Este es un artículo enfocarlo específicamente al mundo de las dos ruedas porque más que en cualquier otro tipo de vehículo, los frenos en las motocicletas, tiene mucho juego.

¿Nos acompañáis en este paseo por el mundo de la frenada?

Para empezar y a modo de breve introducción, enumeraremos las diferentes sistemas que nos podemos encontrar. En las motos, la inmensa mayoría utilizan discos de freno aunque en algunos modelos de bajo coste o de baja cilindrada todavía siguen usándose frenos de tambor aunque solamente en el eje posterior. Delante, dependiendo de la potencia y estilo de la moto, se montan uno o dos discos de freno para conseguir mayor poder de frenado.

Los discos pueden ser de diferentes formas y ubicaciones, desde la posición normal centrada en el buje a perimetrales, pasando por lobulados o incluso de carbono como las que usan en competición las MotoGP y que consiguen deceleraciones asombrosas.

La segunda característica importante de los frenos en las motos son las pinzas, que pueden ser de tipo axial o radial, al igual que la bomba de freno delantera que actúa sobre ellas, que también pueden ser axial o radial. De sus características y forma constructiva, que también modifica su comportamiento, también hablaremos. En la rueda trasera, todo es mucho más sencillo porque, salvo en casos muy puntuales, este freno sólo sirve de apoyo y no necesita tanta potencia.

Los frenos en las motos son mucho más sencillos que en los coches y, por ejemplo, no necesitan servofrenos ni sistemas similares, aunque algún modelo equipa algún sistema parecido. Lo que si se ha ido incluyendo cada vez más, a partir de 2016 será obligatorio en todas las motos de + de 125cc, son las ayudas electrónicas como el ABS, cada vez más presente en todo tipo de motos, desde scooters a deportivas pasando por utilitarias y grandes viajeras. Incluso con modelos específicos que se pueden usar en circuito.

En las motos, el freno delantero y el trasero funcionan de forma independiente, a voluntad del piloto pero en algunos modelos y con el fin de facilitar la vida del conductor y de su seguridad, también se han instalado sistemas de frenada que actúan sobre el freno delantero y el trasero a la vez, de forma más o menos inteligente aunque con un control mecánico. Es lo que se denomina la frenada combinada y que también veremos.

Los frenos en las motos: Los discos

El primer elemento en el que nos vamos a detener del sistema de frenado de las motos son los discos de freno. Creo que todos sabemos cómo son y dónde están… efectivamente, en las ruedas y giran solidariamente a ellas. Se fabrican en acero (las motos de competición de MotoGP usan discos de carbono) y se dividen en dos partes: una exterior que es la pista por donde las pastillas ejercen la fricción para detener la moto y una interior, conocida como araña, que es la que une esta pista exterior con la llanta.

La unión de los discos con las llantas no es fija sino que se realiza mediante unas arandelas que les permite cierto juego lateral. Es lo que se denominan discos flotantes y con ello consiguen que mantengan en todo momento un contacto perfecto con las pastillas de freno, absorbiendo las tolerancias laterales que sufren mientras se frena.

Al igual que en los coches, la mayor fuerza para detener la moto se efectúa sobre la rueda delantera. Por eso, dependiendo de la potencia de frenado que se quiera imprimir a una moto, delante se monta uno o dos discos. También se juega con las dimensiones de estos. Cuánto más diámetro tengan, más poder de frenado tendrán. En las deportivas, por ejemplo, se instalan dos discos de 320mm mientras que en un scooter, el freno delantero está compuesto por un simple disco de 220mm.

Por el contrario, el freno trasero sólo sirve de apoyo al delantero y lo normal es que se monte uno solo de 240mm de diámetro o menos, mordido por una pinza de un solo pistón, salvo en las grandes GT en las cuales, el trasero tiene bastante más protagonismo. Incluso hoy en día, algunas motos siguen montando los viejos frenos de tambor para reducir costes y poder vender sus motor a un precio más competitivo.

Los discos de freno son macizos y para ayudar en su ventilación, están perforados completamente de un lado a otro. Aunque la superficie de contacto con las pastillas es menor que si el disco fuese completamente liso, la pérdida en frenado es menor que la que aparecería al no poder disiparse correctamente el calor. En las motos de campo, estos agujeros pueden tener algunas ranuras para ayudar a evacuar el barro al efectuar excursiones por el campo.

Los discos de freno forman parte de lo que se denomina la masa no suspendida de la moto. Esto es; todos los elementos que no están soportados por la suspensión, es decir, cubiertas, llantas, frenos, pinzas de freno. Cuanto menos peso tengamos en esta zona, más manejable y mejores prestaciones tendrá la moto por lo que es muy importante que los discos sean lo más ligeros posibles. Pero claro, están sometidos a un uso extremo y son un elemento primordial de seguridad, así que las variaciones que se pueden hacer aquí son mínimas.

Algunos fabricantes montan discos de freno de tipo ola o “Wave”. Se reconocen porque el exterior del disco no es circular sino que va haciendo literalmente “olas”. En cada una de estas, se ha quitado un poco de metal al disco por lo que se ha podido reducir su peso unos cuantos gramos. Otros por el contrario, utilizan materiales exóticos en la zona de la araña, como magnesio por ejemplo, más resistentes que el acero pero mucho más ligeros, y mucho más caros.

Por último, algunas marcas utilizan frenos perimetrales. Estos, en vez de estar anclados al centro de la llanta lo hacen al exterior y con ello consiguen que el diámetro sea muy grande, consiguiendo con un disco la misma potencia de frenado que con dos. Además, cuanto mayor sea el diámetro de los discos, mayor será la circunferencia y más pistones podrán morder en el mismo espacio, aumentando de nuevo las prestaciones del freno. El inconveniente es que estos frenos generan muchas inercias en la moto cuando intentas por ejemplo frenar y tumbar a la vez, por lo que su uso no está demasiado generalizado.

Los frenos en las motos: Las pinzas

Aunque tengamos unos discos de freno de ultimísima generación, muy ligeros y resistentes, si no tenemos nada que ejerza presión contra ellos, no conseguiremos detenernos. Precisamente de eso vamos a hablar hoy, de las pinzas de freno, que son las encargadas ni más ni menos de apretar las pastillas contra la superficie del disco y de esta forma mediante la fricción, conseguir que disminuyamos la velocidad a nuestro antojo.

Su funcionamiento es bastante sencillo: el líquido hidráulico que impulsamos desde la maneta o el pedal de freno hace que el pistón o pistones situados en el interior de la pinza empujen las pastillas de freno. Pero algo tan sencillo ha ido evolucionando con el paso de los años. Primeramente en el tamaño de los pistones, luego en el número, posteriormente con la forma con la que están hechas y por último con el tipo de anclaje a la moto. Hablemos un poco de todo esto y conozcamos su historia.

Cuando empezaron a aparecer las primeras motos con freno de disco delantero, sólo llevaban un pistón en su interior. A medida que las motos aumentaban sus prestaciones, el pistón iba también creciendo pero llegó un momento en que no era viable hacerlo más grande. Primeramente por problemas hidráulicos: el líquido que desplazas desde la maneta, ocupa el espacio que deja el pistón al ir desplazándose hacia afuera. Si el pistón es muy grande, necesitas mucho líquido y aumentas el recorrido de la maneta, incluso hasta tal punto que llegarías al puño sin poder frenar, como cuando hay aire en el interior del circuito. Se podría pensar en hacer el émbolo de la maneta que empuja el líquido más grande, pero esto influiría negativamente también ya que tendríamos que ejercer más fuerza para frenar.

El segundo problema con el que se encontraron es que al hacer los pistones más grandes, la superficie de fricción del disco también debía aumentar, y con ello el peso, produciendo los efectos negativos de los que hablamos en el anterior capítulo.

Total, que la solución iba por el camino de poner más pistones. Primero colocaron otro pero opuesto, es decir, en la cara interna del disco. De esta forma, dos pistones y dos pastillas apretaban contra el disco, aumentando el poder de frenado. Pero todo seguía en aumento: más potencia, más agarre de neumáticos y claro, se necesitaba más potencia de frenado. Solución: más pistones en paralelo.

Así se fueron colocando más y más pistones hasta llegar a finales de los años noventa y principios del siglo XXI con los modelos más deportivos que llegaron a montar hasta pinzas de seis pistones que mordían discos de 320 milímetros. Incluso creo que alguna llegó a montar discos algo mayores aunque no era lo común porque eran más los problemas que los beneficios.

También se jugaba con la forma de fabricar las pinzas ya que lo normal es que fuesen hechas en dos piezas pero las más caras y deportivas, llevaban las denominadas monobloque, fabricadas de una pieza ya fuese mediante fundición o por el mecanizado a partir de un bloque y presentaban la ventaja de tener menores perdidas en el frenado al ser mucho más rígidas.

Y aquí era donde quería llegar, al tema de la rigidez. Hasta ahora, hemos estado hablando siempre de pinzas con anclaje de tipo axial, pero el siglo XXI nos trajo otro tipo de pinzas, las denominadas de anclaje radial. La forma de ser instaladas en las motos hace que sean como decíamos mucho más rígidas y se consiguen mayores potencias de frenado ya que los anclajes flexan mucho menos. Además, consiguen una posición mucho más óptima de los pistones respecto al giro de los discos, mejorando también su rendimiento.

Ahora mismo, prácticamente todas las deportivas llevan frenos de este tipo e incluso algunas motos de prestaciones mucho menos ambiciosas. Pero ojito, no os dejéis llevar por estas palabras que suenan tan bien: pinzas de anclaje radial. Unas pinzas axiales buenas, por ejemplo, unas Brembo Serie Oro, frenan mucho mejor que algunas de las que montan ahora, y ya tienen más de diez años a sus espaldas.

Los frenos en las motos: Las bombas

Ahora vamos a tratar la parte con la que quizás más trato tenemos en el día a día y que no es otra que la bomba de freno, sobre la que actuamos cuando apretamos la maneta derecha o en un scooter, también la maneta izquierda.

La bomba de freno es la encargada de enviar el caudal de líquido hidráulico hasta los pistones de la pinza de freno, para que estos aprieten las pastillas sobre el disco y podamos detener la moto a nuestra voluntad. El funcionamiento es muy sencillo: cuando nosotros apretamos la maneta, hacemos que un émbolo situado en el interior de la bomba presione el líquido, encargado de transmitir la fuerza al otro extremo.

Como los líquidos son prácticamente incomprensibles, y la presión dentro del circuito es constante, la fuerza que se ejercerá al otro extremo dependerá de la superficie de los pistones ya que Presión = Fuerza / Superficie. Es decir, si el tamaño del pistón es el doble que el del émbolo de la bomba de freno, la fuerza se duplicará. En este artículo que en su día elaboró nuestro compañero Jaume podéis encontrar una explicación mucho más completa. Echarle un ojo, merece la pena.

Bomba axial
En la mayoría de las motos, exceptuando algunos modelos de BMW, no existen servofrenos. Es decir, frenaremos tanto como la fuerza que seamos capaces de ejercer con nuestras manos. Por eso, si el émbolo de la bomba de freno es muy grande, tendremos que hacer mucha fuerza y llegará un momento que no podremos, aunque el recorrido será muy corto. Por el contrario, si el émbolo es muy pequeño, tendremos que hacer muy poca fuerza pero la maneta tendrá mucho desplazamiento, tanto como líquido necesite ocupar el espacio que va dejando vacío el pistón al moverse.

Por ello, los fabricantes de bombas deben buscar un compromiso entre tres factores muy importantes: dureza, recorrido y tacto. Conseguir que estos tres parámetros se mantengan dentro de unos valores óptimos es importantísimo para que el conductor tenga confianza cuando frena antes de afrontar una curva con total seguridad.

En las motos convencionales, las bombas que se utilizan son de tipo axial, es decir, el desplazamiento de la maneta y el del émbolo de la bomba no se realizan en el mismo sentido. Esto hace que parte de la fuerza se desperdicie transmitiéndola de un sentido a otro, y que la fuerza y tacto que tengan sea justos para motos de altas prestaciones.

Bomba radial
Precisamente para este tipo de motos aparecieron hace unos años en el mercado las bombas de tipo radial en el que el desplazamiento de la maneta y el empuje del émbolo son en el mismo sentido. Con ello se ha mejorado el tacto, la potencia y se ha reducido el desplazamiento necesario para conseguir frenadas con mayor fuerza. Su único inconveniente es que son más voluminosas que las convencionales, y lógicamente, más caras.