Multiplicación de la fuerza, el servofreno de vacío

En el anterior episodio explicamos el sistema hidráulico que la práctica totalidad de los vehículos modernos utilizan para transmitir la fuerza que nosotros, humildes conductores, aplicamos sobre elpedal hasta los frenos.

Pero como somos eso, humildes humanos, la fuerza que podemos aplicar es limitada. Además, nos es muy incómodo tener que hacer mucha fuerza a menudo. Y, por lo tanto, lacapacidad de frenado de nuestro vehículo, por muy buenas que las superficies de fricción, siempre estará limitada por el factor humano. Por este motivo, es bueno contar con sistema de multiplicación de lafuerza neumática que llega a los frenos.

Sin duda, existen muchos dispositivos que nos ayudan a multiplicar la fuerza de frenado. Y con el avance de la ciencia y la técnica, cada vez tendremosmás, y mejores. Pero sin duda, el primer dispositivo que a todos nos viene a la cabeza es el servofreno de vacío.

Como su propio nombre indica, el servofreno se basa en almacenar vacío, y usarlo deforma inteligente en el momento en que pisamos el pedal Para entenderlo mejor, empecemos por repasar el concepto Físico de la presión creada por un gas.

Los gases, como por ejemplo el aire, estáncompuestos por partículas que se mueven libremente a velocidades enormes. Por ejemplo, las moléculas de nitrógeno del aire que nos rodea a unos 25ºC se mueven, de media, por encima de los 1800km/h. Perocomo se mueven en todas direcciones, es decir hay la misma cantidad de ellas moviéndose a derecha que a izquierda, no notamos un movimiento neto del aire.

Cuando una de estas moléculas del airecolisionan contra un cuerpo sólido, le pega un pequeño empujón. Es decir, le aplica una pequeña fuerza. Dado lo inmensamente pequeñas que son las partículas, la masa de una molécula de nitrógeno esaproximadamente 2 · 1025 veces inferior a un kilo (es decir, un dos seguido por veinticinco ceros), parecería que estas colisiones deberían producir un efecto insignificante. Pero hay tantas partículas...