Guarnición del freno

Las pastillas de freno son las superficies de desgaste en los sistemas de frenado , 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 (esposa de Karl Benz , inventor del primer automóvil patentado) durante su viaje en coche de larga distancia , el primero del mundo, en agosto de 1888, cuando le pidió a un zapatero que clavara cuero en las zapatas de freno. 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 pastillas 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 su investigación y pruebas en Cambridge , Reino Unido, y en varias instituciones financiadas por Cambridge.

Las pastillas de freno están compuestas de un material relativamente blando, pero resistente y termoestable, con un alto coeficiente de fricción dinámica (e idealmente un coeficiente de fricción estática idéntico), generalmente montado sobre un soporte metálico sólido mediante adhesivos o remaches de alta temperatura. El conjunto completo (incluidas la pastilla y el soporte) se denomina pastilla o zapata de freno . El coeficiente de fricción dinámica "μ" de la mayoría de las pastillas de freno estándar suele estar entre 0,35 y 0,42. Esto significa que una fuerza de 1000 Newtons aplicada a la pastilla produce una fuerza de frenado cercana a los 400 Newtons. Existen algunas pastillas de competición con un μ muy elevado, de 0,55 a 0,62, que ofrecen un excelente rendimiento a altas temperaturas. Estas pastillas tienen un alto contenido de hierro y suelen superar a cualquier otra pastilla utilizada con discos de hierro. Si bien estas pastillas de alto μ se desgastan más rápidamente, al igual que los discos, constituyen una buena alternativa rentable a materiales más exóticos y costosos.

Tomando como ejemplo un freno de bicicleta típico, la base sería la carcasa metálica que proporciona soporte mecánico, y el forro sería la parte de goma que entra en contacto con las llantas al accionar los frenos. En la mayoría de los vehículos modernos, el sistema es conceptualmente idéntico, salvo que las llantas se sustituyen por discos de acero macizo (o a veces de metales especiales) . Además, normalmente se incorpora una lengüeta metálica al conjunto de la pastilla. Esta lengüeta entra en contacto con los rotores cuando los forros se desgastan, produciendo un ruido molesto que alerta al conductor de que es necesario revisar los frenos.

Dado que el forro es la parte del sistema de frenado que convierte la energía cinética del vehículo en calor, debe ser capaz de soportar altas temperaturas sin un desgaste excesivo (lo que conlleva una sustitución frecuente) ni desgasificación (que provoca la pérdida de eficacia de los frenos , una disminución de su potencia de frenado).

Debido a su eficacia, el amianto crisotilo era frecuentemente un componente de las pastillas de freno. Sin embargo, estudios como uno de los Institutos Nacionales de Salud de 1989 mostraron que una proporción inusualmente alta de mecánicos de frenos padecían mesotelioma pleural y peritoneal , ambos relacionados con la exposición al crisotilo y al amianto. ^{[ 2 ]} Las autoridades de salud pública generalmente desaconsejan la inhalación de polvo de freno, ^{[ 3 ]} el crisotilo ha sido prohibido en muchos países desarrollados, como Australia a finales de 2003, ^{[ 4 ]} y 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 ahora prohíben el uso de forros de freno hechos de amianto por el bien de la salud de las personas y la protección del medio ambiente. Las formulaciones sin amianto son la opción preferida por la mayoría de las personas.

Cuando el forro se desgasta, el respaldo o los remaches entran en contacto con los discos o tambores durante el frenado, lo que suele provocar daños que requieren el rectificado o la sustitución de los mismos. Un molesto chirrido producido por la lengüeta de advertencia sirve como alerta sonora para indicar que las pastillas necesitan ser reemplazadas; 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, se producirán daños en los tambores o discos (generalmente acompañados de un desagradable ruido o sensación de fricción) y una disminución de la capacidad de frenado.

Las pastillas de freno también pueden contaminarse con aceite o líquido de frenos derramado. Los síntomas típicos incluyen vibraciones al frenar, donde las pastillas vibran al adherirse y soltarse de la superficie del disco. La solución consiste en reparar y limpiar la fuente de la contaminación, reemplazar las pastillas dañadas y, posiblemente, rectificar o reemplazar los discos si están dañados.

En la industria de la reparación automotriz, los consumidores pueden adquirir pastillas de freno con garantía de por vida. Estas pastillas utilizan un revestimiento mucho más duro que las pastillas de freno tradicionales y tienden a causar un desgaste excesivo en los discos o tambores, que son mucho más costosos. Por ello, 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 grosores de las pastillas (y posiblemente los tipos de material) provocarán un frenado desigual, haciendo que el vehículo se desvíe hacia el lado donde el freno sea más efectivo. En la mayoría de los vehículos, reemplazar las pastillas (y por lo tanto las pastillas) es sencillo para un mecánico, ya que requiere un mínimo de herramientas y tiempo ; las pastillas están diseñadas para ser consumibles y, por lo tanto, su mantenimiento debería ser sencillo.

Las pastillas de freno se encuentran prácticamente en cualquier lugar donde haya sistemas de frenado y embragues, desde los frenos de seguridad de los ascensores hasta los frenos de husillo de una videograbadora . Su forma y materiales suelen variar, pero el principio es el mismo.

Existen diferentes sistemas para la catalogación de forros de freno. El sistema más utilizado en Europa es el sistema de numeración WVA . ^{[ 5 ]}

• Lista de autopartes

• Forros de freno para vehículos típicos