Frenos de disco vs frenos de tambor

Principios básicos

Antes de discutir las diferencias existentes entre un sistema de frenos de disco y uno de tambor es necesario entender los principios básicos mediante los cuales funcionan los frenos de un vehículo.
Todos conocemos la ley de conservación de la energía, la cual dice que “la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma”. La energía cinética y la calorífica son sólo 2 de los diferentes tipos de energía, la primera es aquella energía que tienen los cuerpos al estar en movimiento y la segunda es la energía que toman o desprenden los cuerpos en forma de calor.
Cuando un vehículo se encuentra en movimiento tiene una cierta energía cinética y si queremos detenerlo tenemos que transformar esa energía en alguna de otro tipo de energía que no involucre el movimiento del vehículo como la energía calorífica. Esto se logra mediante la fricción, que es la fuerza que se opone a algún movimiento.
Al aplicar los frenos de un auto provocamos una fricción en el disco o tambor (según el tipo) que genera calor. Es decir, transformamos la energía cinética (velocidad) en energía calorífica (calor) y entre más calor pueda desprender el sistema de frenos más velocidad va a disminuir el vehículo. Este principio básico nos permite determinar que el sistema de frenos más efectivo va a ser aquel que pueda disipar más calor. Entre más velocidad y peso tenga un vehículo más energía cinética va a poseer y más difícil resulta detenerlo, lo cual se debe compensar con una mayor presión y una mayor área de frenado para generar más fricción y disipar más calor.


Frenos de tambor

El primer sistema de frenos en las ruedas (después de los frenos de mano) fue el de tambor, que toma su nombre porque los componentes del freno están dentro de un cilindro en forma de tambor que gira junto con el eje de las ruedas. En el interior se encuentran las zapatas que al oprimir el pedal del freno son presionadas contra el tambor generando fricción para detener el vehículo.
El diseño básico resultó ser muy efectivo para la mayoría de las circunstancias, sin embargo, tienen una desventaja importante. Cuando se somete a altos esfuerzos como frenando cuesta abajo en una pendiente, los frenos pierden su efectividad debido a que se genera mucho calor dentro del tambor, como la ventilación del tambor no es buena se deja de desprender calor y no se puede reducir más la velocidad.




Frenos de disco

Los frenos de disco utilizan exactamente los mismos principios básicos de frenado (fricción y calor), sin embargo, su diseño es muy superior al de los frenos de tambor. En lugar de tener los componentes encerrados en el tambor, los frenos de disco constan de un disco expuesto al aire que es frenado por una mordaza generando fricción y calor. Este sistema de frenos es muy efectivo ya que el calor se disipa fácilmente al tener todos sus elementos expuestos al aire evitando encerrar el calor.
Esta tecnología fue desarrollada en autos de carreras para permitirles a los pilotos frenar hasta el último momento en las curvas aprovechando las menores distancias de frenado. Con el tiempo esta tecnología llegó a los autos convencionales y actualmente es muy común encontrar frenos de disco en las cuatro ruedas en autos sin intenciones deportivas




Discos vs tambores

Una vez analizadas las diferencias en términos de efectividad entre los frenos de disco y de tambor uno puede fácilmente concluir que los frenos de disco son mejores. Sin embargo, la mayoría de los autos que actualmente se venden vienen equipados con un sistema de frenos de disco en las ruedas delanteras y de tambor en las traseras. ¿Esto significa que los fabricantes de autos están sacrificando seguridad en los vehículos por cuestiones de costo? Uno pensaría que es así, no obstante, si consideramos el hecho que entre el 60% y 90% de poder de frenado proviene de las ruedas delanteras, encontramos que un sistema de frenos bien diseñado con discos en la parte delantera y tambores en la parte trasera provee un frenado adecuado para la mayoría de los vehículos. Además es necesario considerar que tanto los frenos de disco como de tambor han sido mejorados considerablemente a tal punto que los frenos de tambor actuales son mucho más efectivos que los frenos de disco de hace 20 o 30 años.