Las pastillas de freno son las superficies consumibles de los sistemas de frenos , como los frenos de tambor y los frenos de disco utilizados en los vehículos de transporte.
Las pastillas de freno fueron inventadas por Bertha Benz (la esposa de Karl Benz , quien inventó el primer automóvil patentado) durante su viaje de larga distancia en automóvil , el primero en el mundo, en agosto de 1888, cuando le dijo a un zapatero que clavara cuero en el freno. bloques. Las primeras pastillas de freno de amianto fueron desarrolladas en 1908 por Herbert Frood . [1] Aunque Frood fue el primero en implementar el uso de forros de freno de amianto, las propiedades de disipación de calor de las fibras fueron probadas por varios científicos, incluido el químico de materiales Gwilym Price, quien realizó la mayor parte de sus investigaciones y pruebas en Cambridge , Reino Unido. y varias instituciones financiadas por Cambridge. [ cita necesaria ]
Las pastillas de freno están compuestas de un material relativamente blando pero resistente y resistente al calor con un alto coeficiente de fricción dinámica (e idealmente un coeficiente idéntico de fricción estática), normalmente montado sobre un soporte de metal sólido mediante adhesivos o remaches de alta temperatura . El conjunto completo (incluido el forro y el respaldo) a menudo se denomina pastilla de freno o zapata de freno . El coeficiente de fricción dinámica "μ" para la mayoría de las pastillas de freno estándar suele estar en el rango de 0,35 a 0,42. Esto significa que una fuerza de 1000 Newtons sobre la pastilla dará una fuerza de frenado resultante cercana a los 400 Newtons. Hay algunas almohadillas de carreras que tienen un μ muy alto, de 0,55 a 0,62, con un excelente comportamiento a altas temperaturas. Estas almohadillas tienen un alto contenido de hierro y normalmente superan a cualquier otra almohadilla utilizada con discos de hierro. Aunque estas almohadillas de alto μ se desgastan y los discos se desgastan más rápidamente, son una buena alternativa rentable a materiales más exóticos/caros.
Usando un freno de bicicleta típico como ejemplo, el respaldo sería la carcasa metálica que proporciona soporte mecánico, y el revestimiento sería la porción de goma que hace contacto con las llantas cuando se aplican los frenos. En la mayoría de las aplicaciones de vehículos modernos, el sistema es conceptualmente idéntico, excepto que las llantas se reemplazarían con un disco de acero sólido (o, a veces, de metal exótico) . Además, normalmente se incorpora una espiga de metal al conjunto de almohadilla. La espiga hace contacto con los rotores cuando los revestimientos están desgastados, provocando un ruido molesto diseñado para alertar al automovilista que es necesario reparar los frenos.
Dado que el forro es la parte del sistema de frenos que convierte la energía cinética del vehículo en calor, el forro debe ser capaz de resistir altas temperaturas sin desgaste excesivo (que lleva a reemplazos frecuentes) o desgasificación (lo que causa desvanecimiento de los frenos , una disminución en la capacidad de frenado). potencia del freno).
Debido a su eficacia, el amianto crisotilo era a menudo un componente de las pastillas de freno. Sin embargo, estudios como un artículo de 1989 de los Institutos Nacionales de Salud mostraron que una proporción inusualmente alta de mecánicos de frenos padecía mesotelioma pleural y peritoneal , ambos relacionados con la exposición al crisotilo y al asbesto. [2] Las autoridades de salud pública generalmente recomiendan no inhalar el polvo de los frenos, [3] el crisotilo ha sido prohibido en muchos países desarrollados, como Australia a finales de 2003, [4] y el crisotilo ha sido reemplazado progresivamente en la mayoría de las pastillas y forros de freno por otras fibras. como las aramidas sintéticas . La mayoría de los países del mundo prohíben actualmente el uso de pastillas de freno hechas de amianto por el bien de la salud de las personas y la protección del medio ambiente. Las formulaciones sin amianto son la opción para la mayoría de las personas.
Cuando el revestimiento se desgasta, el respaldo o los remaches entrarán en contacto con los rotores o tambores durante el frenado, lo que a menudo causará daños que requerirán remecanizado o reemplazo de los tambores o rotores. Un chirrido molesto causado por la espiga de advertencia está diseñado como una alerta audible típica de que es necesario reemplazar las almohadillas; Algunos vehículos también pueden tener indicadores eléctricos de desgaste de los frenos. Si se ignora el chirrido o el indicador de desgaste durante demasiado tiempo, el resultado será daño al tambor o al rotor (normalmente acompañado de un chirrido o sensación desagradable) junto con una capacidad de frenado degradada.
Las pastillas de freno también pueden contaminarse con aceite o líquido de frenos derramado. Los síntomas típicos serán el ruido de los frenos, donde las pastillas vibran cuando el revestimiento agarra y suelta la superficie del rotor. La solución es reparar y limpiar la fuente de contaminación, reemplazar las pastillas dañadas y posiblemente también hacer que se vuelvan a limpiar o reemplazar los rotores si están dañados.
En la industria de reparación de automóviles, los consumidores pueden comprar pastillas de freno con garantía de por vida. [ cita necesaria ] Estas pastillas utilizan un revestimiento mucho más duro que las pastillas de freno tradicionales y tienden a causar un desgaste excesivo de los rotores o tambores, mucho más caros. Por esa razón, los consumidores deben asegurarse de que las nuevas pastillas de freno instaladas sean las especificadas o suministradas por el fabricante del vehículo.
Las pastillas de freno siempre deben reemplazarse en pares en ambos lados del vehículo, ya que los diferentes espesores de las pastillas (y posiblemente tipos de materiales) causarán un frenado desigual, haciendo que el vehículo tire en la dirección del freno más efectivo. Para la mayoría de los vehículos, reemplazar las pastillas (y por lo tanto los revestimientos) es fácil para un mecánico y requiere un mínimo de herramientas y tiempo; los revestimientos están diseñados para ser consumibles y, por lo tanto, deben ser fáciles de reparar.
Las pastillas de freno también se pueden encontrar en casi todos los lugares donde hay sistemas de frenado y embragues, desde frenos de seguridad de ascensor hasta frenos de husillo dentro de una videograbadora . La forma y los materiales suelen ser diferentes, pero el principio es el mismo.
Existen diferentes sistemas para la catalogación de pastillas de freno. El sistema más utilizado en Europa es el sistema de numeración WVA . [5]