¿Qué es la distancia de frenado y cómo se calcula la distancia de detención?

Imagina que un balón sale a la carretera delante de un coche. El coche no se para en el instante en que el conductor lo ve. Primero el conductor tiene que darse cuenta, decidir frenar y mover el pie al pedal; mientras tanto, el coche sigue a la misma velocidad. Después actúan los frenos, y el coche aún avanza mientras va perdiendo velocidad. Por eso la física divide la distancia total en dos partes:

distancia de detención = distancia de reacción + distancia de frenado

La distancia de reacción es lo que recorre el coche durante el tiempo de reacción del conductor. Como la velocidad no cambia, se usa la misma idea que en velocidad, distancia y tiempo:

distancia de reacción (m) = velocidad (m/s) × tiempo de reacción (s)

Un tiempo de reacción típico ronda los 0,7 segundos, pero puede pasar fácilmente de un segundo. A 20 m/s (72 km/h), con 0,7 s de reacción, el coche recorre 20 × 0,7 = 14 m antes incluso de empezar a frenar.

La distancia de frenado es lo que recorre el coche desde que actúan los frenos hasta que se para. Los frenos usan el rozamiento para hacer un trabajo contra el movimiento hasta eliminar toda la energía cinética. Como trabajo = fuerza × distancia y energía cinética = ½mv²:

fuerza de frenado × distancia de frenado = ½ × masa × velocidad²

Si se usa la deceleración a (en m/s²), queda distancia de frenado = v² / (2a), que es la ecuación del MRUA v² = v₀² − 2a·d con velocidad final cero (a es la deceleración). Fíjate en el cuadrado: si la velocidad se duplica, la distancia de reacción se duplica, pero la distancia de frenado se hace cuatro veces mayor. Por eso la distancia de frenado aumenta tanto con la velocidad.

¿De qué depende cada parte?

• Distancia de reacción: aumenta con la velocidad y con todo lo que retrasa la reacción: cansancio, distracciones como el móvil, alcohol o drogas.
• Distancia de frenado: aumenta con la velocidad, con más masa (un vehículo cargado necesita más distancia), con frenos o neumáticos gastados y con una carretera resbaladiza: mojada, helada, con aceite, hojas o gravilla.

La velocidad también explica la gravedad de un choque: la cantidad de movimiento crece con la velocidad, y la energía cinética crece con su cuadrado. A doble velocidad, el coche llega al choque con cuatro veces más energía.

¿Cuál es la fórmula de la distancia de frenado?#

Distancia de frenado = v² / (2a), con v en m/s y la deceleración a en m/s². La distancia de detención total es la distancia de reacción (v × tiempo de reacción) más la distancia de frenado.

¿Qué diferencia hay entre distancia de frenado, de reacción y de detención?#

La de reacción es lo que avanzas antes de pisar el freno; la de frenado, lo que avanzas mientras frenas; la de detención es la suma de las dos.

¿Cómo varía la distancia de frenado al duplicar la velocidad?#

Se multiplica por cuatro, porque depende de la velocidad al cuadrado. Al triplicar la velocidad, se multiplica por nueve.

¿La distancia de frenado aumenta o disminuye con la lluvia o la carga?#

Aumenta. El agua reduce la adherencia de los neumáticos y un vehículo cargado tiene más masa que detener. La distancia de reacción, en cambio, no depende de eso.

¿Qué es la distancia de seguridad?#

Es el espacio que se deja con el vehículo de delante para poder parar si frena de golpe. Una regla práctica muy difundida es dejar al menos dos segundos de separación, y más con lluvia. A 90 km/h (25 m/s), dos segundos son 50 m.

¿Qué distancia de frenado tiene un tren?#

Mucho mayor que un coche: tiene una masa enorme y las ruedas de acero sobre carriles de acero tienen poco rozamiento, así que puede necesitar cientos de metros o más.