La historia de la fricción a través de sus fechas claves

23 abril 2020

Aquí están los hitos de la historia de la fricción desde aquellos primeros frenos basados del siglo XIX hasta la actualidad.

Road House

Road House

Repaso a la historia de la fricción

23 abril 2020

A finales del siglo XIX nacen los primeros vehículos autopropulsados y también la necesidad de que los mismos se detuvieran cuando el conductor lo decidiese. Las primeras soluciones a esa cuestión fue la adaptación de los frenos de los coches de caballos en estos primeros automóviles. Eso fue posible porque las velocidades que los vehículos de tracción mecánica desarrollaban entonces eran relativamente bajas. Aquellos sistemas consistían en un accionamiento manual de una palanca que movía una zapata, la cual rozaba contra la banda de rodadura de las ruedas produciendo así la fricción necesaria para decelerar o frenar el vehículo de forma efectiva.

Tras estos primeros frenos veamos los hitos más importantes sobre la historia de la fricción.

Fechas claves en la evolución del sistema de frenado

1887: Herbert Frood, implementa el primer forro de fricción basado en la utilización de fibras de algodón, trenzadas en forma de correa. Logró unos resultados aceptables. Lógicamente tenía unas limitaciones ya que el uso de una fibra natural como es el algodón significaba que por encima de 150ºC perdía las propiedades de fricción y se rompían.

1897: Se introducen las fibras de amianto, sentando las bases de los materiales de fricción durante las décadas siguientes. Las fibras de amianto eran fáciles de tejer como el algodón pero con mayor resistencia mecánica, resistencia a la temperatura, flexibilidad, excelentes propiedades de fricción y compatibilidad con las resinas y demás sustancias ligantes.

Comienzo de la década de los años 20:
los químicos comenzaron el estudio de sustituir los trenzados de los forros de freno por piezas moldeadas. Usaron fibras cortas de crisotila, las cuales eran muy abundantes y de coste reducido.

1926: Mr. Blume fue uno de los primeros creadores de forros de freno no trenzado . Su fórmula es similar a la primera de amianto. Utilizaba el mismo amianto, pero las fibras eran más cortas. El alambre de latón se sustituyó por partículas de latón y el asfalto original por aceite de linaza y un carbón bituminoso especial que aportaba un alto grado de volatilidad y un bajo desprendimiento de cenizas.

Década de los 30: se investiga en resinas flexibles con mayor resistencia al calor e introducen el proceso de mezclado en seco.
Además los trenzados fueron recubiertos con compuestos de caucho que después iban siendo apilados en capas hasta obtener el espesor requerido. Más tarde se introdujeron compuestos de fibra de amianto y caucho, que podían laminarse y plegarse o extrusionarse, utilizando la maquinaria convencional del caucho.

Década de los 50: se implementa una nueva formulación que contenía nuevas resinas que ligaban virutas metálicas dando paso así, a la aparición de las pastillas con base metálica. Esta formulación procedía del gran éxito que los materiales de fricción metálicos habían conseguido en aplicaciones industriales y aeronáuticas.

Década de los 60: las empresas de materiales de fricción comienzan a buscar alternativas al amianto como principal componente de los frenos de disco. El amianto es un recurso agotable, de calidad variable, precio en alza y a se comienza a cuestionar su efecto sobre la salud. Como alternativa, se contempla el uso de fibras de vidrio, fibras de metal y más recientemente, fibras de carbón sintéticas.

Década de los 70: el ABS fue el primer sistema en emplear un control digital, un importante avance allá por los años ’70 que además abría las puertas a nuevas funciones tal y como después demostrarían la llegada del reparto inteligente de frenada o el control de tracción, ambos sistemas basados en el mismo ABS. El cerebro que gestiona el sistema ABS mide en tiempo real la velocidad angular de cada rueda para detectar cuando se bloquea una rueda por exceso de presión en el circuito. Al detectar esta situación el sistema ABS libera presión en el circuito retornando el pedal de freno, una acción que provoca el característico rebote del pedal de freno bajo nuestro pie.

Década de los 80: La aparición de la tracción delantera, el paulatino abandono del amianto, la reducción de tamaño de las ruedas y el perfeccionamiento del diseño aerodinámico implicaron nuevas exigencias en el mundo de los materiales de fricción. El incremento de calor generado durante el frenado plantea problemas adicionales para la ingeniería de fricción. Por esto, se desarrolla una nueva generación de productos con una menor conductividad térmica que los semi-metálicos, que supongan una reducción de la transferencia de calor al líquido de frenos.

Década de los 90: A fin de evitar el impacto negativo sobre el medio ambiente y los seres humanos se abandona definitivamente el amianto en los países avanzados, se comienza a investigar para eliminar metales pesados (Road House es una de las pioneras en este aspecto, con la introducción en 1999 de una fórmula libre de amianto y metales pesados). Se trabaja en un material orgánico que no se desintegre a altas temperaturas de frenado y mantenga sus características de fricción en un ancho rango de temperaturas. Un material que admita el desgaste sin dañar las otras superficies. Nace una nueva generación de materiales de fricción de superiores prestaciones y más respetuosos con el medio ambiente, así como con las personas que cada día están en contacto con estos materiales.

Actualidad: La mayoría de los fabricantes de fricción como Road House emplea en mayor o menor medida esta base:

Fibras: el armazón de las pastillas de freno. Las más usuales: fibras de vidrio, fibras de aramida, lana de roca…

Cargas minerales: Dan consistencia mecánica al conjunto, es decir, le aportan resistencia a la abrasión, resistencia a cortadura… Las más usuales son: barita, magnesita, talco, mica, carbonato, feldespato y otros.

Componentes metálicos: Homogeneizan el coeficiente de fricción así como la transferencia de calor de la pastilla al cáliper. Los más usuales son hierro y fibra de acero

Lubricantes: Regulan y estabilizan el coeficiente de fricción. Son empleados en forma de polvo suelen ser grafitos, cokes, sulfuros, antracitas, etc.

Materiales orgánicos: Aglomeran el resto de los materiales. Las más importantes son las resinas fenólicas , aunque también son empleados diferentes tipos de cauchos, ceras, aceites…

Abrasivos: Incrementan el coeficiente de fricción y también renuevan y limpian la superficie del disco permitiendo la formación de la capa intermedia o también conocida como tercera capa.

Hasta aquí nuestro repaso histórico a los materiales de fricción.

Posts relacionados

Repara las averías más frecuentes en los frenos

Guía con los problemas y soluciones más habituales, por los especialistas de Road House.

Más contenidos relacionados en Road House km0

Comentarios

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

No hay comentarios

    ¿QUÉ NECESITAS?

    ¿Seguridad? ¿Frenos? ¿Consejo experto en seguridad y aftermarket?
    Ideas útiles para el profesional del taller y el aftermarket.

    ¿Quieres aparecer en Road House km0? 

    ¿Qué hace a un buen taller destacar? Cuéntanos tu historia y aparece en Road House km0.