frenada

En la primera parte habíamos llegado a obtener una expresión matemática que nos permitía calcular la distancia de parada técnica de un vehículo dada su velocidad, masa, fuerza de frenado, inclinación de la carretera y tiempo de reacción del conductor.

Esta es la distancia recorrida entre el instante que se percibe el primer estímulo y el momento en que el coche se detiene por completo. Por lo tanto, es la distancia mínima necesaria para evitar una colisión. Por lo tanto, nuestra obligación como conductores es adaptar nuestra conducta de forma que la distancia de parada técnica quepa toda ella en el campo de visión, de forma que percibiremos cualquier contratiempo antes de que sea demasiado tarde.

Pero, para ello, es necesario conocer qué factores afectan a dicha distancia, cosa que vamos a afrontar hoy. Recordemos la expresión que habíamos obtenido:

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Durante la semana pasada dedicamos un par de artículos a repasar unas cuantas ecuaciones de la Física de bachillerato y aplicarlas a una reducción de velocidad. Nuestro objetivo concreto era conocer la distancia que debe existir entre dos límites de velocidad consecutivos de forma que se puedan cumplir aplicando una suave frenada.

Sin embargo, las ecuaciones que obtuvimos son mucho más generales, sirven para describir absolutamente todas las frenadas de un vehículo (y también para describir las recuperaciones de velocidad, sólo habría que intercambiar las velocidades inicial y final; pero eso lo dejaremos para otro día). Así que sería un crimen no aprovechar que tenemos todos estos conceptos frescos para enumerar todos los factores que influyen en la distancia de parada.

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Habíamos dejado a medias el análisis, desde el punto de vista de la Física, de la distancia que debe existir entre dos señales de limitación de la velocidad según los preceptos de la Norma 8.1-IC, señalización vertical, de la Instrucción de Carreteras.

En resumidas cuentas, el párrafo concreto de la ley que analizábamos viene a decir que los cambios en el límite de velocidad a lo largo de una carretera no deben producirse de forma tan repentina que obliguen a los conductores a hacer un uso intensivo de los frenos. Como cifra de referencia, el texto legal marca una frenada suave donde la deceleración es de 7km/h/s.

Con estas premisas, logramos estimar la distancia mínima que debe existir entre dos límites de velocidad consecutivos conforme a la ley de Carreteras. Nos basamos en la conocida “espacio es igual a velocidad por tiempo”. En este caso, como la velocidad cambia durante todo el frenazo, nosotros tomamos un valor intermedio como referencia: la media entre la velocidad máxima y la mínima.Con todo esto, logramos obtener la siguiente ecuación general:

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El lunes estuvimos hablando un rato sobre el freno motor, vimos qué era y por qué hoy en día los profesionales de la enseñanza de conducción avanzada le dan un poco de lado. Y vimos también que, con todo, hay muchos conductores que piensan que toda su frenada se debe a la fricción de las pastillas contra los discos cuando en realidad no siempre es así.

Y de ese matiz, del “no siempre es así” nos encargaremos hoy. Sí, porque en ese afán que tenemos muchos seres humanos por simplificar la realidad para comprenderla con mayor avidez, en ocasiones olvidamos que no hay una sola manera de frenar (o, más exactamente, de aminorar la velocidad de nuestro coche) sino varias, una para cada ocasión.

Y en cada ocasión merece la pena tener muy claro qué estamos haciendo con el coche y por qué. Ahora vamos a meternos en nuestro vehículo y vamos a enfrentarnos a tres situaciones. Dos de ellas son muy cotidianas en nuestro día a día. La otra, no tanto (espero).

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¿Qué es mejor: restar velocidad usando el pedal del freno o dejando que el motor retenga el vehículo? ¿Qué es más recomendable: ir reduciendo marchas o simplemente frenar hasta la detención del coche? ¿Qué conviene más: pisar el embrague antes que el freno o el freno antes que el embrague?

En efecto, hoy voy a hablar del freno motor, un concepto que, a pesar de estar pasando horas bajas en la actualidad, a mí me sigue pareciendo un buen recurso para la conducción segura. Y voy a tratar del tema sabiendo que flota en el ambiente una cierta rivalidad entre quienes son firmes acólitos del motor como retenedor del vehículo y quienes defienden a ultranza el uso del pedal del freno de servicio.

Para empezar, nos situamos. ¿Qué es el freno motor? Como digo siempre en clase, que nadie abra el capó del coche buscando el emplazamiento de un frenomotor. El freno motor no es un cacharro, sino un concepto, y para explicarlo nos vamos a poner en la piel del conductor que va por ahí con su coche.

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Todos sabemos que, viajando en autobús (de hecho, en cualquier transporte, pero en los coches privados uno no puede ir de pie), si uno no tiene la suerte de conseguir un asiento, hay que agarrarse bien para no caerse. Las inclemencias del tráfico, las curvas y la frenada ante cualquier parada provocan sacudidas en el interior del vehículo, que si uno no se sujeta firmemente pueden llevarte al suelo.

A estas alturas, todos deberíamos saber ya por qué ocurren ese tipo de sacudidas. Tiene que ver con las aceleraciones, es decir, los cambios de velocidad (y de dirección): nosotros tendemos a seguir en linea recta y velocidad constante, en ausencia de fuerzas. Si el autobús cambia de velocidad, necesitaremos un punto de apoyo que nos transmita la fuerza necesaria para que sigamos la misma aceleración que la carrocería.

Sin embargo, hay un tipo de sacudidas que no sigue exactamente este patrón. Es más, diría que cuando se produce, coge desprevenida a la mayoría de la gente (sobre todo, a personas mayores, para qué nos vamos a engañar).

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El otro día leí un interesante artículo en la revista Motociclismo en el que después de hacer una comparativa entre motocicletas equipadas con ABS, utilizaban los datos recogidos para comparar los datos teóricos obtenidos en una frenada a 100 kilómetros por hora (distancia recorrida entre el punto de accionamiento de frenos y punto de detección de la motocicleta) con la distancia real recorrida si nos encontramos un obstáculo desde que lo vemos hasta que podemos detener la motocicleta.

De esta forma, asombra comprobar que la distancia teórica recorrida por la moto es de unos 41 metros mientras que la real a esa misma velocidad se va hasta los 71,6 metros pero, ¿que otros factores influyen en la distancia de detección? Vamos a verlos.

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Como lo prometido es deuda, para terminar esta larga serie de artículos sobre la frenada vamos a tratar los modernos sistemas electrónicos que accionan, o desactivan, automáticamente los frenos para ayudarnos a controlar el vehículo. En concreto, de todas las siglas que hay, nos centraremos en dos: el ABS y el ESP.

En realidad, pese a que a menudo se cobran como si fueran extras separados, ambos sistemas comparten la mayor parte de su infraestructura. Desde este punto de vista, el ESP se puede considerar una mera extensión del ABS. En cualquier caso, como su finalidad es distinta aunque complementaria, nosotros los seguiremos tratando como sistemas independientes.

El ABS debe sus siglas a Anti-lock Braking System, algo así como sistema de frenado anti-bloqueo. Es decir, un sistema que evita que las ruedas del vehículo dejen de girar a la misma velocidad que el coche durante una frenada brusca. ¿Por qué es beneficioso que no se bloqueen las ruedas? Veámoslo.

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Llevamos ya un montón de días charlando sobre los frenos, y hasta el momento siempre hemos de fuerzas de fricción, fuerzas de frenado, etc. Pero como ya os he explicado alguna vez, en Física, todo lo que se puede explicar en términos de fuerzas, también se puede explicar usando la energía.

Por decirlo de alguna manera, «fuerzas» y «energías» son dos lenguajes diferentes. Siempre podemos traducir de uno a otro; ambos lenguajes, por si sólos, son capaces de explicar todos los fenómenos mecánicos. Pero a veces, como en los idiomas humanos, uno de ellos tiene la palabra justa para describir algo, lo que hace que sea más adecuado para explicar un fenómeno concreto.

Es decir, a veces es más fácil hablar de fuerzas. Otras veces es mejor en términos de energías. Para aprovecharnos de ello, muchas veces los físicos mezclamos ambos lenguajes, hacemos una especie de spanglish. Lo hacemos porque traducir entre ambos lenguajes es muy sencillo: una fuerza, que provoca un cambio en el valor de la velocidad, no es más que energía transmitiéndose de un cuerpo a otro.

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