Pastiglie freno in ceramica: cosa sono?

Le pastiglie freno sembrano tutte uguali, ma in realtà è la composizione del mix di materiali a definirne le caratteristiche di frenata, comfort e usura. Anche mettendo diverse pastiglie affiancate, l’aspetto potrebbe davvero dire poco sulle differenze tra i principali tipi di pastiglie organiche, metalliche e ceramiche. In questo articolo vedremo quali sono le differenze e in quali casi una pastiglia si presta ad essere migliore delle altre.

PASTIGLIE FRENO: COME FUNZIONANO

Il funzionamento dei freni si basa su un principio molto collaudato: trasformare l’energia cinetica in energia termica attraverso l’attrito tra le pastiglie freno e i dischi. Anche se non ce ne rendiamo conto guidando la stessa auto ogni giorno, la forza frenante non è sempre la stessa, ma varia in base alla temperatura e richiede uno sforzo maggiore sul pedale. Lo sforzo necessario a fermare un’auto tende ad aumentare quando il calore che si genera durante una frenata continuativa (ad esempio percorrendo una lunga discesa), viene trattenuto dalle pastiglie freno, provoca una riduzione del coefficiente di attrito, nota come fading, e vibrazioni ad alta frequenza o rumore. Per ovviare a questi problemi uno dei principali ingredienti delle pastiglie, prima che se ne scoprisse la pericolosità, era l’asbesto. Le fibre di amianto, assieme ad altri leganti permettevano una buona resistenza al calore e all’usura, finché la loro messa al bando ha portato alle pastiglie freno organiche, metalliche e ceramiche. Nei paragrafi seguenti vediamo come sono fatte, con pro e contro.

PRO E CONTRO DELLE PASTIGLIE FRENO DI CERAMICA

Le pastiglie freno in ceramica hanno riscosso sempre più consensi ambientali negli ultimi anni, soprattutto per le ridotte emissioni di polveri. La composizione del materiale d’attrito, tra gli altri costituenti, è a base di particelle ceramiche e fibre metalliche, necessarie per compensare la trasmissione del calore. “I materiali impiegati appartengono alla famiglia NAO (No-Osbestos Organic Friction Linings)”, ci spiega ATE riguardo alle pastiglie ATE Ceramic. “Sono di origine organica prive amianto e di polveri a base di ferro”. Il costo maggiore rispetto alle altre tipologie di pastiglie si ripaga con una ridotta usura di pastiglie e dischi, che in media hanno anche un costo molto maggiore. Nella comparativa freni dell’ADAC, le pastiglie in ceramica ATE sono risultate le migliori soprattutto nelle frenate ripetute in città e a freddo. Proprio nelle condizioni di guida urbane con molto traffico, secondo numerosi studi, i freni dei veicoli producono oltre la metà delle PM 10 non derivanti dal motore. Per via della composizione le pastiglie in ceramica sono più adatte a una guida normale. Se sottoposte a un carico eccessivo infatti lo smaltimento del calore non è ottimale e la forza frenante tende a decrescere alle alte temperature. Inoltre non si possono utilizzare con dischi freno forati o baffati.

PRO E CONTRO DELLE PASTIGLIE FRENO METALLICHE

Per le auto con peso e prestazioni maggiori sono indicate le pastiglie freno metalliche, con costituenti metallici dal 30% al 70%. La maggiore forza frenante soprattutto alle alte temperature è dovuta alle fibre di diversi metalli (rame, ferro, acciaio o leghe composite). E’ arcinota l’ottima capacità del metallo di trasmettere calore, per questo le pastiglie metalliche disperdono meglio il calore quando i freni vengono stressati. Il rovescio della medaglia che bilancia il costo è l’usura maggiore che produce anche più polveri (i cerchi si sporcano frequentemente). Inoltre i dischi durano di meno e c’è una maggiore tendenza ad essere rumorose rispetto alle pastiglie freno in ceramica che sono più silenziose.

PRO E CONTRO DELLE PASTIGLIE FRENO ORGANICHE

Le pastiglie freno organiche sono le più diffuse con un costo basso per veicoli che fanno pochi chilometri. Con il divieto di utilizzare le fibre di amianto, l’asbesto è stato rimpiazzato da un mix di fibre e materiali, tra cui gomma, carbonio, fibra di vetro, Kevlar e altro uniti con resine. Se confrontate con le pastiglie metalliche, producono meno polveri con una modesta forza frenante e resistenza al calore, ma in un campo di temperature molto limitato. La composizione delle pastiglie è più “cedevole” rispetto alle pastiglie di ceramica e metalliche, difatti l’usura dei dischi freno è molto bassa, ma tendono a consumarsi più velocemente. Questa “morbidezza” in genere si manifesta con un maggiore sforzo frenante, da non confondere col vapour lock. Quest’ultimo invece porta alla generazione di vapore quando il calore che risale dai freni fa evaporare l’umidità catturata dal liquido frenante. Ecco perché è importante la sostituzione regolare del liquido freni, ma soprattutto montare pastiglie freno sicure e adatte alle esigenze di guida.