freno de pinza

Un freno de pinza es un freno de fricción que funciona presionando bloques de freno de hierro fundido, o zapatas, contra la banda de rodadura exterior de una rueda de ferrocarril. Los bloques sujetan la rueda desde lados opuestos, de forma muy parecida a una mano apretando un objeto. Cuando la palanca de freno o la presión de aire accionan el mecanismo, los varillajes fuerzan las zapatas hacia adentro hasta que agarran la banda de rodadura de la rueda giratoria, convirtiendo la energía cinética en calor y deteniendo el tren.

A diferencia de los frenos de bloque que actúan solo en un lado de la rueda, los frenos de pinza utilizan dos zapatas opuestas colocadas simétricamente a cada lado de la rueda cuando se ven de perfil. Este diseño equilibrado reduce las fuerzas laterales sobre el eje y los cojinetes de las ruedas, una ventaja significativa en locomotoras y vagones de carga pesada. Las zapatas suelen montarse en una araña o bastidor que pivota o se desliza en respuesta a la actuación del freno.

Los bloques de freno de hierro fundido son componentes reemplazables que se desgastan durante el uso. El contacto hierro sobre hierro entre la zapata y la llanta de acero genera altos coeficientes de fricción, típicamente entre 0.25 y 0.35 en seco, aunque esto disminuye en condiciones húmedas. El desvanecimiento del freno ocurre si la temperatura de la llanta excede aproximadamente los 260 grados Celsius, una limitación real en pendientes largas y pronunciadas donde las aplicaciones repetidas pueden sobrecalentar las ruedas.

Accionamiento y variantes

Los frenos de pinza funcionan con diferentes fuentes de energía: mecanismos de tornillo operados manualmente en vagones más pequeños, cilindros hidráulicos en material rodante de pasajeros o sistemas de aire comprimido en trenes de carga y pasajeros modernos. Los frenos de pinza accionados por aire utilizan cilindros dobles montados en el bastidor del freno, uno a cada lado, que tiran o empujan varillas conectadas a las zapatas de freno. Los diseños de tiro directo y pasador flotante son variantes comunes, cada una distribuyendo la carga de manera diferente en las superficies de las zapatas.

El término clasp se refiere a la acción de agarre de los bloques opuestos; es una terminología más antigua que todavía se encuentra en la documentación ferroviaria británica y europea. En América del Norte, el mecanismo equivalente a menudo se denomina indistintamente freno de dos zapatas o freno de pinza. Estos frenos tuvieron su mayor despliegue a mediados del siglo XX, pero siguen en servicio en ferrocarriles históricos y en algunas operaciones de carga donde su simplicidad y robustez justifican su uso continuado sobre diseños más avanzados.