20. Los frenos y su utilización
Para su circulación por las vías públicas los vehículos automóviles deben disponer de dispositivos de frenado.
El freno permite que el vehículo disminuya su velocidad, se detenga estando en movimiento y permanezca inmovilizado si se encuentra detenido.
En los turismos deben estar aseguradas tres funciones de frenado:
- Freno de servicio o de pie: Disminuye la velocidad del vehículo y lo detiene de forma segura. Debe actuar sobre todas las ruedas del vehículo.
- Freno de estacionamiento o de mano: Mantiene inmovilizado el vehículo, incluso en una pendiente y en ausencia del conductor. Puede accionarse mediante una palanca, un pedal o un mando eléctrico, según el vehículo.
- Freno de socorro: Disminuye la velocidad y permite detener el vehículo en una distancia razonable en caso de fallo del freno de servicio. Su acción debe poder regularse y actúa, al menos, sobre una rueda de cada lado.
Estas funciones pueden compartir componentes: no implican necesariamente tres mandos diferentes. Por ejemplo, la división del circuito hidráulico permite conservar una capacidad de frenado residual si falla una parte del sistema.
Componentes del dispositivo de frenado
El dispositivo de frenado se compone del mando, la transmisión y el freno propiamente dicho. Para comprender su funcionamiento conviene distinguir los siguientes elementos:
- Elemento frenante: Elemento de fricción, como la pastilla o la zapata, que no gira con la rueda y que, al accionar el freno, entra en contacto con el disco o el tambor para reducir su movimiento.
- Mando: Parte del dispositivo que el conductor acciona con el pie o con la mano. En el freno de servicio es normalmente el pedal y en el de estacionamiento puede ser una palanca, un pedal o un interruptor.
- Elementos para transmitir la fuerza de frenada: Conjunto de elementos entre el mando y el freno, que transmite el esfuerzo que el conductor hace sobre el mando.
- El freno: Es el órgano donde se desarrollan las fuerzas que se oponen al movimiento de las ruedas.
1. Funcionamiento del freno
En un sistema de frenado hidráulico, cuando se pisa el pedal de freno se desplaza un pistón que se desliza por un cilindro en cuyo interior está el líquido de freno.
La presión ejercida se transmite por tuberías hasta unos pistones que accionan las zapatas o pastillas.
Asistencia al frenado
El servofreno reduce el esfuerzo que debe realizar el conductor sobre el pedal. Si falla esta asistencia, el pedal puede endurecerse y será necesario ejercer más fuerza para frenar. Debe detenerse el vehículo con seguridad y revisar la avería.
1.1 Clases de frenos
Los frenos de un vehículo pueden ser de disco o de tambor:
Frenos de disco
Consisten en un par de pastillas (elementos que no giran con la rueda) que se cierran y oprimen un disco (elemento móvil) cuyo rozamiento disminuye el giro de la rueda.
Son habituales en el eje delantero de los turismos y también pueden montarse en el trasero. Ofrecen una frenada progresiva y una buena disipación del calor.
Frenos de tambor
Consisten en un par de zapatas (elementos que no giran con la rueda) que se expanden en un tambor (elemento móvil), provocando el rozamiento que disminuye el giro de la rueda. Tienen una gran capacidad de frenada aunque menos progresiva que en el de disco, y también refrigeran peor al tener poca ventilación.
2. El frenado
Para liberar la energía cinética del vehículo es necesario aplicar una fuerza frenante.
En los frenos de fricción, el frenado se produce al aplicar un elemento que no gira contra otro que gira con la rueda, transformando energía de movimiento en calor. La disminución de velocidad no solo se realiza con estos frenos, sino que también puede aprovecharse la retención del motor.
El uso del motor como freno en circulación normal es continuo, ya que en ocasiones con levantar el pie del pedal acelerador se consigue disminuir la velocidad sin usar el freno de servicio.
No es conveniente confiar solo en el freno motor cuando sea necesario reducir mucho la velocidad. Se combinará con el freno de servicio cuando las circunstancias lo requieran, procurando adaptar la velocidad antes de entrar en las curvas.
Frenado regenerativo
En los vehículos eléctricos e híbridos, el frenado regenerativo utiliza el motor eléctrico como generador para recuperar parte de la energía del movimiento y almacenarla en la batería. Puede actuar al levantar el pie del acelerador o al pisar el freno, según el modelo.
La retención puede variar con el modo de conducción, la carga de la batería o su temperatura. Debe conocerse el funcionamiento del vehículo y utilizar el pedal del freno siempre que sea necesario; en una emergencia no basta con confiar en la desaceleración al soltar el acelerador.
2.1 Eficacia del frenado
La eficacia del frenado depende de la presión que ejerzan las zapatas sobre los tambores o las pastillas sobre los discos, de manera que cuanto mayor sea la fuerza con la que se pise el pedal de freno mayor será la presión.
También depende de los neumáticos, la calzada, la velocidad, la masa del vehículo y su carga y del buen estado de los frenos.
En un vehículo sin ABS, una presión excesiva sobre el pedal puede bloquear las ruedas, provocar un derrape y dificultar el control de la dirección. En un vehículo con ABS, la forma de actuar durante una frenada de emergencia es diferente: se debe mantener una presión firme y continua sobre el freno.
El ABS o sistema antibloqueo de frenos regula automáticamente la presión de frenado para evitar que las ruedas se bloqueen. Su principal ventaja es ayudar a conservar la estabilidad y la capacidad de dirigir el vehículo mientras se frena. También evita el desgaste localizado que puede producir una rueda bloqueada.
El ABS puede reducir la distancia de frenado en muchas situaciones, pero no la acorta siempre: sobre superficies como grava suelta o nieve blanda puede aumentar. Tampoco elimina la necesidad de adaptar la velocidad y mantener la distancia de seguridad.
Para facilitar la conducción con baja adherencia y ayudar a mantener el control existen sistemas electrónicos como el ASR y el ESP.
ASR o control de tracción
Reduce el patinamiento de las ruedas motrices al acelerar, regulando el par del motor y, según el sistema, frenando la rueda que pierde adherencia.
ESP o ESC: control de estabilidad
Ayuda a corregir desviaciones de la trayectoria mediante el frenado selectivo de las ruedas y, cuando procede, la reducción de la fuerza del motor.
Asistencia y frenado automático de emergencia
El asistente de frenada de emergencia ayuda a alcanzar una presión de frenado suficiente cuando detecta una frenada urgente. El frenado automático de emergencia, AEB, puede avisar de un riesgo de colisión e intervenir sobre los frenos si el conductor no reacciona a tiempo.
Estas ayudas tienen límites de funcionamiento y no sustituyen la atención del conductor ni garantizan evitar todas las colisiones.
Para que la frenada sea eficaz deberemos sustituir el líquido de freno cuando lo indique el fabricante y realizar revisiones periódicas y puesta a punto de los frenos en un taller especializado.
2.2 Distancia de frenado y distancia de detención
La distancia de frenado es la recorrida desde que los frenos comienzan a actuar hasta que el vehículo se detiene. La distancia de detención incluye, además, la distancia recorrida durante el tiempo de reacción del conductor.
A mayor velocidad, menor adherencia o peor estado de los neumáticos y frenos, se necesita más espacio para detenerse. El ABS no reduce el tiempo de reacción del conductor.
3. Utilización de los frenos
Para que la frenada sea segura y controlada el conductor debe tener en cuenta lo siguiente:
- En condiciones normales debe frenar de manera suave y progresiva; una frenada brusca puede provocar pérdidas de adherencia y, si no hay ABS, bloquear las ruedas.
- Se ha de frenar con suficiente anticipación y no repentinamente.
- No se debe abusar de los frenos ni mantenerlos accionados innecesariamente en descensos prolongados. En una emergencia con ABS, en cambio, se mantendrá el pedal pisado con fuerza mientras sea necesario frenar.
Según el Reglamento General de Circulación, salvo peligro inminente, antes de reducir considerablemente la velocidad hay que comprobar que puede hacerse sin riesgo para quienes circulan detrás, advertirlo y evitar una reducción brusca.
La intención de detenerse o de frenar considerablemente se advertirá, siempre que sea posible, mediante el empleo reiterado de las luces de frenado o la señal reglamentaria con el brazo. En una frenada de emergencia con ABS, esto no significa que deba bombearse el pedal: la prioridad es mantener la frenada necesaria.
3.1 Utilización de los frenos en condiciones normales
En condiciones normales de circulación, en el lugar donde sea necesario disminuir la velocidad o detener el vehículo debemos levantar el pie del pedal acelerador con antelación, ya que es una forma de conducir económica y segura.
No debemos en ningún caso seguir acelerando para luego frenar bruscamente ya que resulta poco económico.
En un vehículo con cambio manual, se utilizará el embrague cuando sea necesario cambiar de marcha o evitar que el motor se cale al detenerse. No se debe mantener pisado durante toda una desaceleración normal, porque se pierde la retención del motor.
3.2 Utilización de los frenos en una detención de emergencia
Vehículos sin ABS
Cuando surge un peligro imprevisto que obliga a detener el vehículo rápidamente, en un vehículo sin ABS debemos realizar una frenada fuerte, dosificando la presión para no bloquear las ruedas.
Si las ruedas se bloquean, se aliviará la presión sobre el freno solo lo necesario para que vuelvan a girar y recuperen adherencia, y se continuará frenando. Mantenerlas bloqueadas impide dirigir correctamente el vehículo. En un cambio manual se accionará también el embrague para evitar que el motor se cale.
En un vehículo sin ABS, no debe confundirse una frenada eficaz con mantener el pedal a fondo aunque las ruedas hayan quedado bloqueadas.
Vehículos con ABS
- Pisar el freno rápidamente y a fondo, manteniendo una presión firme y continua mientras sea necesario detener el vehículo.
- Si el cambio es manual, pisar también el embrague para evitar que el motor se cale. El embrague no es lo que activa el ABS.
- No levantar el pie ni bombear el pedal por notar vibraciones o golpeteos: pueden ser una manifestación normal del funcionamiento del ABS.
- Sujetar el volante con firmeza y dirigir el vehículo hacia una trayectoria segura si es necesario evitar un obstáculo, sin movimientos bruscos.
Con ABS, ante una emergencia: freno a fondo y presión mantenida. En un vehículo automático no hay pedal de embrague; se frena con el pedal correspondiente, siguiendo las instrucciones del fabricante.
3.3 Utilización de los frenos en descensos fuertes y prolongados
Dependiendo de la inclinación de la pendiente en ocasiones será suficiente con levantar el pie del acelerador.
En otras será necesario seleccionar una marcha inferior y utilizar el freno de servicio cuando sea necesario, aprovechando la retención que ofrece el motor y evitando mantener el pedal pisado continuamente.
La marcha debe elegirse con anticipación y ser adecuada a la pendiente y a la velocidad, sin provocar un régimen excesivo del motor. En los cambios automáticos se utilizará el modo de retención o selección de marchas previsto por el fabricante. No se debe descender en punto muerto ni con el embrague mantenido a fondo.
3.4 Utilización de los frenos en curvas
Se debe entrar en las curvas con el vehículo dominado y a velocidad adecuada para no frenar en ellas.
Así pues hay que reducir la velocidad antes de llegar a la curva para no derrapar, y acelerar ligera y suavemente para salir de la misma cuando la visibilidad, el trazado y la adherencia lo permitan.
Si resulta necesario frenar dentro de la curva, se hará con suavidad, evitando cambios bruscos de carga. Si surge una emergencia real, se aplicará la técnica de frenado correspondiente al vehículo, con o sin ABS, procurando mantener el control.
4. Fallo de los frenos
La posibilidad de que los frenos fallen es mínima pero existe, por ello el conductor debe conocer las posibles causas de fallo, y el comportamiento para evitarlo y contrarrestarlo si fuera necesario.
Las causas más comunes de fallo son la pérdida de líquido, el desgaste de zapatas o pastillas, el calentamiento excesivo y el aire en el circuito de frenado. También pueden aparecer averías en la asistencia o en los sistemas electrónicos.
4.1 Pérdida de líquido
El depósito del líquido de freno suele ser translúcido para comprobar el nivel y tiene marcas de máximo y mínimo para vigilar su cantidad. La comprobación se realizará según el manual del vehículo, sin abrir el depósito innecesariamente.
Las fugas de líquido se pueden notar por el recorrido excesivo que realiza el pedal de freno.
Deberemos hacer revisar el vehículo en un taller mecánico para localizar la causa de pérdida y revisar todo el circuito. No basta con rellenar el depósito. Si hay pérdida de eficacia, una fuga o un aviso de avería grave, se detendrá el vehículo con seguridad y se solicitará asistencia, sin conducirlo hasta el taller.
4.2 Desgaste de zapatas o pastillas
Con el uso las zapatas, pastillas, tambores y discos de freno se desgastan. Pueden aparecer chirridos y ruidos anormales al frenar, vibraciones o avisos de desgaste, pero no siempre hay síntomas perceptibles.
Cuando se alcancen los límites de desgaste o se detecten daños, los elementos afectados deben sustituirse según las indicaciones del fabricante. Los ruidos requieren una revisión profesional para identificar su causa; no debe esperarse a que aparezcan para comprobar el estado de los frenos.
4.3 Calentamiento excesivo
El fuerte y prolongado roce de las piezas del sistema de frenado puede provocar el sobrecalentamiento de las superficies en contacto.
El efecto “fading” o fatiga de los frenos es la pérdida de eficacia por sobrecalentamiento, que puede producirse al frenar de forma continua o repetida e intensa. Se previene no abusando del freno de servicio y usando una marcha más corta para que el motor actúe de freno.
Si se aprecia una pérdida de eficacia por calentamiento, se buscará un lugar seguro para detenerse y dejar enfriar el sistema. No se continuará un descenso confiando en que una presión cada vez mayor sobre el pedal resolverá el problema.
4.4 Humedad excesiva
Si las partes en contacto se mojan excesivamente, los frenos pueden perder eficacia.
Cuando los frenos se mojan, conviene comprobar su respuesta a baja velocidad en un lugar seguro y, si es necesario, accionarlos suavemente durante un breve recorrido para que el calor producido por la fricción evapore la humedad. Debe hacerse sin crear riesgo para otros usuarios y evitando un calentamiento excesivo. Si no recuperan su eficacia, se solicitará asistencia.
4.5 Acción desigual de los frenos
El conductor lo nota ya que el vehículo tiende a desviarse a un lado y es peligroso ya que puede producir un accidente.
Puede ser debido a un desgaste desigual de las zapatas o pastillas, un mal reglaje de los frenos, una pinza o bombín agarrotado o una presión desigual en los neumáticos de un mismo eje. Debe revisarse y corregirse la causa.
La pérdida de eficacia puede ser parcial o total y exige una actuación inmediata y controlada.
4.6 Aire en el circuito y fallo de la asistencia
Un pedal con tacto blando o esponjoso puede indicar aire en el circuito hidráulico. Un pedal anormalmente duro puede señalar un problema de asistencia. El diagnóstico y, en su caso, el purgado del circuito deben realizarse en un taller.
4.7 Cómo actuar si fallan los frenos
Si se da un fallo de los frenos en una situación límite, como una pendiente descendente pronunciada, se debe mantener la calma y actuar sin maniobras bruscas:
- Dejar de acelerar y mantener el control de la dirección. Advertir del peligro a los demás usuarios con la señal de emergencia y, si es necesario para evitar un accidente, con el avisador acústico.
- Si el pedal se hunde y no produce frenada, soltarlo y accionarlo de nuevo puede permitir recuperar presión en determinados fallos hidráulicos. No garantiza la recuperación y no debe confundirse con la técnica de frenada normal con ABS.
- Reducir progresivamente a marchas más cortas para aprovechar el freno motor, sin seleccionar de golpe una relación inadecuada ni mantener el embrague pisado. En un automático, utilizar las posibilidades previstas por su fabricante.
- Aproximarse al borde derecho o a un lugar seguro cuando sea posible, sin invadir el sentido contrario ni poner en peligro a peatones u otros usuarios.
- Si es necesario recurrir al freno de estacionamiento mecánico, accionarlo de forma progresiva, evitando tirones y el bloqueo de las ruedas. Si es eléctrico, emplear únicamente el procedimiento de frenado de emergencia indicado en el manual del vehículo.
No se debe apagar el motor ni desconectar el sistema de propulsión mientras el vehículo siga en movimiento, porque pueden perderse asistencias. Tampoco debe seleccionarse la posición P o la marcha atrás para intentar frenar.
Si no se consiguiera disminuir suficientemente la velocidad, se utilizarán las zonas de frenado de emergencia cuando existan y puedan alcanzarse con seguridad. Debe evitarse dirigir el vehículo contra objetos rígidos de la vía, como un árbol.
Después de un fallo de frenos, no se debe reanudar la marcha aunque parezcan funcionar de nuevo. Se señalizará la inmovilización conforme a las normas aplicables y se solicitará asistencia para revisar y reparar el sistema.
5. El derrape
El derrape se produce cuando las ruedas pierden adherencia sobre el pavimento y el vehículo se desplaza lateralmente.
Se pueden evitar atendiendo a los indicios (curvas, manchas de grasa o grava) para que el conductor adopte las medidas necesarias.
Así pues el conductor deberá ante estas circunstancias moderar la velocidad, aumentar la distancia de seguridad y frenar suavemente.
5.1 Causas del derrape
Existen varias causas por las que se produce un derrape:
- Uso brusco e inadecuado de los frenos y el pedal acelerador.
- Manejo incorrecto del volante cuando la velocidad del vehículo no es la adecuada.
- Mal uso del conjunto de freno y dirección.
- Velocidad excesiva o inadecuada cuando los neumáticos estén desgastados o poco inflados y la calzada se encuentre en mal estado.
- Accionado incorrecto del mando de aceleración, freno o dirección.
Si el derrape se produce por bloqueo de las ruedas en un vehículo sin ABS, se aliviará la presión del freno lo necesario para recuperar el giro de las ruedas y el control. No se debe aplicar esta pauta de forma indiscriminada a un vehículo con ABS: en una frenada de emergencia con el sistema funcionando, se mantiene la presión sobre el pedal.
Si se trata de un leve coleo por exceso de aceleración, se levantará el pie del acelerador con suavidad, evitando soltarlo bruscamente o realizar volantazos.
5.2 Subviraje y sobreviraje
Subviraje: el vehículo gira menos de lo necesario
Se produce cuando las ruedas delanteras pierden adherencia y el vehículo tiende a seguir recto o a abrir la trayectoria de la curva. Se reducirá suavemente la aceleración y se evitará girar todavía más el volante, porque puede aumentar el deslizamiento.
Sobreviraje: la parte trasera se desplaza lateralmente
Se produce cuando las ruedas traseras pierden adherencia. Hay que mirar hacia la trayectoria segura y corregir el volante hacia el lado al que se desplaza la parte trasera, sin movimientos bruscos. Al recuperar la estabilidad, se enderezará progresivamente la dirección.
El control de estabilidad ayuda, pero no puede compensar cualquier exceso de velocidad ni crear adherencia donde no la hay. La prevención consiste en anticiparse y manejar suavemente los mandos.
6. Mantenimiento de los frenos
Para un correcto mantenimiento de los frenos se deberá comprobar periódicamente el nivel de líquido en el depósito, sustituir cuando sea necesario los elementos de fricción que no giran con la rueda (pastillas y zapatas) y comprobar el estado de los elementos giratorios (discos y tambores).
6.1 Revisiones y líquido de frenos
- Respetar los intervalos de revisión y sustitución del líquido indicados por el fabricante, aunque el vehículo recorra pocos kilómetros.
- Utilizar exclusivamente el tipo de líquido especificado. No mezclar productos incompatibles ni introducir agua, aceite u otras sustancias en el circuito.
- Revisar tuberías, latiguillos, uniones, pinzas, bombines y posibles fugas, además del desgaste de discos, tambores, pastillas y zapatas.
- Comprobar el funcionamiento del freno de estacionamiento y de las luces de frenado.
- Atender a cambios en el tacto o recorrido del pedal, vibraciones, desviaciones de trayectoria y ruidos anormales.
6.2 Testigos y avisos de avería
Los testigos deben interpretarse conforme al manual del vehículo. Un aviso rojo de frenos que permanece encendido con el freno de estacionamiento liberado puede indicar una avería grave o un nivel insuficiente de líquido: hay que detenerse con seguridad y comprobar la causa.
Un aviso de ABS puede indicar que la función antibloqueo no está disponible, aunque el freno convencional conserve capacidad de frenado. Deben seguirse las instrucciones del fabricante y repararse la avería; si aparecen otros avisos o se pierde eficacia, se solicitará asistencia.
Los vehículos eléctricos e híbridos también necesitan mantenimiento de sus frenos de fricción. La recuperación de energía no elimina las revisiones ni la sustitución de los componentes cuando corresponda.
