alcanza suponer quedarse sin frenos, al quedarse el líquido totalmente comprimible, en pleno “fadiung”) importa menos, ya que con los discos actuales ventilados es difícil llegar a los 265º en seco (o los 160/170 en húmedo, o sea con líquidos viejos) salvo en uso de competición….
En cuanto a la clasificación tradicional, el líquido estándar hoy parte del nivel mínimo DOT-4, al que a menudo se añade la coletilla de “super” ó “especial para ABS”. Como componente de bajo coste y baja rotación (a menudo se regala en primer equipo a cambio de montar otros componentes del mismo proveedor), a la hora de cambiarlo se deben elegir marcas de calidad acreditada, además del nivel DOT adecuado. Marcas como Bosch (líder en primer equipo de frenos) y Road House (líder en el mercado de reposición) ofrecen una completa gama de líquidos (DOT-3, DOT-4, DOT-4 Super, DOT-4 HP y DOT 5.1 Super, estos dos últimos de muy baja viscosidad (700 y 900 mm2/s, frente a los 1.500 y 1.800 de los DOT-3 y 4), y por ello indicados para vehículos con ABS y ESP.
El trabajo del ABS y ESP.–Sin duda, el invento que más cambiado al circuito hidráulico de frenos desde la introducción del doble circuito hace ya medio siglo, ha sido el ABS y con él, el ESP. Su misión es muy simple: impedir el bloqueo del giro de las ruedas por exceso de freno sobre ellas (tanto absoluto como relativo, según la adherencia del piso). Así, aparte de mayor deceleración (si la rueda patina siempre frena menos que si gira) no se pierde la dirección del coche y se puede controlar su trayectoria en plena frenada.
El ABS fue posible gracias a las válvulas electromagnéticas de conmutación rápida (solenoides) y las bombas antirretorno, capaces de reaccionar al aviso de bloqueo que transmiten los sensores de giro de las ruedas. Sensores que han servido también para otras funciones como el control de tracción (ASR, EDS, TCS, etc) que en vez de impedir el bloqueo de rueda por exceso de freno, evita que patine por exceso de par. Y también 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 molestas vibraciones al pedal de los primitivos ABS.
Hoy todos los ABS actuales montan este reparto electrónico cuyos sensores sirven también para el “frenado de emergencia” (conocidos con las siglas BAS, EBA, AFU, etc), que distingue una frenada de urgencia por la rapidez con que se pisa el pedal, no por su fuerza. Sensores que por otra parte no necesitan mantenimiento, aunque sí se reemplazan en caso de accidentes (incluso menores) cuando afectan a su lugar de ubicación, en la zona de las manguetas de rueda.
En cuanto al ESP, es una aplicación derivada del ABS 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. Su modo de actuación es muy simple: mediante una aplicación puntual y selectiva de los frenos en cada rueda se corrige el deslizamiento del vehículo sobre su eje transversal. Un sensor situado en el centro del coche mide los desplazamientos de cada tren y cuando detecta una alteración de trayectoria respecto a la impuesta por el volante, interviene la centralita 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, compensando su tendencia antes de que se conviertan en derrapes.
Por otro lado, el ESP sigue evolucionando, como lo demuestran las nuevas funciones añadidas de los últimos, 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 el CSB, para moderar al contrario el excesivo subviraje de algunos tracción delantera. La última aportación es la de hacer intervenir también la dirección (en los casos de direcciones activas de asistencia eléctrica) para aplicar de forma semiautomática breves y rápidos contravirajes en los casos de derrapaje posterior. Considerado ya un equipamiento “maduro”, en 2010 llegó al mercado su novena generación (la 9.0 de Bosch, un 30% más pequeña y ligera que la anterior, con sólo 1,1 kg para el ABS y 1,6 kg para el ESP), de estructura modular y válido para todo tipo de 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 último ESP es aún más perfecto y más barato (hasta un 25% menos).
Frenos de tambor: el éxito del “kit”.–Desde que en 1992 se demostró su compatibilidad con los sistemas ABS (y luego también con el ESP), los frenos de tambor también se han beneficiado de la invasión electrónica en el mundo de la hidráulica. Nacidos hace un siglo, los frenos de tambor fueron el sistema más popular de freno en automoción hasta que los discos los sustituyeron a partir de los años 60, sobre todo en el eje delantero, el más exigente al frenar por la recarga dinámica del peso. Y hoy siguen presentes en el eje trasero de muchos turismos ligeros, normalmente mediante el sistema de zapata doble simple (un solo eje expansor para las dos zapatas) que además exige muy poco mantenimiento tras la generalización de la aproximación automática de zapatas (que se reemplazan cada 100.000 ó 120.000 km
Además, el ABS trajo otra ventaja adicional; la supresión del limitador de frenado, que actúa por inercia según la carga del eje trasero (por su altura), limitando la presión en vacío a los tambores traseros para evitar su bloqueo prematuro y con él, un posible derrape. Y como argumento final, el tambor juega con otra baza a su favor: su fácil reparación mediante los “kits”, tanto normales como premontados, que se han impuesto como solución rápida y segura. El “Kit normal” consta de dos cilindros de rueda (bombines) y dos juegos de zapatas (uno por rueda) junto a todas sus piezas menores de montaje (muelles, flejes, tornillos). Y el “Kit premontado” trae lo mismo, pero premontado, lo que reduce un 50% el tiempo de montaje. Por eso se está imponiendo de forma clara, hasta el punto de que varios fabricantes han sustituido el primero por el segundo cuando existen ambos para una misma aplicación.
El último elemento importante de la hidráulica de frenos es la bomba principal del circuito ó cilindro maestro, casi siempre unido al depósito del líquido o conectado a éste. Junto con los latiguillos, es el elemento de mayor rotación del circuito (y también el más caro). Su calidad ha ido en aumento junto con la de sus materiales, en especial el aluminio, cada vez más extendido tanto en cuerpo como juntas. Lo mismo pasa con los latiguillos, siendo los metálicos (también en aluminio) cada vez más comunes, aunque lo normal es que sean de caucho plástico pluriestratificado con refuerzos textiles.
