Seguridad al volante: Tus frenos tienen mucho que ver con la química, más de lo que crees
Los frenos de disco son un elemento fundamental de seguridad en los vehículos modernos. Gracias a los avances de la industria química en el desarrollo de los materiales con los que se fabrican las pastillas de freno, hoy en día disfrutamos de un sistema eficaz y duradero para detener el coche.
El sistema de frenado en un vehículo se basa, esencialmente, en transformar la energía cinética (movimiento) en energía térmica (calor) a través de la fricción.
Los frenos de disco tienen una parte móvil: el disco, una pieza de fundición circular que gira junto con la rueda; y una parte fija: las pastillas de freno, que se encargan de ejercer presión (fricción) para producir la deceleración del vehículo.
Esa fricción que se produce entre la pastilla y el disco genera mucho calor (incluso puede superar los 300 °C). A mayor velocidad, mayor será la fricción y el calor que generen. Por lo tanto, la fabricación de las pastillas requiere de materiales de alta calidad y productos químicos que aporten resistencia al calor y durabilidad.
Las pastillas de disco utilizan materiales sintéticos compuestos por una mezcla de metales, minerales, fibras y productos químicos. En general, se pueden clasificar en cuatro categorías:
- Pastillas metálicas: Compuestas 100% por elementos metálicos. Tienen alta capacidad de frenado y son muy duraderas, pero desgastan antes los discos.
- Pastillas semimetálicas: Alrededor del 60% compuestas por metal (acero, cobre y hierro) y un 40% por materiales orgánicos. Tienen buena capacidad de frenado.
- Pastillas orgánicas: Compuestas principalmente por Kevlar, marca comercial para la fibra artificial que se utilizar, entre otras cosas, para fabricar chalecos antibalas, fibra de vidrio, caucho, resinas y carbono. Son más económicas y ofrecen una buena capacidad de frenado y disipación de calor, pero son menos duraderas.
- Pastillas cerámicas: Se componen de fibras cerámicas y metales no ferrosos como el cobre. Son menos ruidosas y generan menos residuos. También resisten bien el calor, pero son menos económicas.
En general, las pastillas incorporan aglutinantes o resinas termoestables que, cuando alcanzan una determinada temperatura, se polimerizan unificando los materiales. Entre ellas destacan la resina de fenol formaldehído o el silicato de circonio.
También se añaden materiales específicos que incrementan el coeficiente de fricción: grafito, antracitas o sulfuros. Sin olvidar una proporción adecuada de minerales, como barita, mica, talco, silicio, magnesita, carbonato o feldespato, que aportan resistencia a la abrasión y a las altas temperaturas.
La química que frena tu coche
Aunque la contribución de la industria química en estas piezas es palpable, también lo es en prácticamente la totalidad del sistema de frenado. El líquido de frenos, por ejemplo, es una solución hidráulica que se encarga de transmitir la presión a las pastillas cuando accionamos el pedal. Se compone de etilenglicol y aditivos químicos con propiedades antioxidantes (mayor durabilidad), anticorrosivos (protección del circuito) y tensioactivos (evitan la sedimentación).
La fabricación de los discos, y otras piezas metálicas del vehículo, se produce mediante un proceso de fundición. La producción de estos materiales también implica procesos químicos y una alta especialización y control de calidad para garantizar su seguridad y eficiencia.
Como ves, la química juega un papel fundamental en el sistema de frenado de un coche, y prácticamente está presente en todos los elementos del vehículo. Por eso la investigación y el desarrollo en la industria química es fundamental para seguir mejorando la seguridad, el rendimiento y la sostenibilidad en la industria del automóvil.
