¿Cuánto duran las pastillas de freno?

Las dos almohadillas en la parte superior de la foto tienen aproximadamente 2 milímetros de grosor y están muy gastadas. La almohadilla inferior, recién salida de la caja, tiene un grosor de 12 milímetros. El acristalamiento de las pastillas viejas (problema típico), redujo su capacidad de fricción. Vea más fotos de frenos. Foto de Eric Baxter

La vida útil de un juego determinado de pastillas de freno depende de un conjunto muy amplio de variables que van desde el estilo de conducción personal hasta las leyes impersonales de la física. Los mecánicos y los fabricantes tienen un rango de kilometraje vagamente acordado de alrededor de 30,000 a 70,000 millas (48,280 a 112,654 kilómetros), pero abundan las historias de plataformas que duran desde solo 100 millas (160,9 kilómetros) hasta la asombrosa cantidad de 100,000 millas (160,934 kilómetros)..

Estos números de gran alcance son comprensibles. Las pastillas vienen en una variedad de tipos y composiciones, desde compuestas hasta metálicas y cerámicas, y están unidas a una variedad aún más desconcertante de sistemas de frenos y rotores, todos los cuales afectan la vida útil de la pastilla. A la mezcla se agregan calor, presión y fricción en cantidades que sorprenderían a la mayoría de los conductores. De hecho, los frenos, especialmente las pastillas, son algunos de los componentes que más trabajan en su automóvil..

A los efectos de este artículo, nos ocuparemos únicamente de las pastillas de freno, es decir, las pastillas que se utilizan en los frenos de pinza en lugar de los frenos de tambor. Las pastillas utilizadas en los frenos de tambor se denominan "zapatas". Tienen el mismo propósito y a menudo están construidos con el mismo material o uno similar, pero funcionan de una manera ligeramente diferente..

Comencemos a abordar la cuestión de la longevidad observando de qué están hechas las pastillas de freno o su material de fricción. Las almohadillas generalmente vienen en cuatro tipos: orgánicas, semimetálicas, metálicas y sintéticas. Cada uno de estos tipos tiene sus propias características que deben sopesarse con la vida útil de las pastillas de freno:

• Orgánico: Hecho de fibras no metálicas unidas a un material compuesto. Luego, el material se trata con modificadores de fricción que incluyen grafito, metales en polvo e incluso cáscaras de nueces. Se agregan rellenos para reducir el ruido y afectar la transferencia de calor, entre otros factores.
• Semimetálico: Esta almohadilla es una mezcla de material orgánico y metales, que van desde acero y hierro hasta cobre, moldeada y adherida para formar la almohadilla. Estas almohadillas son más duras y resistentes al calor..
• Metálico: Este material, formado por una variedad y mezcla de metales unidos a presión, se utilizó una vez ampliamente en las carreras. Los avances en la composición de las almohadillas orgánicas y semimetálicas han hecho que las almohadillas metálicas sean casi obsoletas.
• Sintético: Esto es lo que a menudo se conoce como almohadillas de cerámica. Estas almohadillas están hechas de un compuesto de material no orgánico y no metálico, generalmente fibra de vidrio y fibras de aramida. Estas almohadillas pesan aproximadamente la mitad del peso de una almohadilla promedio, son más fuertes, tienen mejor poder de frenado en frío y en caliente y duran mucho más que las almohadillas promedio. También cuestan aproximadamente el doble.

Para los materiales de las almohadillas anteriores, la mejor potencia de frenado se encuentra en las almohadillas orgánicas. Pero esta misma potencia de frenado significa que una mayor parte del material de la almohadilla se desgasta durante una parada. Debido a esto, las almohadillas orgánicas duran menos tiempo en promedio. Las almohadillas semimetálicas, las que se encuentran ahora en la mayoría de los autos, son más duras y duran más, pero no se detienen tan eficazmente como las almohadillas orgánicas. Lo mismo ocurre con las pastillas de cerámica, aunque estas pastillas suelen durar más si el conductor está dispuesto a pagar el precio y tiene una distancia de frenado un poco más larga..

Y como las almohadillas se tratan de detenerse, es hora de echar un vistazo a la masa. La realidad de la masa o detener específicamente una masa determinada, como un automóvil, nos lleva a la física detrás del desgaste de las almohadillas..

Esta foto muestra un conjunto de freno de disco típico con rotor, pastillas y pinza. Este conjunto se reemplazó después de que la pinza se congeló y las pastillas se desgastaron casi sin grosor. El calor deformaba el rotor e impedía que los frenos funcionaran con eficacia. Foto de Eric Baxter

En su forma más básica, un sistema de frenos convierte la energía cinética de un automóvil en energía térmica a través de dispositivos de fricción, es decir, las pastillas. La cantidad de energía cinética que está en funcionamiento en un automóvil está determinada por su peso (uso esto indistintamente con la masa, aunque los dos no son exactamente iguales), su velocidad y cuánto cambia la velocidad. Desde el punto de vista de la física, la energía cinética se calcula multiplicando el peso del automóvil por el cuadrado de su velocidad. Luego, el producto se divide por 29,9 y el resultado es la cantidad de energía cinética en pies-libras.

Una aplicación más práctica es la siguiente: dos automóviles viajan a 30 millas por hora (48,3 kilómetros por hora). Uno pesa 2,000 libras (907.2 kilogramos), el otro 4,000 libras (1,814 kilogramos). El automóvil más liviano genera 60,200 pies-libras (81,620 newton-metros) de energía cinética, el automóvil más pesado genera 120,400 pies-libras (163,240 newton-metros) de energía cinética..

Nuestro automóvil teórico está viajando y generando torque y esencialmente no pasa nada hasta que el conductor pisa el freno. Entonces suceden un montón de cosas. Los frenos deben superar la inercia dinámica (el automóvil en movimiento) e imponer una inercia estática (hacer que el automóvil se detenga). Lo hace cambiando la energía cinética a energía térmica o calor, y genera mucho. Las almohadillas del automóvil más pequeño que van a 60 millas por hora (96,6 kilómetros por hora) alcanzarán aproximadamente 450 grados Fahrenheit (232,2 grados Celsius) durante una parada de emergencia. Esto, por supuesto, puede afectar la vida útil de la almohadilla. O, en términos más simples, cada vez que un conductor se detiene o frena, las pastillas se desgastan, se calientan y mueren un poco..

La parte final de esta larga ecuación sobre la vida útil de las pastillas no tiene nada que ver directamente con las pastillas. Recuerde, las pastillas deben presionar contra un rotor para reducir la velocidad del automóvil. Esto se logra usando un juego de calibradores y las pastillas se presionan contra un rotor..

Un rotor puede parecer una simple pieza de metal, pero está diseñado de manera muy específica para trabajar con las pinzas y las pastillas. La masa del rotor, así como las aletas térmicas integradas, ayudan a disipar parte de la energía térmica desarrollada durante el frenado y prolongan la vida útil de las pastillas. La superficie también tiene un acabado específico que es lo suficientemente suave para prolongar la vida útil de la pastilla, pero lo suficientemente rugoso para permitir un frenado efectivo.

Del mismo modo, las pinzas deben funcionar para aplicar correctamente el pistón y presionar las pastillas cuando sea necesario, y soltarlas cuando no sea necesario también. Una pinza atascada o pegada puede significar que una pastilla está en contacto presurizado constante o demasiado frecuente con un rotor. Esto aumenta la energía térmica y el desgaste prematuro de la almohadilla..

Las variables en la vida útil de una pastilla de freno son tan amplias que establecer una vida útil específica es casi imposible, aunque 30.000 a 50.000 millas (48.280 a 80.467 kilómetros) para pastillas semimetálicas es una buena estimación. Incluso el tipo de transmisión que tiene un automóvil puede afectar la vida útil de la almohadilla. Los conductores de transmisión manual que saben cómo cambiar para controlar la velocidad verán una mayor vida útil de los frenos que los conductores de transmisión automática. En el otro extremo del espectro, las personas que utilizan los frenos o que frenan con mucha fuerza, a menudo ven la vida útil de sus pastillas a la mitad cuando un simple cambio en el estilo de conducción podría ahorrarles dinero..

Dada esta variedad, la mejor manera de manejar la vida útil de las pastillas es controlarlas durante los cambios de aceite de rutina. Se puede usar un juego de medidores de pastillas de freno para medir el desgaste, y un buen taller puede decirle cuánto material de fricción le queda en la pastilla y cuánto tiempo deben durar. Muchas almohadillas también tienen indicadores audibles. Una pequeña pieza de metal, generalmente un clip de resorte, unida a una de las almohadillas. Cuando la almohadilla se desgasta, los clips rozan el rotor y hacen un chirrido..

Independientemente del tiempo que duren las pastillas de freno típicas, siempre preste atención a las señales de que los frenos no funcionan bien: pérdida de potencia, pérdida de potencia cuando los frenos se calientan o tirar hacia un lado u otro durante el frenado. Todas estas señales son una indicación de que las pastillas de freno están estropeadas, y los frenos son fundamentales para el buen funcionamiento de un automóvil..

Para obtener más información sobre las pastillas de freno y otros temas relacionados, siga los enlaces de la página siguiente..

Artículos relacionados

• Las 10 mejores tecnologías de automóviles de uso diario que surgieron de las carreras
• ¿Puedes montar tu propio coche??
• ¿Cuánto duran los motores de automóviles??
• ¿Cuánto duran las transmisiones??
• ¿Cuánto tiempo debe durar el compresor de aire de un automóvil??
• ¿Deberían los neumáticos de automóvil tener una fecha de caducidad??
• ¿Qué es un indicador de vida útil del aceite??
• Novedades en tecnología de aceite sintético?
• ¿Las reparaciones de automóviles en el futuro lo paralizarán financieramente??

Fuentes

• Baxter, Eric. Técnico de frenos certificado de Chrysler - Nivel 3. Julio de 2010.
• Chamberlain, Kenneth. Técnico de frenos certificado de Chrysler - Nivel 4. Entrevista personal. Realizado del 6 al 8 de julio de 2010.
• Erjavec, Jack. "Frenos de automoción". Delmar Learning. 2004. (julio de 2010)