Pastiglie freno: quando cambiarle e quali scegliere

Quando si frena, pochi metri possono salvare la vita. Lo spazio di frenata è di vitale importanza per evitare incidenti e vittime, e dallo stato e dalla qualità delle pastiglie freno dipende la potenza frenante del veicolo. Per questo gli autoriparatori devono sempre prestare la massima attenzione a questo componente, non esitando a sostituire una pastiglia freno qualora risulti usurata o si riscontri qualche problema al sistema frenante. Le pastiglie freni sono un best seller anche in ambito di ricambi aftermarket, e non possono dunque mancare nell’assortimento di ogni distributore e ricambista.

Come funzionano le pastiglie freno e quando cambiarle

Il funzionamento delle pastiglie dei freni è relativamente semplice. Premendo sul freno a disco, le pastiglie freno generano l’attrito necessario a far rallentare il veicolo, convertendo l’energia cinetica in energia termica. Quando viene premuto il pedale del freno, le pastiglie freno – insieme alle ganasce freno a cui sono attaccate – vengono spinte verso il disco freno (montato sul mozzo della ruota) ottenendo la frenata e modulandola in base alla pressione esercitata sul pedale. Essendo sottoposte a continua usura, le pastiglie freno si consumano e devono essere regolarmente cambiate. È piuttosto semplice sapere se le pastiglie dei freni sono consumate e un’occhiata esperta di un riparatore può dare subito il responso. Anche stridii e rumore dei freni (link ad articolo pulizia freni) possono essere il sintomo di un problema delle pastiglie freno, anche se non necessariamente: potrebbe infatti trattarsi di un altro componente dell’impianto frenante che non funziona correttamente o si è danneggiato. In caso di guarnizioni usurate delle pastiglie freno si noterà un basso livello del liquido dei freni, segnale inequivocabile che pastiglie e ganasce freno devono essere sostituite. Più facile ancora è accorgersi che la potenza di frenata si è significativamente ridotta, o comunque non è più quella di una volta. Tempo dunque di cambiare le pastiglie freno dell’auto. Difficile stabilire quali sono le pastiglie freni migliori, visto i numerosi marchi aftermarket che le propongono. Quale che è certo è che la qualità dei materiali utilizzati conta molto, e anche la tecnologia alla base delle mescole è in costante evoluzione.

Problemi alle pastiglie dei freni

Nonostante la sostituzione delle pastiglie freno sia un intervento semplice e abituale per un riparatore, talvolta possono sorgere dei problemi. Uno dei problemi più comuni delle pastiglie dei freni è, ad esempio, il parziale distacco della pastiglia dalla piastra di supporto, che può essere causato da una pastiglia nuova montata su un vecchio disco freno, oppure da eccessivo calore ma anche da ruggine o corrosione. L’eccessivo calore – in caso di sovraccarico termico – può inoltre sciogliere i leganti e frantumare la mescola di materiali di cui è composta. Il sovraccarico termico può essere causato dal pistone della pinza bloccato, da una boccola di guida troppo adesa ma può verificarsi anche dopo frenate ripetute. Anche il danneggiamento della superficie della pastiglia freno – solchi o bordi usurati – può creare complicazioni: in questo caso la causa potrebbe essere un frammento o dello sporco finito tra la pastiglia e il disco, ma anche un disco freno vecchio potrebbe aver danneggiato la pastiglia. Se le pastiglie freni non sono regolarmente sostituite rischiano di consumarsi fino alla piastra di supporto, rendendo poco efficace la frenata, con tutti i rischi che questo comporta.

Pastiglie freno non adatte: come accorgersene

Anche l’utilizzo di pastiglie dei freni non adatte per uno specifico modello può ovviamente creare problemi. I produttori di pastiglie sono infatti chiamati a sviluppare pastiglie e mescole sempre più specifiche per i vari modelli lanciati dalla Case. Nelle vetture francesi, ad esempio, vengono utilizzate prevalentemente pastiglie asimmetriche, ma anche molti altri modelli richiedono pastiglie freno con specifiche caratteristiche. Quando una pastiglia freno non è adatta ad un determinato veicolo i primi segnali a cui prestare attenzione sono rumori, vibrazioni e prestazioni di frenata non del tutto soddisfacenti. La qualità delle pastiglie e dei materiali utilizzati è ovviamente fondamentale per assicurare una frenata sicura e silenziosa. Va comunque considerato che nei primi 200-300 km è meglio frenare dolcemente per evitare che si brucino le sostanze volatili delle resine presenti nei materiali delle pastiglie e si indurisca lo smalto della superficie, creando fastidiosi rumori e diminuendo le prestazioni.

Le nuove formulazioni delle pastiglie freno

È la mescola delle pastiglie, ovvero la combinazione di materiali utilizzati dai produttori, a definire le caratteristiche e le performance delle pastiglie in commercio. Nelle pastiglie freno più prestazionali vengono utilizzati oltre un centinaio di diversi materiali d’attrito per creare formulazioni “sartoriali” per lo specifico veicolo. Anche la piastra metallica della pastiglia freno – la “spina dorsale” delle pastiglie – ha un ruolo fondamentale e nei prodotti di fascia alta è fabbricata con acciai ad alta resistenza, talvolta rivestiti per aumentare la protezione. Spesso si utilizzano anche degli spessori / strati di materiale assorbente per ridurre le vibrazioni e creare una barriera termica a vantaggio di una frenata più uniforme. Negli ultimi anni sono state introdotte anche pastiglie freno specifiche per veicoli ibridi ed elettrici, con mescole innovative sviluppate per ridurre significativamente la rumorosità e le polveri. Sempre più fondamentale è anche la compatibilità con i freni di stazionamento elettrici e con gli impianti frenanti che utilizzano le “light caliper”, pinze più leggere che contribuiscono a diminuire il peso veicolo ma che cambiano la capacità di smaltire il calore e le relative forze strutturali.

Pastiglie dei freni con o senza rame?

Il rame è un ingrediente fondamentale nella formulazione delle pastiglie freno. Questo metallo limita infatti l’usura, la rumorosità e il cosiddetto “juddler – il sussulto del freno – ovvero quella vibrazione avvertita attraverso il volante e le sospensioni quando si frena. Il rame contribuisce inoltre alla stabilità del coefficiente di attrito per un ampio intervallo di temperature in esercizio, e per queste ragioni è oggi presente nella stragrande maggioranza di pastiglie freno, con una percentuale che varia tra il 5 e il 20% della massa della pastiglia nelle formulazioni organiche prive di amianto (noti come materiali NAO) e nelle formulazioni a basso contenuto di acciaio utilizzate in Europa, Asia e Nord America.

Recentemente, tuttavia, sono state introdotte negli Stati Uniti delle normative che prescrivono il graduale abbandono del rame, a causa dell’impatto negativo sull’ambiente. Le polveri di rame derivanti dal consumo delle pastiglie freno tradizionali sono infatti ritenute in grado di influenzare i livelli di ossigeno nell’acqua dolce, con conseguenze negative per l’ecosistema. Le nuove normative in materia di pastiglie freno prevedono quindi di limitare inizialmente il contenuto del rame a meno del 5% del peso totale della pastiglia (entro il 2021), per poi arrivare entro il 2025 a un contenuto dello stesso inferiore allo 0,5%.

Anche l’Unione Europea dovrà prendere delle decisioni, e l’abbandono del rame potrebbe diventare obbligatorio dal 2025.

Le Case auto si adeguano alle nuove normative sulle pastiglie freno

Per non trovarsi impreparate diverse Case auto hanno recepito in anticipo questa legislazione, chiedendo ai fornitori di realizzare materiali di attrito senza rame per le loro piattaforme. La Mercedes Classe C è stata la prima auto ad essere equipaggiata con pastiglie senza rame, seguita dai nuovi modelli Audi (A4, A5, A6, A8, Q5 e Q7). Oltre a Daimler, anche il gruppo Volkswagen si è dunque mosso per aggiornare le specifiche per i propri sistemi frenanti in modo da tenere conto dei nuovi livelli di rame. Anche il mondo aftermarket dovrà recepire alla svelta questo cambiamento, e distributori, ricambisti e meccanici dovranno essere pronti per fornire tali pastiglie.

Già negli anni ’80, i produttori di pastiglie freno hanno dovuto fare i conti con la messa al bando di un materiale pericoloso come l‘amianto, sperimentando materiali che potessero sopperire all’ottima resistenza al calore offerta dalle fibre di amianto. Nell’ultimo periodo sta succedendo la stessa cosa con il rame. Impegnando i produttori nello sviluppo di formule capaci di offrire le stesse caratteristiche di usura e di attrito delle pastiglie contenenti rame. I produttori non si sono semplicemente limitati a togliere il rame dalla mescola, ma hanno cercato di combinare al meglio vari materiali – solfuri metallici, minerali, abrasivi, fibre, particelle in ceramica e grafite – per ottenere mescole capaci di uguagliare le performance delle tradizionali pastiglie contenenti rame in termini di frenata, rumorosità, caratteristiche di NVH (Noise-Vibration-Harschenss), durata, produzione di polveri, senza dimenticare la naturalezza in frenata.

Rumore dei freni: non sempre è colpa delle pastiglie

Non sempre tuttavia il rumore dei freni è imputabile a pastiglie freno usurate o in cattivo stato. Stridii e vibrazioni eccessive possono essere spesso provocate anche da pinze freno che non funzionano correttamente, perni di posizionamento deformati, e ovviamente anche dall’ usura del disco freno o variazioni di spessore dello stesso. Sporco, frammenti di materiali, corrosione possono essere la causa di un fastidioso rumore, ma anche una perdita di liquido dei freni potrebbe aver fatto danni. In certi casi sono le stesse pastiglie freno – che presentano strisci, scanalature, deformazioni – a segnalare che qualcosa non funziona su altri componenti dell’impianto frenante, ma anche dello sterzo o della trasmissione.

Per questo è importante un’ispezione periodica delle pastiglie freno, verificando la presenza di crepe, strisci o curvature sulla superficie della pastiglia e misurando lo spessore dei dischi freno.