Frenos en F1
En los próximos programas vamos a repasar las características más importantes de los frenos utilizados en la competición de automóviles.
El frenado consiste en la aplicación de una superficie fija contra otra giratoria. El rozamiento entre ambas superficies hace disminuir el giro de la parte móvil, convirtiéndose la energía absorbida en calor que se disipa fundamentalmente por radiación a la atmósfera. También se puede disipar calor por conducción a otros dispositivos del conjunto, como mordazas de los frenos, conductos del líquido hidráulico, etc. Por tanto la finalidad de los frenos no es otra que retener el vehículo, y obviamente, hacerlo en la menor distancia posible.
Los dos tipos fundamentales de frenos son los de tambor y los de disco.
Los primeros, como se puede apreciar en las figuras adjuntas. Estos presentan una serie de desventajas, especialmente en competición, lo que propició su abandono a favor de los frenos de disco. Las desventajas más serias son las siguientes:
1) Son muy poco eficaces disipando calor. Las zapatas interiores se encuentran bajo el tambor, y por tanto, resulta muy difícil refrigerarlas (ver figuras adjuntas).
2) La poca refrigeración produce fadding o desvanecimiento de los frenos, es decir, pérdida de la mayor parte de la capacidad de frenada debido a las razones explicadas en el punto 1).
3) El calentamiento produce una ineficacia en el sistema hidráulico. El aumento de temperatura hace que el líquido hidráulico empleado para operar los frenos se vuelva menos denso y menos viscoso, y por tanto menos eficaz ya que el piloto debe apretar más el pedal del freno, aumentado el recorrido para conseguir el mismo resultado.
4) Un pedal de freno largo produce un tiempo de respuesta más elevado.
La solución, al menos en lo que a la competición se refiere, llega con la introducción de los frenos de disco. El primer vehículo de competición que los usó fue el Jaguar XK120-C, mejor conocido como el Jaguar C-Type, que se muestra en la figura adjunta, y que estuvo en la competición entre los años 1951 y 1953, conquistando sin mucha dificultad las 24 de Le Mans en el año 1953.
Los frenos de disco se han utilizado desde entonces, no sólo en vehículos de competición, sino en vehículos de calle, como se muestra en la figura siguiente. También se han adoptado por coches de calle de alta gama, como el caso de los frenos de disco de Porsche mostrados en la figura de más abajo.
En un principio, los frenos de disco se construía de hierro fundido. A partir de finales de la década de los sesenta y principios de la década de los setenta, la mejora en los monoplazas es considerable. El aumento de la potencia desarrollada por los propulsores, haciendo que éstos alcanzaran velocidades cada vez mayores, la aparición de nuevo y mejores compuestos de neumáticos, que permitían generar más y más agarre, y sobre todo, la aparición de la generación de carga aerodinámica, con el uso de alerones, y especialmente del efecto suelo, hicieron cada vez menos eficientes los frenos de disco de hierro fundido.
A finales de los años setenta y principios de los ochenta se comenzaron a utilizar los frenos de carbono, introducidos por Gordon Murray procedente de la industria aeronáutica. En unos años, se volvió, como bien sabemos hoy en día, el estándar en Fórmula 1. La figura siguiente muestra los frenos de disco de carbono del Ferrari de 2006.
La siguiente figura muestra el esquema de la estructura y funcionamiento de un freno de disco de un monoplaza de Fórmula 1 actual.
