Los frenos de inducción disipan la energía de frenado mediante la generación de corrientes de Foucault, y se instalan en la línea del eje cardán en los vehículos de tracción trasera (modelo axial), o bien a continuación de la caja de velocidades, o junto al diferencial (modelo Focal).
Estos frenos no reemplazan a los que trae el vehículo de fábrica, sino que los suplementan, especialmente bajo difíciles condiciones de manejo, por ejemplo, en las largas cuestas de los caminos de montaña, en los que los frenos tradicionales sufren muchas veces el efecto de “fading” o fatiga por sobrecalentamiento, lo que les hace perder eficacia.
No contienen piezas de fricción (pastillas o zapatas) que se apliquen rozando contra superficies (discos o tambores) y su acción se basa en otros principios, como ahora veremos. Estos frenos de inducción constan de un estator fijo y de un par de rotores unidos al eje de transmisión que lo hace girar.
Frenos de inducción: las piezas
El estator, unido rígidamente al chasis, a la caja de velocidades o al diferencial, junto a los rotores están montados coaxialmente uno frente al otro; un espacio llamado entrehierro separa los rotores del estator, lo que evita cualquier fricción. El estator tiene la función de inductor; está constituido por un número par de electroimanes que, cuando son atravesados por una corriente eléctrica continua, generan los campos magnéticos necesarios para producir corrientes de Foucault en la masa de los rotores.
Los rotores tienen la función de inducido. Construidos en un material conductor elaborado especialmente, son sometidos a corrientes de Foucault solo cuando los atraviesan los campos magnéticos que genera el estator, a la vez que giran impulsados por el eje de transmisión (eje cardán).
Las corrientes de Foucault
Las corrientes de Foucault, por definición, se originan en una masa metálica conductora cuando esta se coloca en un campo magnético variable. En el caso de los frenos de inducción, la variabilidad del campo magnético al que son sometidos los rotores se obtiene mediante la rotación de estos últimos. Las corrientes de Foucault se enrollan alrededor de líneas de flujo magnéticas, que también se llaman corrientes de torbellino.
La generación de corrientes de Foucault en la masa del rotor causa la aparición de fuerzas de Laplace, que se oponen a la rotación del rotor. El par de frenado, generado de esta forma y aplicado al árbol de transmisión, permite reducir la velocidad del vehículo. Las corrientes de Foucault producen un aumento gradual de la temperatura de los rotores, que liberan este calor al aire por ventilación.
Con los frenos de inducción, se puede desacelerar con eficiencia un eje en rotación sin fricción y, por lo tanto, sin desgaste. Y lo que es sumamente importante, sin emisión de partículas del material de fricción al medio ambiente: se ha demostrado científicamente que las partículas que se desprenden de las pastillas y cintas de frenos causan graves consecuencias en la salud de los seres humanos.
Los frenos de inducción son accionados por el conductor a través de una palanca de comando en el tablero con diferentes posiciones y por el pedal de frenos. La principal ventaja de este sistema de frenado auxiliar es que, al no tener rozamiento entre partes mecánicas, el desgaste y el mantenimiento son mínimos, sin apenas consumo de energía.
Además, es totalmente silencioso y particularmente útil en los automotores con motores alimentados a gas natural comprimido (GNC), los que, al producir menor efecto de freno motor que los Diesel, necesitan una ayuda complementaria de frenado.
Electrónica avanzada
Uno de los sistemas de alta tecnología de los frenos a inducción actuales es el equipo electrónico computarizado que integra en un solo módulo la parte de mando y la de potencia, y que recibe las siglas, en inglés, de IRCS.
Este diseño electrónico mejora significativamente el consumo del ralentizador y preserva sus circuitos eléctricos. A su vez, el IRCS se integra a la perfección a través del bus de datos CAN con los sistemas electrónicos del vehículo, como los frenos ABS, el control de la estabilidad ESP, los frenos de asistencia electrónica EBS, el regulador de velocidad y otros equipos de nuevas tecnologías.
El freno de inducción Telma AF-30-35 aplicado a los Mercedes-Benz Sprinter e Iveco Daily, por ejemplo, tiene una masa total de solamente 58 kilogramos, y produce una cupla máxima de 36 kgm y una potencia de 37 kW a 1.000 rpm. Tiene tres circuitos y, trabajando con doce voltios, la intensidad de corriente por cada uno de ellos es de 32 amperios.
