Parece que la carrera por el coche del futuro pasa solo y en exclusiva por los avances ambientales y la movilidad eléctrica, pero lo cierto es que detrás de la evolución de los vehículos hay otros elementos clave que están en constante evolución y que, aunque muchos no sean conscientes de ello, también son determinantes para reducir las emisiones. Los frenos, por ejemplo. Y, además, también se van a someter a una regulación europea inminente.
En mitad de esta carrera por evolucionar, ha surgido en Alemania una nueva tecnología que promete cambiar el sistema de frenada para siempre. Desde el Instituto Fraunhofer IWU, con sede en Chemnitz y dentro del proyecto bautizado como Ufo-Brems, se ha presentado un sistema de frenado basado en discos de acero inoxidable nitrurado que puede desgastarse hasta un 85 % menos y, por tanto, multiplicar la vida útil del freno, al mismo tiempo que reduce considerablemente el peso.
Es más, los responsables del proyecto señalan que las prestaciones de estos frenos se asemejan a las de los sistemas carbono-cerámicos de marcas como Porsche o Ferrari, pero ofreciendo un coste mucho más contenido y viable para el mercado masivo.
Los nuevos discos de acero inoxidable
La fundición gris, desconocida para la gran mayoría de conductores, ha dominado el mercado durante décadas. Es la encargada de que pisar el freno y detener el coche sea tan efectivo como rutinario. El motivo de su predominio es su equilibrio entre coste, resistencia térmica y facilidad de fabricación. Por el contrario, ofrece una serie de limitaciones relacionadas con el desgaste y la generación de partículas, y este último aspecto, el de la contaminación, está provocando que tenga que haber cambios en la industria.
La propuesta del equipo germano, en lugar de perfeccionar el sistema actual, ha optado por el acero inoxidable endurecido mediante nitruración —un tratamiento termoquímico que difunde átomos de nitrógeno en la superficie del acero para darle dureza extrema sin que pierda tenacidad— y combinarlo con un material de fricción inorgánico.
Con ello se ha obtenido una superficie mucho más resistente al desgaste y, según los datos del consorcio, una reducción de más del 85 % respecto a la combinación clásica de disco de fundición gris con pastillas orgánicas. Pero más allá del mantenimiento, que ya es clave, también reduce significativamente las partículas que se liberan al medio ambiente —que están consideradas entre las más perjudiciales—, algo que no han pasado por alto las autoridades comunitarias, que precisamente están preparando una regulación al respecto.
El sistema ya ha sido validado en banco. Ha superado los ensayos según el protocolo SAE J2522 (AK Master), el test estándar internacional para frenos de turismo, en el dinamómetro inercial de la Universidad Técnica de Chemnitz, donde demostró un rendimiento tribológico sobresaliente. Y conviene saber que el proyecto no lo ha desarrollado el Fraunhofer en solitario: forman parte del consorcio la cátedra de Diseño de Sistemas de Vehículos de la propia TU Chemnitz, el proveedor alemán ElringKlinger AG —Tier 1 con experiencia en tecnologías de recubrimiento— y ANDRITZ AWEBA GmbH, especialista en conformado, con financiación del Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania y la coordinación de Project Management Jülich.
En cuanto a la durabilidad, los desarrolladores indican que los discos pueden alcanzar alrededor de 300.000 km de vida útil, es decir, que muchos conductores no tendrían que cambiar jamás este componente durante toda la vida del coche.
Esto es un cambio que puede resultar radical, ya que, dependiendo del peso del coche, de su potencia, de la propia forma de conducir de cada persona o del lugar donde se estacione regularmente el vehículo, algunos modelos requieren un mantenimiento mucho mayor por desgaste o corrosión. Con este nuevo planteamiento, se atajaría de golpe todo lo que rodea al mantenimiento de los frenos, e incluso desaparecería por completo.
Prestaciones premium sin disparar el precio
Los sistemas de frenos actuales de larga duración, los que usan las marcas premium, son sistemas carbono-cerámicos. Son más ligeros y están capacitados para soportar temperaturas extremas, y por tanto su resistencia es sobresaliente, pero el precio es tan elevado que no suele estar al alcance de la mayoría de conductores o, simplemente, son pocas las personas dispuestas a afrontar su elevado coste. Para hacerse una idea, una equipación de pinzas y discos cerámicos de un Porsche o un Ferrari puede sobrepasar los 15.000 o 20.000 euros como opcional de fábrica.
Pero este nuevo sistema del Fraunhofer ofrece un rendimiento de prestaciones similar a costes mucho más populares. El acero inoxidable nitrurado no es, para nada, un material tan exclusivo como la carbono-cerámica, pero sí ofrece un rendimiento muy similar en frenadas exigentes. Y precisamente el objetivo de estos nuevos frenos es alcanzar a todos los coches, no a los de medio millón de euros, y así poder ofrecer un nivel de seguridad premium a bajo coste.
El propio comunicado del Fraunhofer aclara por qué descartaron otras alternativas que llevaban años explorándose. La carbono-cerámica, dicen, es viable únicamente para vehículos de gama muy alta por su coste. El recubrimiento de la fundición gris mediante técnicas de laser cladding «todavía no está listo para producción en serie». Y los aceros estructurales convencionales pierden estabilidad dimensional por encima de los 650 °C, una temperatura que un freno alcanza con relativa facilidad en una bajada de puerto cargada o en circuito.
Solo el acero inoxidable nitrurado, gracias a su comportamiento tribológico y térmico, se mantiene estable en ese rango. Una pista que, según reconocen los propios investigadores, ya venían dando las motocicletas: marcas como Brembo o Galfer llevan años montando discos de acero inoxidable en motos sin que nadie se haya escandalizado, sencillamente porque allí funcionan estupendamente.
Otro de los aspectos clave de estos nuevos frenos es la reducción considerable de peso. Gracias al mismo proceso de fabricación —el conformado, en lugar de la fundición—, los ingenieros han logrado reducir el propio espesor del disco sin que se vea afectada la capacidad de frenado. En total, la reducción podría situarse en torno a los 5 kg respecto a los sistemas actuales, y teniendo en cuenta el incremento general de peso de los coches con la llegada de las baterías y la movilidad eléctrica, poder reducir peso por otra vía resulta clave para no perder eficiencia ni autonomía. También aguantan mejor las temperaturas, gracias a una resistencia térmica muy elevada, manteniendo las propiedades en frenadas intensas.
Hay además otro punto que casa especialmente bien con la era eléctrica. Los coches con frenada regenerativa apenas utilizan los frenos hidráulicos para detenerse en uso urbano —es el motor eléctrico el que hace de freno en la mayor parte de las desaceleraciones—, y eso provoca que los discos de fundición gris terminen oxidándose por falta de uso, hasta el punto de que muchos talleres recomiendan a los conductores de eléctricos frenar fuerte de vez en cuando para que el disco «limpie» la película de óxido. El acero inoxidable, por su composición misma, no se oxida. Es decir, los discos del Fraunhofer no solo encajan con la regulación que viene, sino que resuelven un problema muy real que ya están sufriendo los conductores de coches eléctricos.
Menos emisiones
Otra de las claves de estos nuevos discos, y la que probablemente más juego dé en los próximos meses, es que contaminan muy poco. Desde la Unión Europea ya se sabe que la contaminación es clave en la nueva movilidad, y los frenos actuales dispersan partículas finas muy nocivas para la salud. La futura normativa Euro 7 establecerá por primera vez límites a esas emisiones, hasta ahora exclusivamente reguladas para el tubo de escape. El calendario oficial es claro: la norma entra en vigor a finales de 2026 para todos los nuevos modelos homologados y a finales de 2027 para todos los turismos y vehículos comerciales ligeros que se matriculen nuevos. A partir de ese momento, los fabricantes tendrán que demostrar que sus frenos y sus neumáticos emiten por debajo de los umbrales fijados.
El objetivo concreto es reducir la emisión de **partículas finas con diámetro inferior a 10 micras** —las PM10—, capaces de penetrar profundamente en el aparato respiratorio y consideradas particularmente dañinas para la salud humana. Y según el propio consorcio alemán, este nuevo disco no solo cumple con holgura los umbrales, sino que los supera ampliamente: aquí, el cumplimiento normativo no es el techo, es el suelo.
El futuro de la movilidad sostenible no solo pasa por la evolución de motores sin emisiones; también pasa por otros elementos que, aunque en silencio, también suponen un problema ambiental. Los discos de freno son uno de ellos. Con estos nuevos discos, además de contaminar menos, son más efectivos, más duraderos y no disparan su precio. Si la industria los adopta a la velocidad que augura Fraunhofer, dentro de pocos años el cambio de discos podría ser un mantenimiento tan raro como hoy lo es cambiar la culata de un motor. Y eso, para el bolsillo del conductor y para el aire de las ciudades, es una doble victoria silenciosa.
