¿Cómo frena un avión? Sistemas de frenos, cálculos y mucho más

¿Cómo frena un avión? Sistemas de frenos, cálculos de frenada, y mucho más.

Todos estamos acostumbrados a utilizar los frenos en nuestro día a día, ya sea en nuestro coche, moto o bicicleta, pero, ¿alguna vez te has preguntado cómo frena un avión comercial?

Imagina un avión de más de 70 toneladas aterrizando a una velocidad cercana a los 300 kilómetros por hora. Detener esta gigantesca máquina requiere de un sistema de frenos extremadamente eficiente y robusto, capaz de reducir la velocidad del avión de manera controlada y segura.

Así que, dentro del proceso de aprender a aterrizar, los aspirantes a piloto deben estudiar cómo funciona el sistema de frenado en los aviones, los diferentes tipos de frenos que se utilizan, los sistemas auxiliares que aseguran una frenada eficaz, y los cálculos que los pilotos deben realizar antes de aterrizar.

Y todo eso te lo vamos a explicar (ligeramente) también aquí, ¿nos acompañas? ¡Vamos!

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¿Qué tipos de frenos tienen los aviones?

Al igual que en los automóviles, en los aviones se utilizan principalmente frenos de disco, aunque existen otros tipos, como los frenos de tambor, que son más comunes en la aviación general.

Frenos de disco

Los frenos de disco operan mediante la creación de fricción entre dos discos de metal, lo que permite desacelerar el avión.

Este sistema es sumamente eficaz debido a su capacidad para disipar el calor generado durante la frenada, algo crucial cuando se trata de detener un avión en tierra a altas velocidades.

Frenos de tambor

Los frenos de tambor, por otro lado, funcionan cuando una zapata con forma de tambor roza contra un tambor giratorio.

Aunque este tipo de frenos es más simple en diseño, es menos común en aviones comerciales debido a su menor capacidad para disipar el calor en comparación con los frenos de disco.

La elección entre frenos de disco y de tambor depende de varios factores, incluyendo el tipo de avión y sus necesidades operativas.

¿Y qué tipos de frenos de disco hay para aviones?

No, esto no acaba aquí. Dentro de los frenos de disco utilizados en la aviación, existen dos materiales predominantes: acero y carbono. Cada uno de estos materiales ofrece ventajas y desventajas que influyen en el procedimiento de frenado.

Frenos de acero

Los frenos de acero son conocidos por su robustez y durabilidad. Sin embargo, debido a su alta densidad, tienden a calentarse más rápidamente.

Para manejar esto, se recomienda realizar aplicaciones de freno más frecuentes y menos intensas para evitar el sobrecalentamiento.

Esto significa que durante la fase de frenado, los pilotos aplican presión sobre los frenos varias veces, en lugar de mantener una presión constante, lo que ayuda a disipar el calor y evitar daños.

Frenos de carbono

Por otro lado, los frenos de carbono, aunque más costosos, ofrecen una mayor eficiencia térmica. Este material es capaz de soportar temperaturas más altas sin perder su capacidad de frenado.

Por lo tanto, con frenos de carbono, los pilotos pueden realizar aplicaciones de freno más prolongadas y menos frecuentes.

Este tipo de freno es común en aviones de mayor tamaño y en aquellos que operan en condiciones más exigentes, ya que su capacidad para disipar el calor permite un rendimiento óptimo incluso en situaciones extremas.

Sistemas de freno en los aviones

El sistema de frenado de un avión no se limita únicamente a los frenos en sí. Existen varios sistemas auxiliares diseñados para garantizar una frenada eficiente y segura.

Antiskid

Uno de los sistemas más importantes en los aviones comerciales es el Antiskid, que funciona de manera similar al sistema de frenos ABS que encontramos en los coches.

¿Y cómo funciona? Pues este sistema monitoriza la velocidad de giro de cada una de las ruedas del tren de aterrizaje, asegurándose de que ninguna de ellas se bloquee durante la frenada.

Si alguna rueda comienza a deslizarse, el sistema reduce automáticamente la presión de frenado en esa rueda específica, permitiendo que vuelva a girar y manteniendo así el control sobre el avión.

El sistema antiskid es esencial para la seguridad del avión, especialmente en condiciones de pista mojada o resbaladiza. En caso de que el sistema antiskid esté inoperativo, la distancia de frenado puede aumentar significativamente, lo que podría llevar a que el avión se salga de la pista o no pueda detenerse a tiempo.

Por esta razón, los pilotos deben verificar siempre que el sistema antiskid esté funcionando correctamente antes de aterrizar.

Autobrake o autofreno

Otro sistema clave en el frenado de aviones es el Autobrake o autofreno. Este sistema se activa automáticamente cuando se detecta que el avión ha tocado la pista y que las palancas de potencia están en posición de ralentí.

Los pilotos tienen la capacidad de ajustar el nivel de intensidad del autofreno, dependiendo de las condiciones de aterrizaje, como el peso del avión, la longitud de la pista y las condiciones climáticas.

El sistema autobrake es particularmente útil en situaciones donde se requiere una frenada suave y controlada, como en pistas mojadas o cortas. Al ajustar el nivel de intensidad, los pilotos pueden asegurarse de que el avión se detenga de manera segura sin poner en riesgo sus componentes.

Además, el autobrake permite una distribución uniforme de la presión de frenado entre todas las ruedas, lo que contribuye a un aterrizaje más seguro y a evitar también el efecto suelo.

Brake Fan

Durante un aterrizaje, los frenos pueden alcanzar temperaturas extremadamente altas, a veces superando los 400 grados Celsius.

Para evitar que los frenos se sobrecalienten y para reducir el tiempo de enfriamiento entre aterrizajes, muchos aviones comerciales están equipados con Brake Fans o ventiladores de freno. Estos ventiladores se activan después del aterrizaje para disipar rápidamente el calor acumulado en los frenos.

El uso de brake fans es esencial en operaciones donde los tiempos de rotación son cortos, es decir, cuando el avión debe despegar de nuevo poco tiempo después de haber aterrizado. Sin un enfriamiento adecuado, los frenos pueden sufrir daños o incluso fallar durante la siguiente operación de aterrizaje.

Por lo tanto, los ventiladores de freno no solo mejoran la seguridad, sino que también aumentan la eficiencia operativa del avión.

¿Qué problemas pueden surgir durante la frenada del avión?

Aunque los sistemas de frenado en los aviones están diseñados para ser extremadamente fiables, existen situaciones en las que pueden surgir problemas que pongan en riesgo la seguridad de la aeronave. Conocer estos posibles problemas y cómo manejarlos es esencial tanto para los pilotos como para los equipos de mantenimiento.

¿Qué ocurre si un avión declara Hot brakes?

Uno de los problemas más comunes relacionados con el frenado en los aviones es la situación conocida como Hot brakes o frenos calientes. Esto ocurre cuando los frenos se sobrecalientan debido a un uso excesivo o a una frenada de emergencia. Los frenos calientes pueden provocar una disminución en la eficacia de frenado y, en casos extremos, pueden incluso causar daños en los componentes del sistema de frenos.

Cuando un avión declara Hot brakes, es fundamental que el avión permanezca en tierra hasta que los frenos se enfríen a niveles seguros. Los técnicos de mantenimiento suelen utilizar ventiladores externos o incluso chorros de aire frío para acelerar el proceso de enfriamiento. En algunos casos, si los frenos están extremadamente calientes, puede ser necesario revisar el estado de los discos de freno y las pastillas antes de que el avión pueda volver a operar.

Además, los pilotos deben tener cuidado al estacionar el avión después de un aterrizaje en el que los frenos se hayan sobrecalentado. Estacionar en áreas con materiales combustibles, como césped o asfalto caliente, podría aumentar el riesgo de incendio. Por esta razón, se recomienda estacionar en áreas designadas donde el riesgo de incendio sea mínimo y donde se pueda controlar mejor el enfriamiento de los frenos.

Cálculos de frenado en los aviones

Antes de cada aterrizaje, los pilotos deben realizar cálculos precisos para determinar la distancia de frenado necesaria. Estos cálculos aseguran que el avión pueda detenerse de manera segura dentro de los límites de la pista disponible.

Varios factores influyen en estos cálculos, incluyendo el peso del avión, la velocidad de aterrizaje, las condiciones de viento, y el estado de la pista, como si está mojada o seca.

Los cálculos de frenado se realizan utilizando herramientas como el Electronic Flight Bag (EFB), un dispositivo que proporciona a los pilotos la información necesaria para realizar estos cálculos con precisión. El EFB toma en cuenta todos los factores mencionados y calcula la distancia de frenado estimada, permitiendo a los pilotos ajustar la velocidad de aproximación y seleccionar el nivel de autofreno adecuado.

Además de los cálculos de frenado, los pilotos también deben considerar la posibilidad de una «frenada de emergencia», en caso de que algo salga mal durante el aterrizaje. Esto incluye la necesidad de calcular una distancia de margen adicional en caso de que los frenos no funcionen como se espera, o si el sistema antiskid está inoperativo.

¿Cómo frena un avión? Así es el procedimiento

El procedimiento de frenado de un avión comienza incluso antes de que las ruedas toquen la pista. Durante la aproximación final, los pilotos deben reducir la velocidad del avión a una velocidad segura de aterrizaje. Una vez que el avión toca el suelo, se activan automáticamente varios sistemas para asegurar que el avión se detenga de manera segura.

Primero, el sistema autobrake comienza a aplicar presión en los frenos de manera controlada y gradual. Al mismo tiempo, se despliegan los flaps del avión en las alas, que ayudan a reducir la sustentación y aseguran que el peso del avión se transfiera completamente a las ruedas, mejorando así la eficacia del frenado.
A medida que el avión desacelera, el sistema antiskid ajusta continuamente la presión de frenado en cada rueda para evitar el deslizamiento. En aviones con ventiladores de freno, estos se activan una vez que la velocidad del avión se ha reducido lo suficiente, ayudando a disipar el calor generado durante la frenada.
Finalmente, cuando el avión ha reducido su velocidad lo suficiente, los pilotos pueden desactivar el sistema autobrake y tomar control manual de los frenos para guiar el avión hacia la puerta de desembarque. Este procedimiento asegura que el avión pueda detenerse de manera segura y controlada, sin importar las condiciones de la pista o el clima.

Lo último en frenos de avión

Como todo en el sector de la aviación comercial, la tecnología de frenado en los aviones continúa evolucionando, con nuevos desarrollos en software y sistemas de freno que mejoran la seguridad y eficiencia operativa.

Y es que los fabricantes de aviones están invirtiendo en sistemas de frenado más ligeros y eficientes, que no solo mejoran el rendimiento, sino que también reducen el peso total, lo que a su vez reduce el consumo de combustible del avión.

Nuevos softwares y sistemas de freno de los fabricantes

Uno de los avances más significativos en la tecnología de frenado es el desarrollo de sistemas de freno asistidos por software.

Estos sistemas utilizan algoritmos avanzados para ajustar la presión de frenado en tiempo real, tomando en cuenta factores como la velocidad del avión, la temperatura de los frenos y las condiciones de la pista.

Esto no solo mejora la seguridad, sino que también permite una frenada más suave y controlada, reduciendo el desgaste de los componentes del sistema de frenos.

Además, los nuevos materiales de fricción desarrollados para los discos de freno están diseñados para disipar el calor de manera más eficiente. Esto es especialmente importante en aviones modernos que operan en rutas con aterrizajes frecuentes, donde los frenos deben estar en condiciones óptimas en todo momento.

¡Ya sabes cómo frena un avión!

Como hemos visto, el proceso de frenado de un avión es mucho más complejo de lo que podríamos imaginar.

Desde los diferentes tipos de frenos y materiales utilizados, hasta los avanzados sistemas auxiliares como el antiskid y el autobrake, cada componente juega un papel importantísimo en asegurar que el avión pueda detenerse de manera segura después de un aterrizaje.

Ahora, la próxima vez que te encuentres en un avión aterrizando, podrás apreciar todo el proceso que ocurre tras bambalinas.

¿Te pica la curiosidad y quieres seguir leyendo curiosidades como esta? Pues nuestro blog de aviación es tu sitio, ¡te esperamos!

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