La tecnología de los frenos no ha cambiado mucho en los últimos cien años, pero el frenado regenerativo representa un cambio radical en la forma en que pensamos sobre el frenado. Los avances han sido más bien iterativos que innovadores, como la transición de los frenos de tambor a los frenos de disco. También ha habido avances significativos en los materiales físicos de los que están hechas las pastillas de freno, lo que ha resultado en materiales de fricción que duran más, crean menos polvo y son menos propensos a hacer ruido. Tecnologías como los frenos antibloqueo también han hecho que la tecnología de los frenos sea más segura, pero el principio subyacente de convertir la energía cinética en calor no ha cambiado.

Los frenos tradicionales funcionan bien, pero son tremendamente derrochadores. Cada vez que usted presiona el pedal de freno, usted está efectivamente sujetando sus ruedas con la fuerza de miles de libras de presión hidráulica. El mecanismo preciso involucra rotores de metal en forma de disco, los cuales se colocan entre cada neumático y el cubo de la rueda, y se aprietan entre las pastillas de freno orgánicas, metálicas o cerámicas. En los vehículos más antiguos, se utilizan tambores y zapatas de freno menos eficientes. En cualquier caso, el vehículo se ralentiza debido a la tremenda fricción que se genera entre las pastillas y los discos o entre los zapatos y los tambores. Esa fricción esencialmente convierte la energía cinética en energía calorífica (y a veces en mucho ruido), y como resultado su coche se ralentiza.

El problema con los frenos tradicionales es que su motor tuvo que gastar mucho combustible para acumular esa energía cinética, y esencialmente se desperdicia cuando los frenos lo convierten en calor. La idea básica detrás del frenado regenerativo es que una variedad de tecnologías hacen posible recapturar alguna porción de esa energía cinética, convertirla en electricidad y luego reutilizarla.

¿Cómo funcionan los frenos regenerativos?

La forma más común de la tecnología de frenos regenerativos vuelve a utilizar un motor eléctrico como generador, razón por la cual los frenos regenerativos se encuentran a menudo en vehículos híbridos y eléctricos. Durante el funcionamiento normal, el motor eléctrico toma energía de la batería y la utiliza para mover el vehículo. Cuando se pisa el pedal de freno, el motor eléctrico es capaz de invertir este proceso y devolver la electricidad a la batería. Esto puede ayudar a mantener una batería cargada sin enchufar un vehículo eléctrico o usar el alternador en un híbrido, lo que lleva a una mayor eficiencia.

Debido a que los frenos regenerativos transforman efectivamente la energía cinética en electricidad, son capaces de reducir la velocidad de un vehículo. Sin embargo, hay limitaciones en la eficiencia de un sistema de frenos regenerativo. Uno de los principales problemas es que los frenos regenerativos no funcionan tan bien a bajas velocidades como lo hacen a altas velocidades. Debido a esa limitación inherente al frenado regenerativo, la mayoría de los vehículos también están equipados con un sistema de frenado tradicional suplementario.

Limitaciones de los frenos regenerativos

Además de la caída natural de la eficiencia de frenado regenerativo a bajas velocidades, la tecnología también adolece de otras limitaciones. Algunos de los más notables incluyen:

• El frenado regenerativo sólo funciona con «ruedas motrices».
• Los frenos regenerativos normalmente no proporcionan suficiente fuerza de frenado en condiciones de parada de pánico.
• La eficiencia de un sistema regenerativo está limitada por factores como la capacidad del sistema de almacenamiento de energía y la salida del motor eléctrico.
• Los sistemas regenerativos tradicionales son incompatibles con los vehículos no eléctricos y no híbridos.
• Algunos sistemas regenerativos se ven obligados a utilizar un «frenado dinámico» complementario que no almacena la energía cinética recuperada.

Frenos capacitivos y motores de combustión tradicionales

Dado que los sistemas de frenos regenerativos suelen depender de sus motores eléctricos para generar electricidad, son intrínsecamente incompatibles con los vehículos que utilizan motores de combustión interna. Sin embargo, existen algunas tecnologías regenerativas alternativas que pueden aplicarse a los motores de combustión interna tradicionales. Uno de estos sistemas utiliza grandes condensadores para almacenar y liberar rápidamente la electricidad, que luego pasa a través de un transformador reductor. La salida de 12 voltios se introduce en el sistema eléctrico del vehículo, lo que quita algo de carga al motor. Esta tecnología es actualmente capaz de aumentar la eficiencia del combustible hasta en un 10 por ciento, aunque todavía está en su infancia.

¿Qué coches usan frenos regenerativos?

La mayoría de los vehículos híbridos y eléctricos utilizan algún tipo de sistema de frenado regenerativo. Los fabricantes de equipos originales como Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota y Tesla se incorporaron muy pronto con la tecnología de frenado regenerativo en sus vehículos híbridos y eléctricos. Los vehículos no híbridos que utilizan algún tipo de frenado regenerativo son significativamente menos comunes, pero BMW y Mazda fueron los primeros en adoptar esta tecnología en ciertos modelos.