Técnica: Pastillas de freno

18 marzo, 2009

Con la generalización de los frenos de disco en toda clase de vehículos (comerciales e industriales incluidos) y su paulatina extensión también al eje trasero, las pastillas de freno se han convertido en el componente más universal del sistema, basadas en algo tan simple como el roce entre dos superficies (una fija y otra giratoria) mediante el cual la una reduce la velocidad de giro de la otra, convirtiendo la energía cinética en térmica; o sea, en calor.

La superficie giratoria —solidaria con la rueda o con el palier de la transmisión— es el disco de freno, mientras que la fija, unida al bastidor del vehículo, es la pastilla de freno, aplicada a través de un mecanismo de presión (pistón o pistones) y alojada en un soporte que la conecta a la rueda (pinza). Y es esa presión generadora del roce entre pastilla y disco la causante del frenado, cuya intensidad gradúa el conductor a través del pedal del freno.

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Como marcan las leyes de la termodinámica, la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma, y la energía cinética del movimiento a través del roce se transforma en calor. Tanto más cuanta más velocidad haya que reducir y tanto más si se pretende hacerlo en el menor tiempo posible. Ambos factores unidos dan lugar al mayor problema de los frenos; su recalentamiento tras un uso intensivo. De ahí la necesidad de refrigerarlos, facilitando la evacuación de las calorías generadas al frenar, bien mediante tomas dinámicas de aire, lumbreras de ventilación en las llantas +o a través de discos ventilados.

El imperio del disco.— Las ventajas del freno de disco son muchas; aunque su superficie de fricción suele ser menor a igualdad de tamaño (placa plana en el disco, curva en el tambor) supera al de tambor en resistencia al calentamiento por su mayor ventilación, al no trabajar encerrado. Además las pastillas son más progresivas, ya que no se «acuñan» como sucede con las zapatas y los tambores, y encima el conjunto disco/ pinza es más ligero que el de tambor/zapata.

Las primeras aplicaciones de los frenos de disco lo fueron a las 4 ruedas (Renault, Panhard, Jaguar) pero pronto se vio que se podían combinar con los de tambor, relegando éstos al eje trasero, menos exigente al sufrir menor carga dinámica que el delantero (lo normal en el reparto del esfuerzo frenante es un 75% delante y un 25% detrás). Ahora esta combinación se mantiene en coches ligeros y utilitarios, aunque la tendencia es de nuevo a montar discos en las 4 ruedas.

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Con el tiempo, los discos delanteros aumentaron su tamaño, evolución paralela al aumento del diámetro de llanta y a fines de los años 80 del pasado siglo empezaron a autoventilarse, primero con agujeros transversales y luego como es normal hoy, como dos discos paralelos unidos con aberturas longitudinales de refrigeración en su periferia. Las pinzas también han evolucionado, siendo primero flotantes y luego fijas (hoy coexisten ambas), casi siempre de pistón simple, pero ya cada vez más también doble (presión por ambas caras), y en las aplicaciones más deportivas, con 4 ó 6 pistones.

Máxima fiabilidad.— Todo este proceso ha dado lugar a una fiabilidad cada vez mayor de los sistemas de freno, reforzada por la mejora de la hidráulica con dobles circuitos (gemelos o cruzados), líquidos sintéticos de gran calidad, etc… y por la incorporación de la electrónica (antibloqueo ABS, freno de mano eléctrico, sistemas de retención en cuesta, etc). Pero siempre a base de aplicar la presión frenante a las pastillas, lo que exige un grado altísimo de fiabilidad y calidad a sus guarniciones.

Calidad lograda incluso tras la erradicación del amianto (por cancerígeno), que obligó a buscar nuevos aislantes hasta obtener el mismo o mayor poder frenante con las actuales pastillas sin amianto, que tampoco son tan abrasivas como antes… De los 130/140 mil km de duración media de un juego de discos delanteros, se ha bajado a los 100/120 mil km, pero no menos.

Esquema_de_datos_de_homologacion_R90_de_una_pastilla_de_freno_(RH)

Lo normal al cambiar el tercer juego de pastillas es comprobar el grosor de los discos y, si su desgaste llega a 1,5 mm por cada cara (3 mm totales), cambiarlos. El consejo es reemplazarlos si su desgaste supera el 10% del grosor, pero hay gruesos muy distintos (de 3 cm en algunos discos ventilados, a 1,8 ó 2 en los macizos).

Mayor duración… relativa.— Pero no todos los coches —ni todos los ejes— gastan las pastillas igual. Hay utilitarios ligeros que recorren 50.000 km con un juego y monovolúmenes y SUV que no llegan a 20.000 km. Y en los 4×4, los hay en que no duran tanto en el eje delantero como en el trasero más de 15.000. Y a menudo, el que duren tan poco las pastillas traseras tiene más que ver con su escaso grosor que con su esfuerzo, porque algunos fabricantes las hacen mucho más finas que las delanteras, buscando que duren lo mismo y se cambien a la vez (si las delanteras suelen tener 20 mm de grueso, hay traseras que no pasan de 10 ó 12). Según el tipo de vehículos, peso, potencia y tipo de conducción, lo normal es que duren de 30.000 a 60.000 km, con un promedio muy corriente de 40 a 45 mil. No es bueno apurarlas mucho, porque la capa final (cuando queda menos del 20%) frena muy poco, al haber sido prensada en caliente junto al material de pegado (es la llamada capa «underlayer» de pe-gado). Y peor aún es si la gastamos del todo llegando a rozar hierro contra hierro (con su característico y desagradable ruido), porque además de dañar los discos rayándoles, nos quedamos sin frenos porque el coeficiente de fricción del acero (0,60) es mucho más alto que el 0,15/0,20 de una pastilla corriente.

Estructura_del_material_de_friccion_de_una_pastilla_de_freno_Bosch

Normalmente, si los coches llevan testigo de desgaste de pastillas, basta con proceder al cambio cuando éste se enciende (que suele ser cuando queda un 15 ó un 20% de grosor). Pero últimamente los constructores se han vuelto muy cicateros con este avance, de modo que tras una época en que casi todos lo montaban, ahora (como sucede con el termómetro de agua) lo están eliminando, pese a ser una aplicación barata y sencilla; un simple cable con corriente fundido en el cuerpo de la pastilla, que cuando ésta se desgasta hace masa con el disco encendiendo el correspondiente testigo en el cuadro. Ahora algunos lo sustituyen por un simple fleje metálico que sobresale un par de mm por los lados de la pastilla, de modo que haga un ruido especial al rozar con el disco (sin dañarlo, al ser de metal blando) cuando quedan esos 2 ó 3 mm.

Calidad homologada.— La pregunta obligada cuando tenemos que cambiar pastillas es si merece la pena pasar por el taller oficial y montar allí las originales, o recurrir al recambio libre y comprarlas por nuestra cuenta (si las sabemos montar, algo al alcance de cualquier usuario un poco «manitas»). Todo depende de la calidad original, a veces muy buena y a veces no. Hay pastillas originales de primera calidad… y las mismas (más baratas) en el recambio libre o en algunos autocentros. Lo mejor es fiarse de la propia experiencia, aunque en el caso de coches muy especiales, es preferible ir al taller oficial. Y si lo hacemos en un taller libre o por nuestra cuenta, mejor elegir marcas acreditadas de confianza (cuando lleve el coche a cambiar pastillas pregunte siempre qué marca le van a poner, y desconfíe de las ofertas de bajo precio si no especifican claramente qué pastilla le montan). En todo caso, no dude en pedir consejo al recambista, que se lo dará gustoso. Y exija siempre pastillas bajo la homologación ECE R90.
Esta denominación R90 responde a una normativa obligatoria en todo el ámbito de la UE desde 2003, que obliga a los fabricantes a homologar sus pastillas de recambio según unas estrictas tolerancias determinadas por la calidad exigida por el constructor del vehículo en el primer equipo original.

Todos_los_fabricantes_suelen_contar_con_al_menos_2_tipos_de_pastillas_las_normales_y_otras_de_mayores_presentaciones_como_estas_Xtreme_de_Mintex

Así las pastillas homologadas R90 no pueden variar su rendimiento sobre ésta en más de un 15% (de más o de menos; lo normal es en menos, pero a veces hay sorpresas…) sobre las pastillas del primer equipo. Pero no pueden rendir menos del 85% de las originales, y su homologación requiere el cumplimiento de diversas pruebas de frenado bajo diferentes condiciones de velocidad, carga, tipo de firme, en frío y en caliente, etc. Con 5 años de vigencia, la R90 ha saneado mucho el sector del recambio libre de pastillas «piratas » de dudosa procedencia, al tiempo que ha reducido la oferta en algunos modelos muy exclusivos donde prácticamente la única pastilla posible es la oficial del constructor. Pero hoy día todas las grandes marcas de frenos —y también las menos grandes— ofrecen pastillas R90 (indicado tanto en el embalaje como en el propio soporte de la pastilla). Son estos controles los que han hecho de las pastillas actuales de freno un componente fiable y seguro.

Mercado: se nota la crisis.— En el pasado 2008 la tónica general de ventas en el mercado de pastillas de freno siguió la pauta de 2007, aunque ya notándose una leve retracción, con unos 5,25 millones de juegos de pastillas, frente a 5,3 millones de juegos vendidos en 2007. (1 juego = 4 pastillas, o sea para las dos ruedas de un mismo eje), cifra que si ya era algo baja en 2007 para un parque nacional total (incluidos turismos, todo terreno y comerciales ligeros) de unos 20 millones de vehículos, se queda aún algo más corta. Hay que tener presente que son un componente de alta rotación, que debería crecer más no sólo por el aumento del parque de los últimos años, sino también por la creciente generalización de los frenos de disco en el eje trasero.

Fabricar_pastilla_de_freno_es_un_proceso_de_alta_tecnologia_su_calidad_ajuste_y_comprobacion_son_procesos_de_alta precision

Así, el volumen de negocio apenas roza los 400 millones de euros, repartiéndose entre un 67% para el recambio libre (3,5 millones de juegos) y un 33% para el oficial del constructor (1,75 millones de juegos). O sea, un reparto de 1/3 para el oficial y 2/3 para el libre, como ya sucedió en 2007. El recambio oficial ha ganado cuota gracias a una política de precios más competitiva, que ha acortado la diferencia de precios (sobre todo en mano de obra, menor en el taller oficial al facturarse por fracciones) siendo a veces hasta un 10% más barato que en los talleres libres. En cuanto a tarifas, subieron durante la primera mitad del año al compás del alza de las materias primas y el petróleo, para estancarse luego cuando se empezaron a sentir los primeros síntomas de la recesión. Las políticas de descuentos siguen invariables (del 67% al 75% para minoristas y mayoristas, y del 50% al 60% a talleres), aunque quizá se agudicen si retrocede la demanda.

Por marcas, Road House (RH + Remsa + Dual) sigue líder en el recambio libre con casi el 30% del mercado y más de un millón de juegos, seguida de Necto + Ferodo (Federal Mogul) con el 22% (un 17% de Necto y algo más del 5% de Ferodo). En tercer lugar sigue TRW (TRW + Girling) con algo más del 11% (repartido en ¾ para TRW y 1/4 para Girling). Bosch viene en cuarto lugar, creciendo poco a poco (ya roza el 6%) y ganando en imagen de calidad gracias a ser una de las pocas con fábrica propia en Europa (Buderus). Quinto es el grupo TMD (Textar+Mintex+Don) con Pagid, en torno al 4%, sexto Icer (2,7%), y séptimo el grupo Honeywell con el 2,3% (Bendix + Jurid, junto a una marca blanca que suministra en exclusiva para Midas). Cierra en octavo lugar ATE (Continental) con el 1,5%, y tendiendo a subir por su buena imagen de calidad, mientras que Valeocae por debajo del 1% y QH y Delphi no pasan tampoco del 1%.

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En cuanto a las perspectivas para 2009, ya inmersos hasta el cuello en plena crisis, y aunque los talleres no la están sufriendo con tanta crudeza como la venta de coches nuevos, no son precisamente buenas. Con casi 3,5 millones de parados, la situación laboral se puede traducir en un descenso del consumo general que signifique menos ventas de recambios, y menos kilometraje, factores negativos que pueden neutralizar el positivo que supone el aumento del parque de los últimos 5 años. En resumen, otro descenso que aunque no tan traumático como el que sufren otros, deberá rondar al menos el 2%.