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Pisa el freno (6): Energía, fading y por qué los discos son mejores

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Freno de disco

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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Pisa el freno (4): Transmisión de la fuerza

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Cable Bowden en el sistema de admisión de un vehículo (accionado por el acelerador)

Continuamos nuestro viaje turístico por el mundo del frenado. En nuestra anterior parada (nunca mejor dicho) vimos los diferentes mecanismos por los que puede actuar un freno.

Vimos que, pese a que los detalles concretos en cada caso varían, este tipo de sistemas de reducción de velocidad se basan en aplicar fricción mecánica entre algo que gira solidariamente con las ruedas, y una pieza fija en la carrocería (dejaremos para más adelante un breve resumen sobre sistemas de frenado que no son mecánicos).

En general, la fuerza de fricción entre dos cuerpos sólidos aparece siempre que sus superficies estén en contacto y se desplazan la una sobre la otra (también existe una fricción estática entre dos superficies en contacto sin movimiento relativo, pero que intentan ponerse en movimiento; sin embargo, ese es un fenómeno algo distinto que no nos importa hoy).

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Pisa el freno (3): Tipos de freno

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Carruaje con freno de piedra

Hasta ahora hemos repasado los motivos que obligan a los constructores de vehículos a incluir sistemas de frenado, y hemos deducido que la mayoría de dichos sistemas se basan en la fuerza de fricción entre dos piezas, una que gira solidariamente a las ruedas y otra que permanece fija en la carrocería (aunque en un artículo próximo veremos una excepción a esta regla). Este sencillo concepto se puede aplicar de muchas formas, hoy veremos las más importantes.

Lo primero que se nos puede ocurrir es una pieza que se mueva a voluntad del conductor hasta tocar directamente la rueda. Podemos ver en aplicación esta idea en la imagen que encabeza este artículo. En cada una de las ruedas del carruaje podemos apreciar sendos bloques de piedra montados sobre una estructura que, accionando una simple palanca, permite hacer rozar los bloques directamente sobre las bandas de rodadura.

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BMW estrena los tests con frenada previa al impacto

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Crash Test de un BMW serie 5

Cuando miramos un crash test de EuroNCAP sabemos que estamos presenciando cuál es el comportamiento del vehículo en un choque a 64Km/h y, sobre todo, cuál es el nivel de protección que ofrecen los elementos de seguridad pasiva con que cuenta. Sin embargo, hasta ahora no se habían evaluado en esta prueba algunos sistemas de seguridad activa básicos como los frenos, algo que ya se ha probado con un modelo de la alemana BMW: el 530d.

¿Tiene lógica emplear los frenos a la hora de establecer el nivel de protección que ofrece un vehículo? Depende de cómo se mire. Si el criterio es explorar las posibilidades de la seguridad pasiva, es necesario probar el vehículo en las peores condiciones posibles, es decir cuando no se frena. Sin embargo, por esta regla de 3 los crash tests no se deberían realizar precisamente a 64Km/h. ¿Por qué se ponen en práctica a esta velocidad? En principio, porque se considera que el conductor habrá frenado antes de colisionar. Ah, pero ahí es donde la cosa se pone interesante: ¿frenará el coche?

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Los coches nuevos tendrán ayuda a la frenada de emergencia obligatoria de serie

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De nuevo la Unión Europea da un pasa más en busca de la seguridad. Como ya ocurriera con el ABS o el ESP a partir de ahora, aunque la medida no se haga totalmente efectiva hasta el año 2011, los coches nuevos tendrán sistemas de ayuda a la frenada de emergencia de serie.

Este sistema nos ayuda en situaciones límites de frenada en las cuales la presión ejercida por el conductor no es suficiente. La ayuda a la frenada detecta un fuerte pisotón en el freno entendiendo que se trata de una situación de riesgo, por lo que se encarga de incrementar la presión para tratar de evitar la colisión.

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La diferencia entre 120 y 150 (2)

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Seguimos con nuestra comparación Física entre viajar a 120 y 150km/h. Empezamos considerando todo lo referente al consumo, con sus consecuencias ecológicas y económicas, tanto para los conductores individuales, como para la macro-economía global. Hoy veremos como afecta la velocidad al frenado.

La capacidad de reducir la velocidad es imprescindible. Creo que no es necesario argumentar en este sentido, quedarse sin frenos es la peor pesadilla de cualquier automovilista. En el peor de los casos, si observamos una obstrucción en la carretera, deberemos detenernos completamente antes de llegar a él. En caso contrario, vamos mal.

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Sobre las distintas denominaciones del asistente a la frenada de emergencia

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Mercedes-Bens Clase S (W 140)

Corría el año 1996 cuando Mercedes-Benz introdujo en sus modelos de gama alta, la Clase S, el sistema “Brake Assist” o BAS. Los ingenieros descubrieron que la mayoría de los conductores no eran capaces de hacer una frenada de emergencia de forma adecuada, se dieron cuenta de que no hacían suficiente presión sobre el pedal del freno y crearon una ayuda electrónica.

Los estudios de accidentalidad en Alemania parecieron avalar su efectividad, y a partir de 1997, todos los Mercedes-Benz tienen dicho sistema de serie. Otras marcas vinieron a instalar sistemas equivalentes en sus coches, empezando claro está por la gama más alta. Esto tiene un problema, y es que cada fabricane llama al sistema de una forma distinta y eso acaba confundiendo al consumidor.

Los detalles de su funcionamiento podéis conocelos en este post.

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De verdad sabemos frenar o sólo detenemos el coche

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Frenazo

Llevo varias semanas viendo el anuncio de Fernando Alonso por televisión, en el que evita con maestría que una botella de cerveza se caiga del coche, y si mi vista de miope no me juega una mala pasada, en una de las escenas enfocan sus pies y aparece pisando a la vez el acelerador y el freno.

No deja de ser una apreciación curiosa, pero el motivo principal no es este pequeño “error de producción”, sino el hecho de saber si cuando tenemos que realizar una frena de emergencia, lo haremos de la forma mas eficiente posible, pues unas décimas de segundo o un metro mas recorrido, puede significar la diferencia entre tener o no un accidente, tengamos o no tengamos un sistema ABS montado en el coche.

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Distancia de seguridad, ¿por qué es tan importante?

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Ve el video en el sitio original.

A lo largo de mi vida de conductor, si hay algo que me ha evitado múltiples accidentes, es la distancia de seguridad. Es un colchón invisible que nos separa de un alcance con otro vehículo, ya sea leve o de siniestro total. Pero antes de continuar, echemos un vistazo a un vídeo de la DGT de hace algunos años, pero que tiene muy poco de ficción.

¿Alguien se siente identificado con el protagonista? El que diga que sí, necesita hacer un pequeño repaso a su forma de conducir. Somos seres humanos, y como tales, tenemos limitaciones. En el mejor de los casos, desde que el cerebro recibe un estímulo de cualquier tipo hasta que ejecutamos una acción, pasan como poco 3/4 de segundo. Por ejemplo, si revienta un petardo muy cerca de nosotros.

Ese tiempo siempre puede aumentar por la edad, el cansancio o fatiga (llevar 3-4 horas conduciendo), haber tomado alcohol por poco que sea, ser poco inteligente y consumir drogas, algún medicamento que provoque somnolencia, estado emocional… lo que sea.

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Se cívico con los pesados

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Camiones y autobuses

En la carretera existe un grupo de vehículos que por sus características se denominan pesados. Son camiones rígidos, autobuses y vehículos articulados. Sus características en cuanto a peso, altura y longitud los hacen más vulnerables y mucho más complicados de conducir. Su centro de gravedad está situado más algo y ofrece una mayor facilidad de vuelco. Pero sobre todo, están expuestos al mal hacer día a día del resto de conductores.

No tiene nada que ver conducir un coche con pilotar un camión que lleva 35Tn de tomate. Sus reacciones son más lentas y necesitan mayor espacio para frenar, mucho recorrido para ganar velocidad y amplio espacio para circular. Nuestra forma de circular bien puede ser estricta de acuerdo a las normas y al mismo tiempo peligrosa y molesta para los profesionales de la carretera. Independiemente de los motivos de cada cual y de lo mal que nos traten los camioneros a nosotros, deberíamos seguir ciertas pautas a fin de no provocarles accidentes ni obligarles a maniobras arriesgadas. Y de paso, seguro que nos evitamos más de un susto al encontrarnos con ellos.

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