Viru+: El sistema de frenado de un Formula 1 (Parte III)
15 abr 2015  
AMG brake carbonceramic

Comienzo la tercera parte de esta viru+, recordándote que puedes echar un vistazo o leer la anterior pinchando aquí.

Ya te expliqué como son los frenos de un Formula 1, el material de que se componen y su forma de funcionamiento. Continúo con las explicaciones sobre los frenos y comento curiosidades muy interesantes.

Para empezar una imagen y así ves como se monta un disco de freno con su pinza en el alojamiento destinado a ello.

Ferrari Brakes blog Kasperskyhttp://blog.kaspersky.es/la-formula-1-en-la-vida-real/1416/

Aquí ves el disco de freno sin el encapsulado que sueles ver cuando se disputa alguna sesión de GP. ¿Por qué se encapsulan? Bien, aquí hay dos razones fundamentales para contenerlos dentro de esa especie de tambor de fibra de carbono.

  • La primera razón es por la refrigeración del disco. Los conductos de aireación de freno tienen dos vías diferentes. Una principal, más grande, que dirige el aire hacia la zona central del disco, para que éste salga de forma radial por las perforaciones que ves en la imagen. La otra vía es la que dirige aire hacía la pinza, para refrigerarla también.
  • La segunda razón es para mantener el disco de freno dentro de un rango de temperaturas óptimo. Demasiada refrigeración, al estilo de los vehículos de calle, sería perjudicial porque enfriaría demasiado los frenos y estos no tendrían suficiente coeficiente de rozamiento para ser eficaces.

También observarás, porque se que lo habrás visto en retransmisiones y muchas imágenes, una serie de cables y conectores de colores situados en esa zona. Hay sensores de temperatura situados en diferentes zonas para monitorizar temperaturas del disco y neumático a lo largo del GP. Escucharás las radios, normalmente en la vuelta de calentamiento o detrás de un SC, pedir al piloto que frene fuerte o que haga patinar las ruedas al acelerar. Esto lo hace para que los neumáticos y frenos se encuentren a la temperatura óptima.

También has de saber que no todo es maravilloso en el mundo del freno de carbono. A pesar de su alta eficacia y resistencia al calor, también sufren problemas. Voy a explicarte procedimientos a seguir y problemas que pueden surgir a lo largo de un GP:

  • Rodaje o bedding: Esto no es un problema en sí, pero puede dar lugar a problemas si no se hace correctamente. Durante la vuelta de comprobación de sistemas o out lap, el piloto no debe ser suave con los frenos. Se hace para que las superficies de las pastillas se adapten bien a las superficies del disco. Los equipos suelen tapar los conductos de aireación de freno al 50% mientras se hacen estas vueltas de chequeo.
  • Acristalamiento, vidriado o glazing: Fenómeno físico que se produce cuando se utiliza el material de carbono-carbono a bajas temperaturas, el cuál consiste en una disminución drástica del coeficiente de rozamiento. La sensación para el piloto es desagradable ya que este sentirá que el monoplaza frena poco, aún aplicando toda la presión del pedal. Es muy fácil reconocer los discos o pastillas vidriados ya que su superficie está brillante y al tocarlos apenas se manchan. Para arreglar esto se puede pedir al piloto que frene con mucha intensidad y si no se soluciona, se puede lijar el material a fin de eliminar la capa vidriada.
  • ¿Pueden usarse estos materiales con frío intenso, lluvía, o pista virgen? Si, perfectamente. La recomendación, no obstante, es tapar parcialmente los conductos de refrigeración al 50%, al igual que en una vuelta de chequeo.
  • Re-elaboración del disco: El desgaste al que un disco se somete no es simétrico, al menos la mayoría de veces. Se pueden tornear sus superficies con el fin de centrar los orificos de refrigeración. Es una tarea muy complicada y delicada, ya que pequeños errores podrían dar lugar a vibraciones indeseables.
  • Almacenamiento: No deben estar en contacto durante el almacenaje con ningún tipo de hidrocarburo, fluído hidráulico de freno, disolventes, lubricantes o ácidos.
  • Otra curiosidad que te comento es que el diseño de los frenos en general, de los discos en particular, ha evolucionado mucho en estos últimos años. Por razones de aerodinámica, se han investigado materiales que disipan mucho mejor el calor y así poder ahorrarse orificios de refrigeración y generar menor drag.
  • Los discos tienen, en muchos casos, más de mil agujeros fresados para refrigeración. Pero además estos discos van también fresados por el lado que no se ve, el que da a la mangueta. Este fresado tiene por objetivo canalizar el aire que llega desde el conducto de aireación y producir un efecto centrifugado mayor que con sólo la rotación del disco.

Te he hablado de los discos, pero la pinza de freno es otra parte clave de este sistema. Te enseño una imagen de una pinza.

sistema-de-freno-brembo-pinza-gran-premio-de-canadá-2013-ferrari-fórmula-1Como puedes observar, es un elemento bastante complejo. Diseñado gracias a la utilización de programas CAD/CAM y cálculo por elementos finitos. Bien, las pinzas actuales están fabricadas íntegramente en aluminio por imperativo de la FIA, para evitar los excesivos costes de las  pinzas de berilio usadas a finales de los años 90.

Hasta el año 2013 se usaban pinzas de 6 pistones, ya que ofrecian una buena mordiente (presión de frenado). Pero a partir de 2014, con la introducción del brake by wire, los equipos usan pinzas de 6 pistones en el eje delantero y de 4 en el trasero. Esto es así porque las necesidades de frenado en el eje trasero han cambiado y el piloto necesita no bloquear las ruedas traseras a cada curva. Al reducir el tamaño de la pinza, reduces peso en el eje trasero. Esto, combinado con la reducción de espesor a 25 mm., hacen ganar a los equipos unos gramos para lastres.

Para no provocarte un dolor de cabeza grande, mejor lo dejo por ahora. Continuaré en la siguiente parte comentando más cosas sobre el sistema de seguridad más importante, el sistema de frenado.

Jero → http://www.twitter.com/jeroitim

Comentarios

  1. […] En esta 4ª parte, y última, continúo explicándote lo más interesante sobre el sistema de frenado de un F1. Si no leíste la anterior o quieres repasar, haz click aquí. […]

  2. Henry dice:

    Podrías mostrar un esquena donde se visualice la dinámica del fluido hidráulico al momento de aplican el freno?. En el instante que va desaplicando el pedal, como sabe el piloto:¿cual de los ejes frena? . En oportunidades observo que, en una frenada brusca una rueda delantera se bloquea y la otra gira y viceversa, entiendo que solo puede frenar el par de ruedas simultaneas, bien sea traseras o delanteras: Es asi?

    • Jero dice:

      No, el sistema de frenado tiene dos circuitos independientes. Uno para las ruedas delanteras y otro para las traseras.
      Cuando el piloto pisa el pedal de freno aplica fuerza de frenado sobre los dos ejes, en un reparto que él ha decidido desde el cockpit mediante un mando. El bloqueo se produce porque la frenada aplicada es mayor que la adherencia de ésta.
      Pero siempre, ten presente, que cuando se pisa el pedal de freno se frenan las cuatro ruedas del vehículo de manera simultánea.

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