Un acto que a menudo damos por sentado es, en realidad, la culminación de décadas de investigación en tribología, ciencia de los materiales y química. El frenado es el principio fundamental que garantiza nuestra seguridad en movimiento: la conversión controlada de energía cinética en calor.
En este artículo, exploraremos la ciencia detrás del frenado seguro, revisaremos la evolución de los materiales de fricción y analizaremos los desafíos que definirán el futuro de la industria, con un actor clave en el horizonte: la regulación EURO 7.
Si nos remontamos a la década de 1970, la era de los «muscle cars», la seguridad de frenado se medía con una única métrica: «la distancia de frenado más corta es la más segura». Las consideraciones medioambientales eran secundarias, y las formulaciones de las pastillas de freno tenían normas mucho más permisivas.
El material estrella de la época era el amianto.. Era económico, resistente al calor y muy eficaz. Sin embargo, las mismas fibras que lo convertían en un material de fricción tan eficaz resultaron ser extremadamente peligrosas para la salud, causando enfermedades como la asbestosis. A partir de la década de 1980, su prohibición marcó el primer punto de inflexión importante para la industria.
Esto condujo a una evolución constante:
Cada vez que frenamos, no solo se produce fricción mecánica. En la interfaz entre la pastilla y el disco, a temperaturas que pueden superar los 600-700 °C, se producen complejas reacciones triboquímicas. Estas reacciones generan una pequeña cantidad de material que se libera a la atmósfera en forma de partículas finas (PM10 y PM2,5).
Se estima que el desgaste de los frenos es responsable de aproximadamente el 21% de las emisiones de PM10 relacionadas con el tráfico.. Y la composición de este polvo es crucial.
Esta “carrera sin cobre” ha obligado a toda la industria mundial a reformular sus productos desde cero, buscando alternativas que ofrezcan la misma seguridad y rendimiento sin este metal.
Si la eliminación del cobre fue el gran reto de la última década, la normativa EURO 7 es el reto que definirá el presente. Por primera vez, una normativa europea sobre emisiones no solo se centrará en los gases de escape, sino también en las emisiones de partículas no procedentes del escape.
Esto incluye partículas generadas por el desgaste de los neumáticos y, de forma muy destacada, las emisiones de partículas de los frenos.
La norma EURO 7 establece límites estrictos en la cantidad de partículas (en masa, mg/km) que un vehículo puede emitir al frenar. Esto representa un cambio de paradigma: ya no se trata solo de de qué están hechas las almohadillas (sin cobre, sin antimonio), pero también cuántas partículas liberan al medio ambiente.
Este desafío afecta a todos los vehículos, incluidos los vehículos eléctricos (VE).. Aunque los vehículos eléctricos utilizan frenado regenerativo, aún necesitan frenos de fricción para situaciones de emergencia (ABS, ESP) y para frenadas intensas, por lo que también deberán cumplir con estos nuevos límites. Por lo tanto, la industria debe diseñar sistemas de freno (de pastillas y de disco) que minimicen la generación de polvo, un reto de ingeniería de primer nivel.
El futuro de la industria automotriz trae dos revoluciones que impactan directamente en el sistema de frenos:
La industria de la fricción se encuentra en una emocionante encrucijada. La época en que solo importaban la seguridad y el coste ha dado paso a un complejo equilibrio que abarca la salud pública, el impacto ambiental y la adaptación a las nuevas tecnologías de movilidad.
Superar los desafíos de las formulaciones sin cobre, cumplir con los estrictos límites de emisiones de la norma EURO 7 y diseñar sistemas de freno para vehículos eléctricos y autónomos requiere una colaboración sin precedentes entre los fabricantes de materias primas, los productores de pastillas y los desarrolladores de vehículos. La innovación en materiales y un profundo conocimiento de la tribología son, ahora más que nunca, la clave para seguir garantizando un frenado seguro en un mundo en constante movimiento.
