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El polvo fino de los frenos de los automóviles se considera peligroso para el medio ambiente y la salud. Técnico Durante mucho tiempo ha habido soluciones al problema. Pero solo cuando llegue Euro 7, estos también deberían estar más extendidos.
La industria de la automoción espera con cierta ilusión una propuesta pionera de Bruselas: se espera que la Comisión de la UE presente un borrador específico para el futuro en primavera Abgasnorm Presentar 7 euros. Es probable que el conjunto de normas, que probablemente entrará en vigor en 2025, exija a los fabricantes de vehículos, entre otras cosas, que reduzcan aún más las emisiones de polvo fino de los automóviles. A pesar de Euro 6d y un número de autos eléctricos actualmente en rápido crecimiento, el problema está lejos de ser descartado.
Las unidades son de hecho más limpias y, por lo tanto, el polvo fino del tracto de combustión ha disminuido, pero la abrasión de neumáticos y frenos sigue siendo un problema enorme y aún sin resolver. Médicos, científicos, organizaciones ambientales e instituciones oficiales señalan repetidamente los peligros para el medio ambiente y la salud humana de las partículas finas y ultrafinas. Ahora, como parte del Green Deal, es probable que la UE centre sus planes Euro 7 en el problema del aumento de las emisiones de los automóviles, ampliando así la lucha contra las partículas para incluir neumáticos y frenos.
Especialmente para estos últimos, ya se han desarrollado algunas soluciones hasta el punto de que están listas para la producción en serie. Sin embargo, solo se generalizarán más cuando los reglamentos vinculantes de la UE realmente requieran su uso. La industria proveedora percibe un negocio correspondientemente grande y ya se está posicionando para presentar soluciones adecuadas a los OEM. Existen varios enfoques diferentes para contrarrestar el desgaste de los frenos, con ventajas y desventajas y diferentes costos.
años de problemas
Uno de los beneficiarios de Euro 7 podría ser la empresa francesa Tallano con su tecnología de extracción Tamic. Al fundador de la empresa, Christophe Rocca-Serra, se le ocurrió la idea de esta solución cuando estaba molesto por las llantas sucias de su automóvil cuando visitaba a los clientes. A partir de 2012, trabajó con un amigo para abordar el problema de la suciedad, y rápidamente quedó claro que el polvo fino de los frenos es menos un problema estético y más un problema de salud.
La solución para ambos es la tecnología de extracción activa que captura el polvo en los frenos tan pronto como se produce. Las pastillas de freno deben tener un conducto de succión para esto, que se conecta a una mini aspiradora a través de una manguera. Hay una turbina accionada eléctricamente en el compartimiento del motor, que genera la presión de succión durante el frenado para dirigir el polvo fino a un filtro. El principio Tamic debería absorber hasta el 90 por ciento del polvo de los frenos, lo que al mismo tiempo garantiza una reducción significativa en las emisiones totales de polvo fino.
"En el caso de los automóviles, hemos medido las emisiones de polvo fino del frenado que son seis veces más altas que los valores límite de polvo fino actualmente permitidos para el motor", dice Bert Stegkemper, socio gerente de Alemania, que se unió a Tallano en 2014.
El sistema Tamic podría integrarse en los sistemas de frenado convencionales con un esfuerzo manejable y, por lo tanto, podría contribuir significativamente a reducir las emisiones de polvo fino en el tráfico rodado. No hay aumento significativo de masas no suspendidas, la electrónica es compacta y el mantenimiento es bajo. “El filtro hay que cambiarlo cada 30.000 kilómetros. Gracias al cierre de bayoneta, se puede desenroscar con un movimiento de muñeca", dice Stegkemper. Él pone los costos adicionales para el fabricante de automóviles en un promedio de alrededor de 150 euros por automóvil.
Aunque los costos pueden parecer moderados, todavía no hay un fabricante de frenos o automóviles que use el sistema Tamic. Pero la creciente presión para reducir el material particulado con Euro 7 juega con Tallano en las cartas. En 2021, la puesta en marcha algo obsoleta completó con éxito otra ronda de financiación y, según Stegkemper, actualmente está en conversaciones con varios jugadores. Esto también incluye a los operadores ferroviarios, porque el sistema Tamic también puede hacer que los trenes y el metro sean más limpios. Stegkemper incluso ve un gran potencial de mercado aquí, porque existe una presión creciente sobre los municipios y los operadores ferroviarios para reducir la congestión del tráfico en las estaciones de metro o de tren. A diferencia de los automóviles, la tecnología Tamic podría incluso adaptarse a los trenes existentes.
Listo para la gran carrera
Sin embargo, Tallano no fabricará su tecnología de limpieza para frenos de vehículos de motor. La empresa emergente se ve a sí misma como proveedora de innovaciones con varios derechos de patente, pero no como implementadora. "Si mañana viene un proveedor de la industria automotriz y quiere comprarnos con el apalancamiento adecuado, entonces nuestros conocimientos y algunos de nuestros empleados se transferirán a ellos. Aún no se han tomado decisiones. Creo que todavía estamos esperando un poco la regulación", dice Stegkemper.
El fabricante alemán de discos de freno Buderus Guss también espera que la propuesta de la Comisión Europea reduzca aún más el alcance de las emisiones de polvo fino: "Con respecto a las emisiones de polvo fino, Euro 7 impondrá exigencias al sistema de frenado que solo se pueden lograr con soluciones técnicas adicionales. ”, confirma Olaf Ley, Jefe de Ventas y Desarrollo de Aplicaciones del proveedor con sede en Breidenbach, Hesse.
Durante años, el fabricante de discos de freno ha estado produciendo el iDisc como una solución lista para la serie al problema, que ya puede reducir las emisiones de polvo fino de los frenos de los automóviles al nivel Euro 7. A diferencia del Tallano, que absorbe el polvo fino inmediatamente después de que se forma, el iDisc reduce drásticamente el desgaste de los frenos y, por lo tanto, la formación de polvo fino a medida que se genera. Esto es posible gracias a un disco de freno de hierro fundido gris esencialmente normal, al que se aplica una capa de metal duro y, opcionalmente, carburo de titanio. La superficie resultante es muy dura y, por lo tanto, especialmente resistente a la abrasión. Esto debería dar como resultado entre un 80 y un 90 por ciento menos de emisiones de polvo fino, lo que corresponde aproximadamente al nivel de la solución Tallano.
En realidad, un freno de rendimiento
A diferencia de la solución de Francia, el iDisc ha estado en el mercado durante varios años y actualmente está disponible como opción para algunos modelos de Audi y Porsche. Con el Porsche Taycan, cuesta unos impresionantes 3.000 euros extra como "freno revestido de superficie". En cualquier caso, esta primera generación de iDisc no se desarrolló principalmente como una solución para reducir el polvo fino, sino como un freno de rendimiento que se ofrece como una alternativa económica al freno cerámico significativamente más costoso.
"Además de las ventajas en términos de rendimiento, emisiones de polvo fino y comportamiento frente a la corrosión, el iDisc ofrece una vida útil significativamente más larga. Puede diseñarse como un componente de por vida y, por lo tanto, contribuye a la sostenibilidad y la economía del vehículo durante su vida útil”, elogia Olaf Ley sus discos de freno. Sin embargo, las emisiones de polvo fino reducidas hasta ahora apenas se han tenido en cuenta para fines de marketing para los frenos revestidos.
los costos se reducen
Buderus Guss quiere cambiar eso con el iDisc II. Esta nueva generación ya ha dejado el predesarrollo y se están manteniendo conversaciones con los primeros clientes en cuanto al desarrollo en serie, especialmente en lo que se refiere a Euro 7. “Hicimos nuestra tarea en cuanto a costos con el iDisc II. La generación anterior no se generalizó en el segmento de volumen porque aquí se usa un proceso de recubrimiento muy costoso. Ahora tenemos un proceso de recubrimiento alternativo. También tenemos una gradación, un kit de construcción. Seguimos ofreciendo una variante de rendimiento que está cerca de la primera generación en términos de propiedades.
Luego tenemos una variante Advanced para potentes motores de combustión y vehículos híbridos. También hay una variante de movilidad eléctrica con un revestimiento de una sola capa para vehículos eléctricos. El enfoque aquí está en la protección contra la corrosión. El óxido es un gran problema en los autos eléctricos porque los discos de freno en el eje trasero rara vez se usan". En VW, este problema de corrosión se evita actualmente instalando frenos de tambor en el eje trasero de los autos eléctricos como el ID.3 y ID.4.
Costo versus Medio Ambiente
En el contexto del ajuste Euro 7, Buderus Guss está manteniendo conversaciones con varios fabricantes de automóviles. Pero el iDisc II tampoco será barato, por lo que probablemente no sea la solución óptima para todos los modelos. "Hay diferentes filosofías aquí, dependiendo de si el fabricante está orientado a los costos o, por ejemplo, tiene un pulgar verde en la bandera". Ley no nombra ningún precio específico, pero se dice que los frenos de disco con un revestimiento elaborado son dos tres veces más caro que los discos de hierro fundido convencionales.
Queda por ver si los fabricantes de automóviles solo utilizarán las nuevas tecnologías para reducir o evitar el polvo de los frenos cuando la norma Euro 7 sea obligatoria o si, como pioneros medioambientales, las utilizarán independientemente de los requisitos legales. Los OEM tienen almacenes correspondientes para ambos escenarios. Debido a su comportamiento de frenado inherente, los autos eléctricos probablemente no necesitarán frenos limpios, pero necesitarán un revestimiento inhibidor de oxidación en las superficies de fricción que están sujetas a poca tensión.
Recubrimiento especial
Tallano y Buderus Guss no son los únicos que trabajan en soluciones para reducir el polvo fino de los frenos. Entre otras cosas, el especialista en filtros Mann+Hummel ha desarrollado un sistema de filtro pasivo en el que el polvo fino se acumula en una carcasa en la parte superior del freno de disco. Al igual que Buderus Guss, la empresa C4 Laser Technology, con sede en Freital, Sajonia, utiliza un proceso de recubrimiento para los discos de freno que pretende reducir la formación de polvo fino por la abrasión de los frenos.
Finalmente, el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) está desarrollando un freno de disco mecánico con rodamientos en baño de aceite como parte del proyecto Zedu-1. El sistema cerrado debería incluso filtrar el 100 por ciento de la abrasión. Será emocionante ver qué fabricantes elegirán qué soluciones para qué modelos para poder superar el obstáculo Euro 7 en unos pocos años.