sábado 19 de junio de 2021

Los frenos ABS cumplen 90 años: ¿Cómo funcionan?

Una columna de opinión del perito vial Néstor Vidal.

domingo 09 de mayo de 2021
Los frenos ABS cumplen 90 años: ¿Cómo funcionan?

*Por Néstor Vidal

 

Gabriel Voisin inventó los primeros frenos antibloqueo en 1929 para los aviones que tuvieron problemas con el frenado, ya que es casi imposible de frenar umbral en un avión. En el año 1936 se patentó la idea por parte de la compañía alemana Bosch.​ Se trataba de hacer (no solo para coches, sino también para camiones, trenes}) que fuera más difícil bloquear una rueda en una frenada brusca, con lo que se podía conseguir una mayor seguridad. Se hicieron pruebas, pero no se llegó a nada serio hasta que se desarrolló la electrónica digital a comienzos de los años 1970. Hasta entonces, era materialmente imposible realizar tantos cálculos como necesitaba el sistema y de forma rápida.

Bosch inició el trabajo en serio para el desarrollo del ABS en el año 1964 de la mano de una subsidiaria, Teldix. Pero es en 1970 cuando la firma desarrolla un dispositivo eficaz y con la posibilidad de comercialización a gran escala. La primera generación del ABS tuvo 1000 componentes, cifra que se redujo hasta 140 en la segunda generación. Después de 14 largos años de desarrollo, finalmente estuvo preparado el ABS de segunda generación, que se ofreció como una exuberante y revolucionaria opción en el Mercedes-Benz Clase Mercedes-Benz Clases S de la época junto con la Mercedes – Benz Clases E y seguidas por el BMW Serie 7.

La primera marca que los utilizó en vehículos de serie fue Mercedes-Benz, que a principios de los años 80 lo introdujo como equipo opcional en un Clase S

 

Uno de los mayores aportes que la industria automotriz ha hecho a la seguridad vial son los frenos ABS (Anti-lock Brake System), o sistema de frenos que no se bloquean. La primera marca que los utilizó en vehículos de serie fue Mercedes-Benz, que a principios de los años 80 lo introdujo como equipo opcional en un Clase S, aunque desde 1978 Bosch ya tenía la patente. Este es un adelanto que está cumpliendo entonces 40 años de desarrollo.

A partir del uso de este sistema han surgido algunos mitos sobre su utilización. El principio fundamental de esta tecnología se basa en la necesidad de evitar que las ruedas se bloqueen durante la frenada, pues cuando esto sucede se pierde el control del vehículo. Por esta razón es importante aclarar que la función principal para lo cual fueron creados los ABS fue para permitirle al conductor maniobrar durante la frenada y así poder eludir obstáculos.

Los sistemas de frenos con ABS disponen de sensores de velocidad en cada una de las ruedas para que capten el bloqueo, envíen una señal a un módulo de control y este, a su vez, dé una orden electrónica a un cuerpo de válvulas. Este último módulo libera momentáneamente la presión del líquido de frenos para que la rueda se desbloquee y así, sucesiva e intermitentemente, hasta que el vehículo se detenga de manera completa y segura.

Esta operación de presionar y liberar los frenos la siente el conductor. Cuando el sistema actúa, algunas personas sienten la vibración y dejan de oprimir el pedal, lo que puede conllevar a un accidente.

Gracias a su comprobada efectividad en la mayoría de los casos, el sistema ABS ha venido implementándose en prácticamente todo tipo de vehículos, desde los urbanos, compactos, familiares, camperos y camionetas de reparto, hasta tractomulas, incluyendo las motocicletas. Es más: es obligatorio como equipo de serie en todos los automóviles de turismo fabricados en la Unión Europea a partir del 1 de julio de 2004 y en Colombia para todos los automóviles nuevos que se vendan desde el 1 de enero de 2018.

Evolución

Con el desarrollo de las ciencias informáticas, a partir de los años 90 los frenos ABS han venido evolucionando sin pausa, al punto que hoy son considerados como equipos indispensables de asistencia a la conducción.

Es así como en la actualidad cuentan con funciones de compensación del frenado en función de la carga del vehículo, pues en la medida en que esta aumenta, unos sensores captan la novedad y hacen trabajar las válvulas que modifican la capacidad de frenado de las ruedas traseras.

Además, con el ABS también se puede controlar la tracción de las ruedas motrices porque si comienzan a patinar, los frenos pueden entrar a limitar esa anomalía y dosificar la potencia para una marcha más segura.

Unido a lo anterior, con el sistema ABS también se puede prevenir un descenso sin control por una pendiente pronunciada, así como que el vehículo se descuelgue en una subida muy empinada.

La Federación Internacional del Automóvil (FIA) recomienda también la compra de vehículos y motos que vengan equipados de fábrica con el Control Electrónico de Estabilidad (ESC). Luego, no se entiende por qué las autoridades nacionales insisten en catalogarlos como accesorios y gravarlos con 35 % de arancel.

Beneficios

Los beneficios del ABS son claros pues las distancias de frenado pueden reducirse hasta en un 15 %. La fuerza aplicada al pedal de freno no debe ser interrumpida para evitar bloqueos pues precisamente el ABS la regula automáticamente. Durante una frenada de pánico las llantas continúan girando, pero controladamente, para permitir la maniobrabilidad del vehículo mientras se reduce la velocidad. En un carro sin ABS las ruedas se bloquean, frena “en seco” y el auto sigue derecho, sin control ni posibilidad de maniobra.

Lo malo

Según estudios de la agencia estadounidense para la seguridad en carretera –NHTSA–, en terreno des pavimentado su efectividad se reduce hasta en un 26 %, pues es ahí cuando el labrado de las llantas tiene que apoyarse pleno sobre el cascajo para lograr la detención. Pero si el ABS comienza a actuar, se obtiene el efecto contrario y se alarga la distancia de parada. Por esta razón algunas motocicletas de alta cilindrada vienen equipadas con la posibilidad de desconectarlo.

Ahora bien, desde la óptica estadística, estudios realizados por la agencia nombrada y por el Instituto Japonés para la Investigación de Accidentes de Tránsito coinciden en que, sin importar las condiciones de la vía, de cada tres vehículos accidentados, uno tiene frenos ABS mientras que los otros dos no, lo cual demuestra su decisiva eficacia.

 

SISTEMA DE ABS: AFU, ESP, ASR, EDB 

El sistema Electrónico de Reparto de Frenada (llamado comercialmente EBV o EBD según los distintos fabricantes) determina cuánta fuerza aplicar a cada rueda para detener al vehículo en una distancia mínima y sin que se descontrole.

El sistema calcula si el reparto es adecuado a partir de los mismos sensores que el ABS. Ambos sistemas en conjunto actúan mejor que el ABS en solitario, ya que este último regula la fuerza de frenado de cada rueda según si ésta se está bloqueando, mientras que el reparto electrónico reparte la fuerza de frenado entre los ejes, ayudando a que el freno de una rueda no se sobrecargue (esté continuamente bloqueando y desbloqueando) y el de otra quede infrautilizado.

AFU (Asistencia a la frenada de urgencia)

Este sistema permite reducir hasta en un 25% la distancia de frenado: cuando el conductor acciona bruscamente los frenos, un dispositivo mecánico/hidráulico ubicado dentro de la bomba de frenos amplifica rápidamente la presión ejercida por el conductor, lo que reduce el tiempo de reacción.

ESP (Control de tracción)

Sistema de seguridad diseñado para prevenir la pérdida de adherencia cuando el vehículo se excede en una curva y así poder controlar el vehículo cuando realiza un cambio brusco en la dirección. Al igual que el control de estabilidad, este sistema está vinculado con los sensores del ABS para funcionar. Algunos actúan sobre el motor reduciendo la potencia, aunque el conductor mantenga el acelerador pisado a fondo; otros frenan la rueda que patina para que la potencia llegue a la que tiene más adherencia y así reducirla. Hay sistemas de control de tracción que combinan la actuación sobre motor y frenos. En inglés, se lo conoce como ASR (Automatic Stability Control o Anti-Slip Regulation). Control de velocidad crucero. Este sistema electrónico permite fijar una velocidad de marcha que se mantiene sin necesidad de que el conductor mantenga pisado el acelerador. El sistema se desactiva cuando se pisa el freno.


Bien, la idea es muy sencilla. Cuando pisamos el pedal del freno, lo que hacemos es empujar un líquido. Como éstos no se comprimen, transmitimos esa presión a los frenos de las ruedas.  Si las ruedas se bloquean, basta con levantar un poco el pie del freno para que vuelvan a girar.

Ya tenemos el principio de funcionamiento: quitarle presión al líquido que comprimimos con el pedal, aunque el conductor no levante el pie. Para ello, se intercalan unos grifos en el circuito de frenos (electroválvulas) que al recibir una señal eléctrica desde la centralita del ABS, abren el paso de líquido a un canal distinto del de la rueda, de forma que el freno de esa rueda se libera.

 

 

 

 

* Perito en accidentología vial terrestre y en investigación forense de incendios. 

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