Qué relación tienen la tribología y el sistema de frenado de un coche

¿Conoce el profesional del taller qué es la tribología ? ¿Cómo puede explicarse el funcionamiento del sistema de frenado de un vehículo? El concepto tribología hace referencia a la ciencia que estudia la fricción, el desgaste, la adhesión y la lubricación de las superficies que interactúan en movimiento, como han explicado los profesionales de Road House km0.

La fricción hace referencia al fenómeno que se produce por la existencia de fuerzas tangenciales que aparecen entre dos superficies sólidas en contacto, las cuales se mantienen unidas por la existencia de esfuerzos normales. Por su parte, el desgaste se produce cuando desaparece material de la superficie de un cuerpo por la interacción con otro.

Finalmente, la adhesión se relaciona con la generación de fuerzas normales entre dos superficies que han sido mantenidas juntas previamente, por lo que su capacidad perdura por la unión anterior entre ambas.

El concepto de tribología se encuentra presente en la mayoría de las piezas en movimiento, diferenciando entre:

• Máximo desgaste y mínima fricción: en lápices o deposición de lubricantes sólidos mediante deslizamiento.
• Máxima fricción y máximo desgaste: en borradores.
• Mínimo desgaste y mínima fricción: rodamientos, engranajes, levas… lo que ocurre gracias a la lubricación y las capas de recubrimiento.
• Mínimo desgaste y máxima fricción: frenos, embragues, neumáticos… con materiales resistentes al desgaste.

En un vehículo existen más de 2.000 contactos tribológicos, las mejoras en este campo pueden conllevar un ahorro estimado de energía del 18,6%, puesto que las pérdidas como consecuencia de la fricción y el desgaste, pueden llegar a traducirse en millones de euros.

La fricción

Este fenómeno responde a la resistencia al movimiento en un objeto sólido respecto a la superficie de otro cuerpo también en movimiento. Este concepto se expresa en términos relativos de fuerza, como el coeficiente entre la fuerza de fricción y la carga nominal a la superficies de contacto, llegando a ser de dos tipos: fuerza de fricción estática y fuerza de fricción cinética o dinámica. En el primer caso, se refiere a la necesaria para iniciar el movimiento, mientras que en el caso de la segunda, es la necesaria para mantenerlo.

A continuación se pueden observar los coeficientes de fricción típicos del acero sobre otros materiales.

Es importante tener en cuenta algunas aspectos como que la existencia de capas contaminantes entre el disco de freno y el material de fricción disminuye las fuerzas de fricción, además la existencia de una fuerza de fricción aumenta el área real de contacto y del barrido de la tercera, lo que incrementa la adhesión.

Otro tercer punto a destacar es que con altas velocidades de deslizamiento de una superficie contra la otra, la temperatura aumenta, produciéndose una conversión de la energía cinética en calor.

El frenado

Frenar un vehículo es posible mediante la fricción de dos materiales, transformándose la energía cinética y/o potencial en energía calorífica, lo que aumenta la temperatura.

Esta transformación se produce con el contacto entre una parte fija que está anclada a la mangueta del vehículo (el caliper) y una parte móvil que gira con la rueda a la misma velocidad angular (el disco). Al accionar el pedal del freno, el circuito se presuriza y los émbolos de las pinzas empujan a las pastillas, el elemento fijo, contra el disco, es decir, el elemento móvil.

Es vital disponer de un material de fricción de alta calidad para poder garantizar estos procesos. Finalmente, los profesionales de Road House destacan que coeficiente de rozamiento del material de fricción debe ser estable en diversas velocidades y presiones.