P.G. CHRISTIAN CABRERA , SISTEMA DE FRENOS SONORA 14 5 2022.docx

ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
Licenciatura en ingeniería Mecánica Automotriz y Autotrónica.
“PROPUESTA DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE DETECCIÓN
SONORA, PARA EL SISTEMA DE FRENADO”
Autor: Christian Alfredo Cabrera Cuellar
TUTOR:Ing. Juan Carlos Lozano Cuellar
TUTOR METODOLÓGICO:
Santa Cruz de la Sierra-Bolivia
Marzo - 2022

TRIBUNAL EXAMINADOR
………………………………….. …………………………….
Ing. Juan Carlos Lozano Cuellar Lic.
Profesor Guía (Tutor) profesor relator
………………………….…….. …………………………….
Dr. José Carlo León Christian Alfredo Cabrera Cuellar
Director de Escuela de Mecánica POSTULANTE

DEDICATORIA.
A Dios, a mis padres por el apoyo
brindado a lo largo del desarrollo de este trabajo
de investigación y a lo largo de los años de
estudios de la carrera.
AGRADECIMIENTO.

A la Universidad, a mis docentes y
en especial a mis tutores y personal
docente que creyó y me apoyó
incondicionalmente. A mis compañeros de
curso y amigos.

Resumen o abstract.
El sistema de frenado de un automóvil debe satisfacer un complejo conjunto de
requerimientos, entre los cuales la seguridad es lo más importante. Los frenos deben trabajar
en forma segura y predecible en cualquier circunstancia, lo cual implica disponer de un nivel
estable de fricción, en cualquier condición de temperatura, humedad y salinidad del medio
ambiente. Para una correcta operación de los discos de freno, es necesario considerar
diferentes aspectos, tales como la geometría, el tipo de material, la resistencia mecánica, la
temperatura máxima, la deformación térmica, la resistencia al agrietamiento, entre otros.
Todos estos aspectos inciden en que el proceso de corrosión se acelere y se genere así desgaste
de los componentes de los discos y por ende la inseguridad en el proceso de frenado. Los
frenos son uno de los principales componentes del automóvil y son indispensables para la
seguridad de los pasajeros. Estos deben estar en óptimas condiciones para que el vehículo
pueda frenar correctamente. Debido a que no es fácil revisar el estado de los frenos por el
conductor, se ha puesto gran interés en mejorar el monitoreo de dicho sistema, sin necesidad
de retirar los neumáticos, ni tener que recurrir al taller. Se desarrolló un prototipo que ayuda a
monitorear el sistema de frenos de forma no invasiva, de tal manera que el usuario puede saber
el estado actual de sus frenos en tiempo real, para así poder planear el mantenimiento
adecuado con anticipación. El sensor inteligente cuenta con un sensor de tiempo de vuelo, el
cual mide la distancia desde el eje de la rueda (o un lugar cercano) hasta la parte posterior de
la balata. Se calcula el espesor de la balata con base en la distancia medida y envía el dato al
bus de CAN. Si el espesor llega abajo del límite, se envía una alerta para que el usuario pueda
darle el mantenimiento necesario. Se obtuvo un sensor no invasivo capaz de medir el espesor
de las balatas con una resolución de 1 mm dentro del rango de 0 a 10 mm. No fue necesario
remover las llantas, ni tener algún conocimiento técnico. Además, se logró encender la señal
de alerta en el tablero al medir un espesor menor o igual a 3 mm.
Palabras clave: Tecnología de vehículos de motor; Automóviles; Instrumentación, corrosión,
deformación, desgaste, fricción, resistencia, seguridad, temperatura.

TABLA DE CONTENIDO
CAPÍTULO I ...............................................................................................................................1
1.1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................1
1.2. ANTECEDENTES........................................................................................................1
1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................6
1.2.1. Problema...............................................................................................................6
1.1. OBJETIVOS................................................................................................................7
1.2.1. Objetivo General ......................................................................................................7
1.2.2. Objetivos Específicos ...........................................................................................7
1.3. DELIMITACIONES...................................................................................................7
1.3.1. Delimitación Sustantiva.......................................................................................7
1.3.2. Delimitación Espacial. .........................................................................................7
1.3.3. Delimitación Temporal........................................................................................8
1.4. JUSTIFICACIÓN .......................................................................................................9
1.4.1. Justificación Científica. .......................................................................................9
1.4.2. Justificación social. ..............................................................................................9
1.4.3. Justificación personal. .........................................................................................9
CAPITULO II............................................................................................................................10
MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL.......................................................................................10
2.1. MARCO REFERENCIAL..............................................................................................10
2.2. MARCO TEÓRICO........................................................................................................10
2.2.1. Características técnicas y mecánicas del sistema de frenos del vehículo 4x4 Suzuki
Jimmy modelo 2019 ...........................................................................................................10
2.2.5. Características técnicas de los sistemas de sensores sonoros y mecanismos
complementarios existentes en el mercado. .......................................................................23
2.3 MARCO CONCEPTUAL. ..............................................................................................40
CAPITULO III...........................................................................................................................41
MARCO METODOLÓGICO. ..................................................................................................41
3.1. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN. ........................................................................41
3.2. TIPO DE INVESTIGACIÓN. ........................................................................................42
3.2.1. ESTRATEGIAS Y METODOS. .........................................................................42
3.2.2. TÉCNICAS..........................................................................................................42
3.2.3. DETERMINACION DE LA MUESTRA. ..........................................................43
3.3. DEFINICIÓN CONCEPTUAL Y OPERACIONAL DE VARIABLES. ..................43
CAPITULO IV ..........................................................................................................................45

ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN O DIAGNÓSTICO DEL PROBLEMA. .............................45
4.1. Determinar los factores internos y externos, que más influyen en el desgaste de las
pastillas del sistema de frenos de un vehículo 4x4 Suzuki Jimmy modelo 2019. .................45
4.1.1. Las pastillas de freno se desgastan de forma irregular ........................................46
4.1.2. Características de las pastillas .............................................................................48
4.1.3. Pastillas de freno..................................................................................................49
2. Entrevistas a técnicos y mecánicos del taller Rau Motors. ............................................53
2. Registro de imágenes. .................................................Error! Bookmark not defined.
5. Carta de solicitud de desarrollo de la propuesta de la empresa .....Error! Bookmark not
defined.
CAPITULO V............................................................................................................................57
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIÓNES DE LA INVESTIGACIÓN ...........................57
CAPITULO VI. .........................................................................................................................60
PROPUESTA. ...........................................................................................................................60
6.1. Título del Proyecto..........................................................................................................60
6. 2 Descripción. ....................................................................................................................60
6.4. Marco Institucional. ......................................................................................................61
6.5. Objetivo del Proyecto......................................................................................................61
6.6 Personas Destinatarias......................................................................................................61
6.7. Localización Física y Ámbito Territorial........................................................................61
6.8. Calendario de Trabajo.....................................................................................................62
6.9 Actividades, Tareas y Productos. .....................................................................................63
6.10. Diseño de la propuesta. .................................................................................................63
6.11. Conclusiones y Recomendaciones. ...............................................................................68
7. BIBLIOGRAFÍA ...............................................................................................................85
8. ANEXOS. ..........................................................................................................................87

1
CAPÍTULO I
1.1. INTRODUCCIÓN.
Para el desarrollo de la presente: PROPUESTA DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE
DETECCIÓN SONORA, PARA EL SISTEMA DE FRENADO”, para el desarrollo del
presente proyecto se consideran y desarrollan los siguientes contenidos. CAPITULO I.
Introducción, Antecedentes. Análisis de la situación del problema, Objetivos, Justificación,
Delimitación. CAPITULO II. Marco referencial. Marco teórico. Marco conceptual.
CAPITULO III. Metodología. Métodos, Técnicas, Herramientas de recolección de datos.
Universo Población y Muestra. Beneficiarios del proyecto. Operacionalización de variables.
CAPITULO IV. Situación diagnostica. CAPITULO VI. Conclusiones. CAPITULO VII.
Propuesta del proyecto. Título, Descripción, Marco institucional, Objetivos, Localización y
ámbito de aplicación, Destinatarios, Calendario de trabajo, Actividades y Tareas. Desarrollo
de la propuesta. Presupuesto, conclusiones, bibliografía y Anexos.
1.2. ANTECEDENTES
El elemento más importante de seguridad en el vehículo seguramente son los frenos. Cuando
el usuario pisa el pedal del freno y éste va correctamente respira tranquilo. Hay que recordar
que el sistema de frenado está sometido a un constante desgaste y un mantenimiento adecuado
es esencial. Y no digamos nada de cómo debe ser la calidad de los recambios utilizados, ya
que son vitales para garantizar la seguridad del vehículo.
En el documento de a guía “Soluciones a las 8 averías más frecuentes en el sistema de
frenado”, de Road House especialistas en sistemas de frenado 2018. Sostienen que cada
conductor y cada coche son diferentes. Además, la manera de conducir también influye en el
desgaste de los componentes del freno. Por supuesto, aquellos conductores que someten al
coche a un mayor esfuerzo de frenado (trayectos montañosos o con carga) deben realizar
revisiones de los frenos con mayor frecuencia.
No se debe abusar del freno y utilizar el cambio de marcha para reducir velocidad, de esta
manera se calentarán menos y durarán más en buen estado. Esta maniobra se puede realizar en
puertos de montaña largos y evitaremos el sobrecalentamiento de los frenos. Otros elementos
son; estar atentos a las señales que emite el vehículo y saber interpretarlas. Por ejemplo, a las
señales de desgaste de frenos, o al notar que el pedal está esponjoso o se va hasta el fondo,
esto puede ser indicio de problemas en el sistema hidráulico. Ni que decir que hay que llevarlo
al taller para su revisión y posterior arreglo.
Si al pisar el freno notamos una vibración debemos percatarnos de que las pastillas y discos
están en condiciones. Si nos damos cuenta que para frenar con normalidad hay que pisar el
pedal hasta el fondo, seguramente las pastillas o los discos estén dañados. Lo mejor, acudir al
taller inmediatamente porque es posible que existan otras causas, por ejemplo, grasa o líquido
de frenos en las pastillas. Si al pisar el pedal del freno este se hunde puede haber una fuga en
el circuito de frenos o que las pastillas estén ya muy desgastadas.

2
El molesto ruido chirriante puede ser motivo de que las pastillas sean nuevas o de que algo no
vaya bien en el sistema de frenos. Motivo para llevar el coche al taller. Cada vez que llevemos
el coche al taller por cualquier circunstancia una revisión del sistema de frenado no está de
más. Nunca superar los 20.000 km sin revisar los frenos.
Confiar en el asesoramiento del taller y sus profesionales. Son el mejor elemento de seguridad
para nuestros frenos. Asegurarse de que los recambios utilizados cumplen todas las normativas
que garanticen la máxima calidad.
El sistema de frenado está sometido a un constante desgaste y un mantenimiento adecuado es
esencial. Y no digamos nada de cómo debe ser la calidad de los recambios utilizados, ya que
son vitales para garantizar la seguridad del vehículo.
Así las cajas de las pastillas de freno deben ir marcadas con el número de homologación, que
asegura que dichas pastillas cumplen con las normativas obligatorias de seguridad. Además,
este número tiene que ir también marcado en la superficie de la propia pastilla de freno, si no,
ese material está fuera de la normativa.
Los frenos son muy importantes para la seguridad. El sistema de frenado es un activo
de seguridad vial y su eficacia garantía de circulación segura. Pero para que los frenos se
mantengan en plenas facultades es muy importante realizar un correcto y escrupuloso
mantenimiento del coche en general y de los componentes que forman parte de este sistema en
particular.
Hay dos factores fundamentales que influyen en el estado de los frenos. Uno es, como no,
el kilometraje. Cuantos más kilómetros hagamos, mayor será el desgaste que sufrirán los
frenos.
Otro factor es nuestra forma de conducir. Abusar del pedal de freno es una mal práctica común
en muchos conductores. En cambio, hacer uso, siempre que sea posible, del freno motor,
alargará la vida útil del sistema de frenado.
Por otro lado, tampoco se puede obviar la influencia del lugar por donde acostumbremos
conducir. Está claro que, si circulamos sobre todo por ciudad, con semáforos, peatones,
retenciones etc., el desgaste será mayor y más rápido que si viajamos por autopista.
La calidad de la frenada de tu coche, como la potencia de frenada, está íntimamente ligada a
la distancia de frenado. En otras palabras: una mayor potencia significa frenar en menos
metros y por tanto en menos tiempo. Más tiempo de reacción, más seguridad ante imprevistos.
Pero no nos equivoquemos: en esto influyen muchos factores y no sólo los frenos en sí. Los
neumáticos, los amortiguadores, la suspensión, la carga del vehículo. Por eso el
mantenimiento del vehículo debe verse como algo integral: todos los sistemas están
interconectados entre sí y mantenerlos a todos en buen estado ayuda a que se conduzca más
seguro.
Las pastillas se desgastan por rozamiento así que como es de esperar hay que sustituirlas
cuando, debido a su desgaste, no cumplan su función de forma eficiente. Hoy en día, muchos

3
vehículos incluyen un testigo que nos avisa de cuándo se deben cambiar, aunque lo mejor es
revisarlas una o dos veces al año. Es complicado establecer kilometraje como guía para la
sustitución ya que, como comentábamos, son muchos los factores que influyen. Eso sí, ten en
cuenta que retrasar el cambio de las pastillas puede afectar al disco, que puede acabar rayado y
comprometiendo la calidad de la frenada.
Los discos de freno, también se desgastan por fricción, aunque son más duraderos que las
pastillas. Los discos se deben sustituir cuando se llega a un grosor mínimo que el fabricante ha
señalado
El líquido de frenos, como casi todos los fluidos, lo que afecta al líquido de frenos sobre todo
es el paso de tiempo (acaba perdiendo sus propiedades) y las elevadas temperaturas a las que
está sometido.
Francisco José Bauzá Fernández, en su libro “Estudio del sistema de frenado en los vehículos
ligeros”, 2018. Sostiene que el objetivo principal del sistema de frenado es disminuir la
velocidad del vehículo, reduciendo la velocidad de giro de las ruedas por medio de elementos
que mediante fuerzas de rozamiento convierten la energía cinética en calor. Los sistemas de
frenado sirven para amplificar la fuerza que aplica el conductor sobre el pedal. Hay distintos
tipos de sistemas para transmitir la fuerza aplicada al pedal hasta los frenos. Sistema de
frenado Mecánico, Sistema de frenado Hidráulico, Sistema de frenado neumático o de aire
comprimido, entre otros. e puede observar una notable evolución en cuanto a los sistemas de
frenado a lo largo de la historia. Todos los fabricantes, tanto de frenos como de vehículos,
están involucrados en mejorar estos sistemas, tanto para abaratar costes, mejorar la eficiencia,
reducir el impacto medioambiental y ante todo mejorar la seguridad de la conducción.
De sistemas de frenado totalmente mecánicos, y difíciles de accionar, se ha ido evolucionado
para mejorar la distancia de frenado de los vehículos, y la facilidad para accionarlos. Han
pasado a sistemas mecánico-hidráulicos, y posteriormente a sistemas electro-hidráulicos.
Frenos de tipo tambor, a frenos de disco ventilados. Actualmente los sistemas son más
eficientes, más ligeros, de más fácil mantenimiento y substitución y por ello aportan una
mayor seguridad en la conducción. Con la llegada de los coches eléctricos autónomos, se ha
dado un salto en cuanto a los sistemas electrónicos, se ha pasado de un sistema en el que el
conductor era el que frenaba, a un sistema en el que un ordenador empieza a frenar antes de
que incluso el conductor se dé cuenta del peligro. En la actualidad estos nuevos sistemas solo
están siendo utilizados por algunas marcas en algunos modelos. En un futuro, en el que los
todos vehículos dispondrán de estos sistemas o nuevas versiones de estos sistemas, la cantidad
de accidentes se verá reducido.
Paúl Alex Luna Aguilera y Teodoro Paúl Tenesaca Arpi, en su libro “Diseño e
Implementación de un emulador para el sistema de diagnóstico de ESP con microcontrolador,
2017”, sostienen, que la Autotrónica nace de la necesidad de corregir falencias en al automóvil
y de manera eficaz disminuir componentes, gracias a los microcontroladores estos puedes ser
controlados de forma más sencilla y realizar operaciones que de forma mecánica sería muy

4
complejo realizarlo o casi imposible. Nace como respuesta a la necesidad de poseer una
herramienta de ayuda al desarrollo de las unidades de control del motor.
La cantidad y complejidad de los sistemas electrónicos que encontramos actualmente en
automóviles aumenta incesantemente debido a la demanda de prestaciones de los
clientes, al incremento en la seguridad de los ocupantes y al aumento de restricciones
legales de funcionamiento. Esto hace que cada vez sea mayor el número de sensores y
actuadores que se incorporan en el automóvil, lo que implica un mayor número de
unidades de control. Éstas han supuesto un importante avance en seguridad, regulación
de funcionamiento y confort para el usuario del automóvil.
Actualmente, un vehículo incorpora decenas de unidades de control, divididas en dos
grupos diferenciados: Tracción y Confort. Dentro del grupo de Tracción encontramos
unidades de control motor, ABS, airbag y ESP, entre otras; en el grupo de Confort
encontramos unidades de control de puertas, climatización y sistemas de navegación,
entre otras.
Las unidades de control se comunican entre ellas a través de la red CAN instalada en el
automóvil, compartiendo información sobre parámetros que regulan y disminuyendo la
carga de cálculos a realizar por las unidades. La Autotrónica da a conocer como la
electrónica se ve inmiscuida dentro de la automoción, ya que todos estos componentes
que hoy en día se están aplicando en los automóviles conllevan una parte muy
importante como es ejecutar las funciones de análisis y control.
El apartado de la Seguridad en los automóviles actuales representa uno de los campos de
investigación a los que se destina gran parte del presupuesto para desarrollo por parte de
cada fabricante. Se trata de fabricar vehículos cada vez más seguros, que cuiden hasta el
mínimo detalle la integridad de sus ocupantes utilizando sistemas de Airbag, cinturones
pirotécnicos, sistemas de ABS, controles de tracción, controles de estabilidad, etc.
Los sistemas que hoy en día se están empleando en los automóviles sirven para brindar
seguridad activa o pasiva, tanto para el usuario como para terceros, nos dedicaremos
para dar a conocer cada uno de estos sistemas de seguridad. Consiguientemente, es
esencial para el personal técnico o de ingeniería encargado en la manipulación de esta
área tener en claro los conceptos e importancia de cada uno de los diferentes sistemas de
seguridad que se encuentran en el automóvil.
Antes de comenzar el estudio de los diferentes sistemas de seguridad que se pueden encontrar en
los vehículos actuales conviene explicar dos términos básicos:
SEGURIDAD ACTIVA
Dentro de esta categoría encontramos todo tipo de sistemas que se encargan de prevenir
los accidentes localizándose dentro de estos sistemas mecanismos y dispositivos

5
encargados de disminuir el riesgo a que se produzca un accidente y entre los cuales
tenemos los frenos, la suspensión, las luces, la dirección, etc. La seguridad activa viene
desempeñando desde siempre un papel central en todos los fabricantes, pero en estos
últimos diez años ha experimentado una rápida evolución con la aplicación e
introducción de la electrónica dentro de sistemas ABS y ESP, mejoras en las
suspensiones, implementación de dirección asistida de serie y neumáticos más fiables.
Los elementos de seguridad activa más importantes para los coches.
ABS: Sistema antibloqueo de frenos. Evita que perdamos el control direccional del
vehículo en una frenada brusca.
Control de Estabilidad: Conocido como ESP, evita posibles pérdidas de trayectoria en
situaciones como la entrada en una curva a velocidad excesiva o cuando se derrapa por
falta de adherencia.
BAS: Sistema de asistencia a la frenada. En caso de emergencia, ejerce una presión
adicional sobre el circuito de frenos, reduciendo la distancia de frenado.
EBD: Sistema electrónico de distribución de frenada en cada rueda para garantizar una
detención equilibrada.
Iluminación: Mantener en condiciones óptimas el sistema de iluminación.
Climatizador: Evita que los vidrios se empañen y permiten conducir con una
temperatura óptima que reduce el cansancio.
Control de Velocidad: Dispositivo que permite mantener una velocidad constante sin
pisar el acelerador, por lo que resulta especialmente recomendable en la conducción por
autopistas.
Control de Velocidad (ACC): Permiten mantener una distancia con el vehículo que nos
precede decelerando nuestro coche hasta 30% si es necesario. Es muy útil al circular con
niebla o visibilidad escasa.
Control de Presión: Informa el estado de los neumáticos y de cualquier anomalía en la
presión de estos para prevenir un posible reventón.
Dirección: La tradicional dirección ha evolucionado hacia sistemas que disminuyen su
grado de asistencia al aumentar la velocidad, permitiendo una conducción más precisa y
segura.

6
SEGURIDAD PASIVA
Este tipo de sistemas se encargan de reducir el impacto de un accidente. A este tipo de
sistemas corresponden: Airbag, Cinturones pirotécnicos, carrocería con deformación
programada, barras de protección lateral, etc. Son sistemas que no evitan accidentes,
pero si reducen las consecuencias del mismo para los ocupantes del vehículo.
Cinturón de seguridad: Ayudan a reducir el impacto de un choque siempre y cuando
su uso allá sido el correcto como tendencias futuras tenemos: cinturón de cuatro puntos,
cinturón con airbag.
Airbag: El cojín de seguridad es el elemento que complementa al cinturón de seguridad,
reduciendo el riesgo de lesión a los ocupantes.
En estos últimos años, el tema de la seguridad se ha orientado de cara al desarrollo de
dispositivos “activos” que mejorasen la eficacia de la estabilidad del automóvil. Por este
motivo, se ha pensado que sería interesante tratar en este trabajo dos sistemas que son un
complemento o mejor dicho de donde nace el sistema ESP como son: el sistema ABS
y el sistema TCS. Se describirán cada uno de los sistemas, los componentes y su
funcionamiento.
1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.2.1. Problema
Efecto.
Desgaste y deterioro rápido de las pastillas de los frenos del vehículo.
Problema
Provoca un permanente y excesivo uso del sistema de frenos del vehículo jeep Suzuki Jimmy
2019
Causa.
A causa del excesivo tráfico vehicular, así como los sistemas de señaléticas de tráfico vial de
la ciudad de Santa Cruz de la Sierra.
Planteamiento del Problema.

7
¿Con la implementación de un sistema eficiente de detección del desgaste de pastillas de
freno, por medio de un sistema de alerta sonora, se mejorarán las condiciones del sistema
de frenos y seguridad del vehículo Suzuki Jimmy modelo 2019, en la ciudad de Santa Cruz
de la Sierra?
1.1. OBJETIVOS
1.2.1. Objetivo General
 Desarrollar un sistema de detección del grado de desgaste de las pastillas de freno, por
medio de un sistema de alerta sonora y mecanismos que indiquen el momento
adecuado de su cambio, para un vehículo jeep Suzuki Jimmy modelo 2019, en el taller
“Rau Motors”
1.2.2. Objetivos Específicos
 Exponer las características mecánicas y técnicas de los sistemas de frenos actuales del
vehículo 4x4 Suzuki Jimmy modelo 2019.
 Identificar las características técnicas de los sistemas de sensores sonoros y
mecanismos complementarios existentes en el mercado.
 Determinar los factores internos y externos que más influyen en el desgaste de las
pastillas del sistema de frenos de un vehículo 4x4 Suzuki Jimmy modelo 2019.
 Calcular el presupuesto de implementación de la propuesta de proyecto
1.3. DELIMITACIONES
1.3.1. Delimitación Sustantiva.
Para la realización del proyecto se tomaron como referencia las materias cursadas en la carrera
de mecánica automotriz y autotrónica, cuyos contenidos aportaron al desarrollo de mismo,
como: sistemas de frenos, mantenimiento automotriz, autotrónica, sistemas de seguridad y
confort, diagnóstico electrónico a bordo, electrónica digital, microprocesadores y
microcontroladores, electricidad automotriz, física.
1.3.2. Delimitación Espacial.
El proyecto se desarrolló en la empresa de servicios mecánicos, chapería y pintura Rau
Motors, ubicada en la Cuarto Anillo, radial 10 (frente al surtidor San Luis), Santa Cruz de la
Sierra, Bolivia.
Imagen 1. Mapa ubicación Rau Motors

8
Fuente: Google Maps. 2022.
1.3.3. Delimitación Temporal.
Tiempo de realización del trabajo fue entre los meses de marzo a julio del 2022.
Cuadro 1. Diagrama de Grand.
No Procesos Mar Abr May Jun Jul Ag
1 Elaboración del plan de trabajo. Primera
reunión del Estudiante con el tutor técnico
asignado.
2 Trabajo del estudiante con el tutor técnico,
preparación del perfil del proyecto de grado.
Revisión metodológica y defensa del perfil.
3 Defensa del proyecto de grado.
4 Controles de avance de la dirección de la
escuela.
5 Remisión del tutor técnico al metodológico
para revisiones Correspondientes.
6 Revisión técnica y metodológica final y firma
del respaldo De ambos tutores.
7 Entrega del proyecto de grado a la dirección
de escuela.
8 Defensa interna.
Fuente: Elaboración Propia. 2022.

9
1.4. JUSTIFICACIÓN
1.4.1. Justificación Científica.
El proyecto aporta con la incorporación de un novedoso y único sistema de sensor sonoro,
cuya finalidad es el de detectar el estado de desgaste de las pastillas del sistema de frenos de
las ruedas delanteras, como una propuesta única y novedosa, además de mecanismos
complementarios que indican al conductor el momento de cambio de dichas pastillas, en este
caso de un vehículo Suzuki Jimmy 2019.
El mismo presenta una propuesta técnica y tecnológica viable, con protocolo detallado del
proceso de implementación paso a paso de dicho sistema adicional, que posibilita la
modernización de los sistemas de seguridad de dicho vehículo y que puede ser replicado en
otros vehículos y modelos de la misma forma.
1.4.2. Justificación social.
Con el desarrollo de la propuesta se aporta a mejorar los sistemas de seguridad de los
vehículos y a garantizar la seguridad de sus ocupantes, permitiendo un sistema de diagnóstico
temprano de las condiciones mecánicas, técnicas y físicas del sistema de frenos, asegurando la
confiabilidad y seguridad de las personas.
El índice de siniestralidad de tránsito en Bolivia es “alarmante”, no sólo por la cantidad de
hechos que se producen a diario, la mayoría por “fallas humanas” que pudieron prevenirse,
sino por las consecuencias de estos, la cantidad de víctimas que dejan: personas fallecidas y
con lesiones graves o menores.
Al menos 1.420 personas promedio mueren cada año en accidentes automovilísticos en
Bolivia, según los datos expuestos en un taller, en agosto del año pasado, por la Dirección
Nacional de Tránsito de la Policía y el Banco Interamericano de Desarrollo (BID).2021.
Los sistemas de seguridad incorporados en los vehículos como los mecanismos incorporados
en los sistemas de frenado ayudan a evitar los accidentes de tránsito.
1.4.3. Justificación personal.
Con el proyecto se aporta con un sistema novedoso de seguridad, además que permite realizar
propuestas útiles a la solución de situaciones reales cotidianas. Además, permitió la aplicación
de conocimientos y competencias adquiridas durante el desarrollo de la carrera, para concluir
exitosamente la carrera de Mecánica Automotriz y Autotrónica en la UDI.

10
CAPITULO II.
MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL
2.1. MARCO REFERENCIAL
En cuanto al ámbito referencial, constituye la empresa RAU MOTORS, SRL, la misma que
presta servicios de mecánica y chapería en general, ubicada en la ciudad de Santa cruz de la
Sierra, institución con muchos años de experiencia en el rubro. La misma que cuenta con
Atención Personalizada, la cual está basada en su amplia experiencia, empatía, y credibilidad
con la marca Suzuki. Calidad, cada vez que un cliente lleva su vehículo se realiza un
diagnóstico completo cumpliendo con un riguroso control de calidad en todos los procesos.
Servicios Accesibles, todos los esfuerzos de calidad y tecnología permiten reducir costos que
se traducen en precios competitivos accesibles a la población.
Cuya trayectoria 25 años de experiencia han convertido a Rau Motors en especialista y
referente de la marca Suzuki. Capital Humano, la capacitación constante, la transferencia del
conocimiento técnico y la experticia del personal hacen que este se sienta preparado y
comprometido a dar soluciones. Tecnología de punta.
Para estar acorde con la infraestructura de las instalaciones, Rau Motors invirtió en maquinaria
y equipos de última tecnología, además del respaldo de grandes firmas como ser: Bosch, Car
Service, CTF, Movil y Ribepar.
Cuya visión se orienta a satisfacer eficientemente todos los problemas automotrices de
nuestros clientes a través de soluciones reales basadas en nuestra mano de obra altamente
capacitada, tecnología de punta garantía del servicio y la confianza generada por nuestro
actuar transparente y una trayectoria de excelencia.
Además, su misión es la de consolidar nuestro liderazgo a través de un crecimiento integral y
Mejoramiento continuo para seguir fortaleciendo la confianza y la amistad de nuestros
clientes, personal y la comunidad en su conjunto (RAU MOTORS, SRL, 2022, s/p)
2.2. MARCO TEÓRICO.
2.2.1. Características técnicas y mecánicas del sistema de frenos del vehículo 4x4 Suzuki
Jimmy modelo 2019
:
Imagen 2. Vehículo Suzuki Jimmy modelo 2019.

11
Fuente: INCRUZ 2022.
Motor : En línea 4
Código del Motor : -
Combustible : Gasolina
Alimentación : Multipoint Injection
Situación : Longitudinal
Posición del Motor : Delantero
Cilindrada : 1462 cm3
Diámetro x Carrera : 74.0 x 85.0 mm
Válvulas : 16 Válvulas
Sobrealimentación : -
Relación de
Compresión :
10.0
Potencia : 102 PS or 101 bhp or 75 kW @ 6000 rpm
Par máximo : 130 Nm or 95 lb.ft @ 4000 rpm
Tracción : AWD
Caja de Cambios 5 VELOCIDADES
Consumos - Medio: 6.8 L/100km
Consumos - extraurbano: 6.2 L/100km
Consumos - Urbano: 7.7 L/100km
Autonomía: 588 Km
Capacidad del Depósito: 40 L
Emisiones de CO2: 154 g/Km (Suzuki

12
El sistema de frenos antibloqueo de tres canales con cuatro sensores lleva el frenado de
emergencia a un nivel completamente nuevo. Al reaccionar rápidamente ante una posible
emergencia, mantendrá el control y evitará obstáculos.
Se trata de un sistema de seguridad presente que evita que las ruedas se bloqueen. Además,
ayuda a los conductores a mantener el control de la dirección y conserva la adherencia en el
suelo para evitar un derrape incontrolado.
Básicamente, con este sistema, el conductor tiene más control del auto durante situaciones
extremas como un frenado brusco. Los frenos ABS son parte del sistema de estabilidad,
comúnmente conocido como control de estabilidad electrónica, el cual monitorea las ruedas
durante el frenado brusco. Cada rueda tiene un sensor adjunto.
Si el sensor inteligente detecta que la rueda está a punto de bloquearse, el sistema liberará el
freno (esto solo ocurrirá por un momento). Los frenos ABS, continua y repetidamente
aplicarán presión de frenado óptima a cada rueda, lo que significa que el sistema frenará lo
suficiente para no bloquear las ruedas.
Cuando el sistema se encuentra activo, podrías sentir una pulsación a través del pedal de freno
mientras lo presionas. El sistema antibloqueo ayuda al conductor a conservar el control del
vehículo en lugar de detenerlo. Reduce el riesgo de derrape incluso cuando se realizan
maniobras evasivas.
Por eso, es importante recordar que la distancia de frenado del vehículo puede incrementarse.
Si el conductor continúa manejando en línea recta hacia un obstáculo, el auto podría no
detenerse a tiempo incluso si su instinto le dice lo contrario. (INCRUZ, 2022, s/p)
El Suzuki Jimny es uno de los coches del año, de eso no cabe la menor duda. El pequeño todo
terreno sigue su periplo por todo el mundo para ser analizado por periodistas, siendo en una de
estas pruebas donde se ha descubierto un grave fallo en el sistema AEB del Suzuki Jimny.
Según se ha podido comprobar, la frenada de emergencia del Jimmy actúa en situaciones
donde no debería, un fallo que muy posiblemente termine desembocando en una llamada a
revisión.
Según han informado los compañeros de CarAdvice, durante las pruebas que se están
realizando del Suzuki Jimmy 2019 en EE.UU., dos unidades del modelo han mostrado fallos
en el sistema de frenada autónoma de emergencia. Este fallo se produce ante la confusión del
sistema al interpretar que la cercanía de un guardarrail es un vehículo. El fallo provoca que los
sistemas de seguridad actúen, activando frenos y ESP, lo que provoca una serie de
correcciones en la trayectoria del vehículo que son imprevistas y que podrían tener graves
consecuencias en manos inexpertas.
ABS son las siglas de «Anti-lock Braking System», en español «Sistema Antibloqueo de
Frenos» o «Antiblockiersystem», en alemán.

13
Se trata de un dispositivo utilizado en automóviles y otro tipo de vehículos que permite variar
la fuerza de frenado para evitar que los neumáticos pierdan adherencia sobre la calzada. Si
bien inicialmente fue un sistema desarrollado para los aviones, en 1978 la compañía Bosch
hizo historia cuando introdujo el primer sistema electrónico de frenos antibloqueo. (INCRUZ,
2022, s/p)
En la actualidad, esta tecnología se ha convertido en la base para todos los sistemas
electrónicos que utilizan alguna forma el ABS. Por ejemplo, los controles de tracción y de
estabilidad. Más del 75% de los vehículos que se fabrican en el mundo ya equipan de serie el
ABS. Un porcentaje que elevamos al 100% si hablamos de los turismos fabricados en la Unión
Europea, ya que desde el 1 de julio de 2004 es obligatorio que todos lo incorporen de serie.
El ABS funciona de manera conjunta con el sistema de frenado tradicional del vehículo.
Consiste en una bomba que se incorpora a los circuitos del líquido de frenos y en una serie de
detectores que controlan las revoluciones de las ruedas. En caso de detectar una frenada brusca
o que, una o varias ruedas reduzcan repentinamente sus revoluciones, el ABS entrará en
acción e interpretará que las ruedas están a punto de quedar bloqueadas sin que el vehículo se
haya detenido.
Imagen 3. Sistema de frenos ABS.
.
Fuente: INCRUZ. 2022
Por lo tanto, esto quiere decir que el vehículo comenzará deslizarse sobre la calzada sin
control y sin que podamos modificar su trayectoria. Para que esta situación no tenga lugar, los
mencionados sensores envían una señal al Módulo de Control del sistema ABS, el cual reduce

14
la presión realizada sobre los frenos, sin que intervenga en ello el conductor. Todo ello de
manera totalmente autónoma.
Una vez se «normaliza» la situación las ruedas giran de nuevo correctamente. El ABS controla
nuevamente el giro de las ruedas y actúa otra vez si éstas están a punto de bloquearse por la
fuerza del freno. En caso de emergencia, el procedimiento se puede repetir entre 50 y 100
veces por segundo. El conductor sentirá una vibración en el pedal del freno, pero podrá seguir
teniendo el control sobre la trayectoria del vehículo, con la consiguiente posibilidad de poder
esquivar el obstáculo y evitar el accidente.
Como bien decimos, el ABS funciona de manera conjunta con el sistema de frenado
convencional. Por lo tanto, es importante llevar un correcto mantenimiento del sistema de
frenos del vehículo. Deberemos de cambiar el líquido de frenos según el programa de
mantenimiento del fabricante de nuestro vehículo.
Ruedas bloqueadas a causa de frenada de emergencia. El sistema ABS evita el bloqueo de las
ruedas y, por lo tanto, en caso de frenada de emergencia no perdemos el control del coche. Por
lo tanto, durante el proceso de mantenimiento del sistema de frenado se debe de certificar que
todos los elementos que componen el ABS están en buen estado. Además, los vehículos más
modernos muestran avisos de advertencia en el panel de instrumentación en caso de que algo
del ABS no funcione bien.
Dependiendo de las condiciones climatológicas o el estado sobre la calzada en la que estamos
conduciendo es posible que se dé la paradoja de que no necesitemos llevar activado el ABS.
Por ejemplo, en condiciones en las que la adherencia es mínima se recomienda desactivar el
ABS. Terrenos sueltos, nieve, etc. Son algunas de ellas. Y es que en dichas condiciones es
muy sencillo bloquear los neumáticos y, por lo tanto, el ABS trabajará alargando la distancia
de frenado, algo que no es lo más indicado para estas situaciones.
Sin el ABS, los neumáticos se pueden bloquear, aunque también permitirán «abrir un surco»
en la nieve o gravilla contribuyendo así a encontrar una superficie más adherente y facilitarnos
la conducción.
Si te fijas, en muchos vehículos modernos, en el botón que nos permite activar/desactivar el
ABS aparecerá dibujado un coche sobre una calzada de baja adherencia. (INCRUZ, 2022, s/p).
2.2.1.1. Función del sistema de frenos ABS
La función del sistema de freno es:
 Evitar el bloqueo de las ruedas
 Asegurar la estabilidad y dirigibilidad del vehículo cualquiera que sea la presión de
frenada. La velocidad del vehículo y el estado de la carretera (dentro de los límites de
la física)
 Optimizar la distancia de frenada.

15
 El sistema ABS es una unidad de control de frenado automático controlado que evita
que las ruedas se bloqueen por alguna situación de emergencia.
 En frenadas de emergencia el sistema ABS disminuye el riesgo de pérdida de control
mediante el frenado ya que este sistema dispone de sensores de velocidad en las
ruedas las cuales son censadas permitiendo así conocer el estado de rotación de cada
rueda. El sistema estabiliza el automóvil mejorando y acortando la distancia de
frenado.
Con lo descrito anteriormente el sistema debe ser capaz de detenerse en las mejores
condiciones, Al mismo tiempo que combina:
1. La eficacia (sobre un tiempo y sobre una distancia mínima).
2. La estabilidad (conservando la trayectoria del vehiculo).
3. La progresividad (frenada proporcional con respecto al esfuerzo del conductor).
4. El confort (esfuerzo mínimo para el conductor). (Luna Aguilera -Tenesaca Arpi, 2018, p.
13-14)
2.2.1.2. Diseño
El sistema ABS está comprendido de los siguientes componentes:
 Sensor de velocidad de las ruedas
 La unidad de control electrónico (ECU) – ABS
 El grupo hidráulico
 El freno de ruedas
2.2.1.3 Funcionamiento
El sistema funciona de la siguiente manera: los sensores ubicados en cada rueda determinan la
velocidad media que corresponde al automóvil. Compara la velocidad media calculada con la
velocidad individual de cada rueda y se determina si esta tiende a bloquearse. En caso de
positivo o negativo automáticamente la ECU realizará el proceso de reducir o aumentar la
presión de freno hasta que el conductor retire el pie del pedal de freno o disminuya la fuerza
de activación del mismo. (Luna Aguilera &Tenesaca Arpi, 2018, p. 15)
2.2.1.4. Componentes
a) Sensor de velocidad de las ruedas:
El conjunto consta de las siguientes partes: sensor de rotación, miden la velocidad instantánea
a de cada rueda; una rueda fónica, genera la señal para ser leída por el sensor de rotación.
El captador de las ruedas funciona según el principio de inducción y miden la velocidad de
rotación de cada rueda dando al calculador de ABS una frecuencia que es proporcional a la
velocidad. ((Luna Aguilera &Tenesaca Arpi, 2018, p. 16)

16
Imagen 4, Sensor de rotación
Fuente: Luna – Aguilera 2018
b) La unidad de control electrónico (ECU) – ABS
En base a las señales obtenidas a través de los sensores de velocidad la unidad de control
detecta la velocidad de rotación de cada rueda y la velocidad del vehículo.- Cuando se pisa el
pedal del freno la unidad de control envía una señal para que aumente la presión en los frenos,
si la unidad detecta que alguna rueda tiende a bloquearse entonces la unidad de control envía
una señal para que se reduzca la presión, la unidad también toma los datos para visualizar
como son: Luz de interruptor de parada, luz de aviso de ABS, luz de advertencia en caso de
fallo del sistema ABS, y luz de advertencia en caso que el nivel de líquido de frenos se
encuentre por debajo del límite para sus perfecto funcionamiento. (Luna Aguilera &Tenesaca
Arpi, 2018, p. 17)
Imagen 5. UCE del ABS

17
c) El Grupo hidráulico
Grupo que consta de cuatro válvulas, una por rueda, una bomba hidráulica y relés de control
para las válvulas. La información de apertura de válvula y de la consiguiente liberalización de
presión la recibe de la unidad de mando al igual que el cierre y aumento de presión en el
sistema. Dependiendo de las marcas de automóviles nos podemos encontrar con distintos
grupos hidráulicos de ABS.
Imagen 6. Grupo hidráulico
Fuente: PSV Peugeot.
d) El freno de ruedas

18
En el freno de disco de pinza fija, cada pistón se encuentra en cada mitad de la pinza. Durante
el proceso de frenado, actúa una presión hidráulica sobre los dos pistones. Cada pistón aprieta
la pastilla resultando el proceso de frenado.
Los frenos de pinza fija contra el disco de freno son muy sólidos, por lo que se emplea en
vehículos rápidos y pesados. (Luna Aguilera &Tenesaca Arpi, 2018, p. 18)
Imagen 7. Freno de rueda. sistema de frenado ABS
2.2.2. Sistemas de control de tracción TCS
La función principal que cumple el sistema de tracción es evitar que las ruedas tractoras
patinen durante la marcha del automóvil y al acelerar, evitando así pérdidas de
maniobrabilidad y control, manteniendo así la direccionabilidad incluso en situaciones de baja
adherencia.
El sistema de tracción funciona conjuntamente con el sistema ABS, pues comparte con el, la
central electrónica, los sensores de velocidad de las ruedas y el grupo hidráulico, pero cumplen
diferentes funciones, el sistema de frenos actúa cuando se presiona el pedal de freno mientras
el sistema de tracción actúa cuando utilizamos el pedal del acelerador.
2.2.2.1. Funcionamiento
Imagen 8. Control del Acelerador Electrónico para el TCS

19
Basándose en la información recibida por los sensores de velocidad del sistema ABS, el
Control de Tracción puede interpretar una situación de pérdida de adherencia durante la
tracción.
Si por alguna razón las ruedas tractoras comenzaran a patinar en ese momento, las señales que
recibiría la central electrónica del TCS, proveniente de los sensores de velocidad de las ruedas,
se podría graficar de la siguiente manera: Como la frecuencia generada por los sensores de
velocidad de las ruedas es proporcional a la velocidad de giro de las mismas, al observar que
las delanteras generan una señal de 12 Hz y las traseras una señal de 1 Hz, deducimos que la
velocidad de las ruedas delanteras es 12 veces superior a la de las traseras. Y es en este
momento donde la central electrónica determina que existe patinamiento de las ruedas
delanteras (en caso de tracción delantera).
Por debajo de cierta velocidad, la central electrónica enviará la orden a las electroválvulas del
sistema y a la bomba para que éstas generen presión de líquido de frenos en los circuitos
delanteros. El sistema activa sólo al circuito de frenos de las ruedas motrices que estén
patinando, disminuyendo su velocidad hasta que alcance valores similares con los de las
ruedas no motrices.
Cuando el vehículo supera cierta velocidad, se puede ver comprometida la estabilidad
direccional del mismo, como así también se pueden detectar problemas de temperatura en el
sistema de frenos. Por ello, el sistema actuará sobre el sistema de inyección de combustible o
sobre la válvula de admisión, reduciendo así la fuerza del motor. A diferencia del sistema de
ABS que trabaja para evitar el efecto de bloqueo, el sistema de Control de Tracción estará
operando una vez que se haya producido el patinamiento de las ruedas motrices. (Luna
Aguilera &Tenesaca Arpi, 2018, p. 19)

20
2.2.2.2 Diseño
El sistema TCS está comprendido de los siguientes componentes:
 Sensor de velocidad de las ruedas
 El grupo hidráulico
 El freno de ruedas
 Acelerador Electrónico.
 La válvula de admisión.
 La unidad de control electrónico (ECU) – TCS
En este caso se explicará el TCS con la válvula de Admisión ya que el proyecto será utilizado
este tipo sistema, sin embargo, se utiliza otros métodos como son: ajuste el ángulo de
encendido o supresión de impulsos de inyección individuales que se consideran respuestas
más rápidas, mientras que, el de la válvula de admisión se la considera lenta, pero depende del
fabricante y el motor para su utilización.
2.2.2.3. Acelerador Electrónico
El objetivo que tiene el Acelerador electrónico es el eliminar la conexión mecánica entre el
pedal del acelerador y la válvula de admisión permitiendo así mediante una señal que
proporciona un potenciómetro manejar en forma fiable la válvula de admisión, permite mayor
control de la alimentación de aire al motor, consiguiendo mejores aceleraciones y una
respuesta del motor más adecuada al tipo de conducción que se está realizando. (Luna
Aguilera &Tenesaca Arpi, 2018, p. 19)
Las ventajas que presta este sistema son las siguientes:
 Permite variar la relación entre la posición del acelerador y la apertura de la válvula
con mayor precisión.
 Permite un mejor control sobre las emisiones contaminantes.
 Corrige errores de accionamiento del acelerador por parte del conductor.
Imagen 9. Acelerador electrónico

21
2.2.2.4. Válvula de Admisión
Antiguamente los sistemas utilizados para controlar la válvula de admisión como son
mecanismos de varillas o con un cable han desaparecido. Hoy en día se están empleando
sistemas como el de la válvula motorizada que elimina la conexión mecánica entre la válvula y
el pedal del acelerador.
La regulación de la válvula es totalmente electrónica y la realiza la unidad de control. La
velocidad de un motor se controla permitiendo o impidiendo que la mezcla ingrese a los
cilindros. Cuando la válvula de aceleración se abre y el motor supera la velocidad mínima
(ralentí), la boquilla principal recién inicia el suministro de combustible atomizado. La válvula
de aceleración regula la velocidad de llenado de los cilindros monitoreando el rendimiento
volumétrico.
Este sistema totalmente electrónico nos da la ventaja de la fácil integración a otros sistemas
como el control de crucero, control de estabilidad, control de tracción, donde se evita que el
conductor tenga presionado el acelerador en alguna situación de pérdida de estabilidad o
pérdida de tracción. (Luna Aguilera &Tenesaca Arpi, 2018, p. 21)
Imagen 10. Válvula de admisión

22
Fuente: Motores de inyección.
2.2.3. Unidad de Control Electrónico (ECU) – TCS/ABS
El procesador recibe las mismas señales que el sistema ABS, pero controla el par motor,
además del regulador hidráulico para regular los frenos independientemente de si el conductor
presiona o no el freno. Regula la válvula de admisión (en motores de gasolina) y la bomba de
inyección (en motores diésel).
Imagen 11. ECU del TCS/ABS

23
2.2.4. Esquema general ESP=ABS+TCS
En el esquema se puede observar como todas las unidades estas conectadas entre sí mediante
una Red de ECU’s pudiendo compartir los sensores y reduciendo de manera eficaz el número
de cables dentro del automóvil, siendo utilizado en la construcción de automóviles modernos
redes tipo BUS como el CAN (específico para automóviles). (Luna Aguilera &Tenesaca Arpi,
2018, p. 23)
Imagen 12. Red CAN
2.2.5. Características técnicas de los sistemas de sensores sonoros y mecanismos
complementarios existentes enel mercado.

24
Funcionan de manera muy sencilla: cuando reciben una magnitud física (sea las diferentes
revoluciones del motor o la temperatura) o una magnitud química (la calidad del aire o la
emisión de gases del escape), las convierten en señales eléctricas y las transmiten a la unidad
de control del vehículo, la cual se encarga de interpretarlas y ordenar a los actuadores para que
operen bajo los parámetros según las condiciones o el funcionamiento del motor.
Estos sensores son muy importantes ya que están diseñados para contribuir al excelente
funcionamiento del vehículo y por supuesto, para evitar fallas en sus diferentes sistemas.
En cuanto a los tipos de sensores automotrices y sus características. Tanto los vehículos
actuales a base de gasolina como los de diésel, tienen diferentes sensores. La clasificación de
estos va de acuerdo con la función que realizan dentro de los mismos: Sensores mecánicos:
Son todos aquellos que están diseñados para abrir y cerrar circuitos, como por ejemplo los que
se usan en los frenos, los cuales pueden quedarse paralizados en un momento y no enviar la
señal a la unidad de control de que se esté frenando el auto o no.
Sensores electrónicos: estos tipos son los más eficientes, pero también los más frágiles. Son
nutridos por el sistema de alimentación para emitir señales basadas en la variación del voltaje
según los giros del motor y los sensores eléctricos: estos sensores cuentan con un bobinado o
resistencia, que es la encargada de enviar la señal a la centralita, pero si en un caso esta
resistencia se fundiera, quedarían incomunicados (Alejandro S. Medina ,2018. s/p)
2.2.5.1. Tipos de sensores y sus características
El sensor de sonido es un módulo que convierte las ondas acústicas en señales eléctricas. En
términos muy sencillos, los detectores de sonido funcionan en base a los cambios de
capacitancia causados por la vibración de las ondas sonoras
Los seres humanos utilizamos el sonido, entre otras cosas, para orientarnos respecto al entorno
que no podemos ver, y para poder advertir sucesos fuera de nuestro campo visual. Esto es útil
para ponerse a salvo de situaciones peligrosas como aquellas en las que el peligro puede
desatarse de forma súbita, súbita como la liberación de grandes cantidades energía que
involucran, y como los sonidos que acompañan estos eventos. Detectar sonidos también sirve
para diagnosticar situaciones anómalas que requieran de atención, como disparos de armas de
fuego, detección de fallas en maquinaria, gritos de auxilio, destrucción de objetos, entre
muchas otras, y, con el equipo adecuado, también se puede calcular la posición de la fuente
sonora, lo que puede facilitar el diagnóstico y el manejo de la situación.
Un sensor es un dispositivo tecnológico que tiene la capacidad de percibir ciertos estímulos
del exterior y transformarlos en impulsos eléctricos, que pueden ser interpretados por
ordenadores u otras máquinas.
En palabras simples, un sensor es un traductor que puede explicar en un lenguaje común para
las máquinas cualquier propiedad del ambiente (física, química, sonora, lumínica, etc).

25
Las lecturas de un sensor se pueden usar para medir variaciones en las condiciones de una
determinada área, accionando respuestas automáticas de otros dispositivos como
consecuencia: encender alarmas, apagar ciertas características, encender las naves de montaje
y más.
El tipo de variable que pueda percibir e interpretar un sensor, se pueden definir varios tipos.
Cada uno de ellos tiene propiedades únicas que los hacen útiles en escenarios muy específicos.
A continuación, explicaremos los más importantes. (EDS/Robotics, 2022, s/p)
2.2.5.1.1. Sensores de distancia
Los sensores de distancia permiten medir cuánto espacio separa un punto de otro. Es decir,
miden la distancia lineal entre dos elementos de interés. Una de sus mayores utilidades se
encuentra en los equipos para la detección de movimiento y vigilancia perimetral.
Este tipo de detectores se puede apoyar en un gran número de tecnologías, normalmente, a
través de infrarrojos, medidores ultrasónicos y receptores de ondas de alta frecuencia.
2.2.5.1.2. Sensores de frecuencia de luz
Los sensores de frecuencia de luz pueden percibir impulsos lumínicos y decodificar la
intensidad de frecuencia de estos, dando como resultado un parámetro que puede contrastarse
en una escala ayudando a detectar color.
Aunque suelen ser denominados sensores de color porque usan como referencia el rojo, el azul
y el verde, su verdadera utilidad es mucho más profunda que eso. Son capaces de detectar
minúsculas variaciones en la luz devuelta por una superficie, incluso cuando estas son
invisibles al ojo humano.
Son ideales para analizar superficies como etiquetas y paquetes para determinar si existe algún
error en la imprenta; establecer posibles intrusos y clasificar objetos que comparten transporte
en una misma línea de producción. (EDS/Robotics, 2022, s/p)
2.2.5.1.3. Sensores de humedad
Los sensores de humedad permiten medir la temperatura y la cantidad de humedad relativa en
el aire dentro de un espacio específico. Los resultados de estas medidas son transmitidos a
impulsos eléctricos, usualmente para disparar un mecanismo mayor.
Son esenciales dentro de maquinarias industriales que operan con componentes químicos,
almacenaje de productos secos, medir riesgos en el depósito, detectar fuga en calderas
cerradas y, sobre todo, dentro de la industria agroalimentaria para controlar los espacios de
invernadero o la necesidad de riego en las plantas.
Los sensores más avanzados pueden medir los niveles de humedad incluso en superficies o
dentro de determinadas fibras sintéticas. (EDS/Robotics, 2022, s/p)

26
2.2.5.1.4. Sensores de luz
Un sensor de luz es un dispositivo capaz de percibir la luz ambiental (o la que se origina de un
punto en concreto) y luego reaccionar a ella con un impulso eléctrico que varía dependiendo
de la intensidad de la luz que ha detectado.
A mayor lectura de luz, mayor intensidad en la respuesta eléctrica.
Este tipo de sensores también pueden estabilizarse para reaccionar ante determinadas
intensidades, por lo que se les conocen también como sensores de luminosidad, dado que
reaccionan a las variaciones de luz ambiental.
Estos sensores son especialmente útiles para la regulación de consumo de energía en espacios
controlados porque pueden apagar o encender las celdas de iluminación según sea necesario,
por mencionar un ejemplo.
2.2.5.1.5. Sensores de Posición
Los sensores de posición, tal como lo indica su nombre, permiten medir la posición lineal o
angular de un objeto con respecto a un plano (o usándose a sí mismo como referencia), para
transformarla en una señal eléctrica que puede ser interpretada por un sistema de control
mayor.
Después de los sensores de temperatura, los sensores de posición son los dispositivos de
captación de magnitudes más utilizados a nivel industrial.
Estos dispositivos permiten controlar el movimiento de todo tipo de equipos de robótica para
la realización de una infinidad de trabajos que requieran la reubicación de piezas como brazos
mecánicos, soldadores o cortadores. (EDS/Robotics, 2022, s/p)
2.2.5.1.6. Sensores de presión
Los sensores de presión permiten determinar el nivel de presión que ejerce un fluido dentro de
un espacio definido. A través de esta medición se pueden controlar un sinfín de acciones
dentro de una industria. Son especialmente demandados en seguridad industrial para la
prevención de eventos catastróficos.
Una gran cantidad de espacios son susceptibles a la medición de presión, usualmente los
compartimientos internos de las maquinarias o las calderas de evaporación.
Los sensores de presión pueden usarse para obtener otras variables como la cantidad de flujo
que circula por un espacio cerrado, la velocidad e incluso el contenido de ciertos envases, si es
que se conocen algunos datos básicos del producto. (EDS/Robotics, 2022, s/p)

27
2.2.5.1.7. Sensores de proximidad
Los detectores de proximidad ayudan a detectar la presencia de un objeto y su cercanía con el
punto de referencia (usualmente el mismo sensor). Suelen funcionar con un par de
dispositivos, un emisor y un receptor. El emisor envía una señal cada cierto tiempo y el
receptor busca el rebote de la señal lo que le indica la proximidad del objeto.
Los sensores de proximidad pueden devolver muchos datos relevantes sobre los objetos que
miden o detectan dentro de su campo de funcionamiento.
Su utilidad es prácticamente ilimitada, pero se ve con frecuencia dentro de los cobots, los
vehículos no tripulados y las estaciones de seguridad o vigilancia autónoma.
2.2.5.1.8. Sensores de sonido
Los detectores de sonido reciben ondas acústicas en el ambiente producto de las ondas
mecánicas que se generan a partir de las oscilaciones de precio de aire y, dependiendo de los
niveles de intensidad para los que esté programada su respuesta, convierte estas perturbaciones
en impulsos eléctricos.
Este tipo de sensores suelen ser muy pequeños en comparación con otros y poseen
aplicaciones muy prácticas en la tecnología moderna como la detección de comandos de voz,
la vigilancia inteligente o la medición de intensidad de trabajo de un equipo.
Medir las ondas de sonido también es importante dentro del ámbito de la seguridad industrial,
ya que ayuda a descartar potenciales condiciones riesgosas para el personal humano.
(EDS/Robotics, 2022, s/p)
2.2.5.1.9. Sensores de temperatura
Los sensores de temperatura son los más utilizados dentro del ámbito industrial y ayudan a
medir la diferencia de energía calórica que existe entre un punto de referencia y el campo que
se está midiendo, convirtiendo dichos datos en salidas eléctricas. Miden el calor.
Los sensores de temperatura suelen funcionar a través de resistencias, aunque hay muchas
formas de operarlos.
Fusionan en una cantidad masiva de equipos dada su naturaleza. Con ellos se puede medir: el
nivel de trabajo de un equipo, detección de anomalías en circuitos, controlar ciclos de
enfriadores y mucho más.
2.2.5.1.10. Sensores de velocidad
Los sensores de velocidad ayudan a detectar el lapso de tiempo que existe entre los cambios de
posición de un objeto. Miden la velocidad de un cuerpo con relación a un punto de referencia.
Los datos obtenidos son transformados en impulsos eléctricos.

28
Los sensores de velocidad tienen usos puntuales, como la detección de movimiento en un
vehículo, la medición de trabajo en una banda de caucho, la velocidad de desplazamiento de
un equipo industrial, entre otras. (EDS/Robotics, 2022, s/p)
2.2.5.1.11. Sensores magnéticos
Los sensores magnéticos son dispositivos medianamente sofisticados que, gracias a placas
imantadas o conducción eléctrica, pueden detectar campos magnéticos (y su intensidad) dentro
de un área sensible, convirtiendo dichos datos en impulsos eléctricos.
Este tipo de sensores tienen un gran número de aplicaciones tanto dentro como fuera de la
industria. Fuera de ella, sirven para la detección de proximidad de un polo imantado, lo que
ayuda a identificar fallos de seguridad o llevar controles abierto-cerrado en ciertas áreas.
Dentro de la industria pueden usarse para detección de proximidad o posición relativa de un
objeto metálico, por ejemplo, los émbolos de cilindro neumático. (EDS/Robotics, 2022, s/p)
2.2.5.1.12. Sensores ópticos
Los sensores ópticos son esenciales dentro de la robótica porque son los que permiten “ver”
determinados objetos y transformar esta respuesta visual a un impulso eléctrico. Estos
sensores no poseen una visión convencional, sino que perciben un haz de luz constante que al
ser interrumpido (o al variar de intensidad) genera un estímulo medible.
Son esenciales para muchas actividades dentro de la industria, principalmente como detectores
de intrusos en al campo de trabajo de una maquinaria industrial, lo que permite parar el trabajo
antes de colisionar con algún objeto o persona.
En su mayoría, suelen estar compuestos por fotorresistencias o componentes fotoeléctricos y
pueden proporcionan una cantidad muy grande de datos sobre un área concreta
(EDS/Robotics, 2022, s/p)
2.2.5.1.13. Sensores y Transductores.
Un sensor es un dispositivo capaz de detectar diferentes tipos de materiales, con el objetivo de
mandar una señal y permitir que continué un proceso, o bien detectar un cambio; dependiendo
del caso que éste sea. Es un dispositivo que, a partir de la energía del medio, proporciona una
señal de salida que es función de la magnitud que se pretende medir.
Dentro de la selección de un sensor, se deben considerar diferentes factores, tales como: la
forma de la carcasa, distancia operativa, datos eléctricos y conexiones. De igual forma, existen
otros dispositivos llamados transductores, que son elementos que cambian señales, para la
mejor medición de variables en un determinado fenómeno. Un transductor es el dispositivo
que transforma una magnitud física (mecánica, térmica, magnética, eléctrica, óptica, etc.) en
otra magnitud, normalmente eléctrica.

29
Un sensor es un transductor que se utiliza para medir una variable física de interés.
Algunos de los sensores y transductores utilizados con más frecuencia son los calibradores de
tensión (utilizados para medir la fuerza y la presión), los termopares (temperaturas), los
velocímetros (velocidad). Cualquier sensor o transductor necesita estar calibrado para ser útil
como dispositivos de medida. La calibración es el procedimiento mediante el cual se establece
la relación entre la variable medida y la señal de salida convertida.
Los transductores y los sensores pueden clasificarse en dos tipos básicos, dependiendo
de la forma de la señal convertida. Los dos tipos son:
- Transductores analógicos.
- Transductores digitales
Los transductores analógicos proporcionan una señal analógica continua, por ejemplo,
voltaje o corriente eléctrica. Esta señal puede ser tomada como el valor de la variable física
que se mide.
Los transductores digitales producen una señal de salida digital, en la forma de un
conjunto de bits de estado en paralelo o formando una serie de pulsaciones que pueden ser
contadas. En una u otra forma, las señales digitales representan el valor de la variable medida.
Los transductores digitales suelen ofrecer la ventaja de ser más compatibles con las
computadoras digitales que los sensores analógicos en la automatización y en el control de
procesos. (Laura Ruiz M.2020, s/p).
2.2.5.1.14. Terminologías de funcionamiento.
Los siguientes términos se emplean para definir el funcionamiento de un sensor.
a) Exactitud
La exactitud es la cualidad o grado de un instrumento de medida de dar una lectura próxima al
verdadero valor de la magnitud medida. En otras palabras, es el grado de conformidad de un
valor indicado a un valor estándar aceptado o valor ideal, considerando este valor ideal como
si fuera el verdadero. El grado de confiabilidad independiente es la desviación máxima entre la
curva de calibración de un instrumento y una curva característica específica, posicionada de
modo tal que se reduce al mínimo dicha desviación máxima.
b) Precisión
La precisión de la medición debe ser tan alta como fuese posible. La precisión significa que
existe o no una pequeña variación aleatoria en la medición de la variable. La dispersión en los
valores de una serie de mediciones será mínima.
c) Rango de funcionamiento.
El sensor debe tener un amplio rango de funcionamiento y debe ser exacto y preciso en todo el
rango.
d) Velocidad de respuesta.

30
El transductor debe ser capaz de responder a los cambios de la variable detectada en un tiempo
mínimo. Lo ideal sería una respuesta instantánea.
e) Calibración.
El sensor debe ser fácil de calibrar. El tiempo y los procedimientos necesarios para llevar a
cabo el proceso de calibración deben ser mínimos. Además, el sensor no debe necesitar una
recalibración frecuente. El término desviación se aplica con frecuencia para indicar la pérdida
gradual de exactitud del sensor que se produce con el tiempo y el uso, lo cual hace necesaria
su recalibración.
f) Fiabilidad.
El sensor debe tener una alta fiabilidad. No debe estar sujeto a fallos frecuentes durante el
funcionamiento.
g) Distancia operativa.
Es la distancia característica más importante de un sensor. Depende básicamente del diámetro
del sensor (bobina o condensador).
Una influencia adicional tiene las dimensiones y la composición del material, como también la
temperatura ambiente. Con los sensores magnéticos se debe tener en cuenta además la
alineación y la fuerza del campo magnético.
h) Histéresis.
La histéresis es la diferencia máxima que se observa en los valores indicados por el índice o la
pluma del instrumento o la señal de salida para el mismo valor cualquiera del campo de
medida, cuando la variable recorre toda la escala en los dos sentidos, ascendente y
descendente. Se expresa en porcentaje del margen de la medida.
Los sensores se pueden clasificar desde algunos puntos de vista:
Clasificación de los sensores según la energía. Los sensores pueden ser:
• Activos. - Emiten energía a partir de la transformación realizada. Dentro de este tipo de
sensores podemos citar a las termocuplas, cristales piezoeléctricos, etc.
• Pasivos. - Reciben energía para realizar la transformación. En este grupo están los
termistores (su resistencia varía en función de la temperatura), micrófonos de
condensador, los fotodiodos, etc. (Laura Ruiz M.2020, s/p).
Clasificación de los sensores según el principio de funcionamiento. Dentro de esta categoría
los sensores se pueden clasificar en:
• Sensores primarios.
• Sensores resistivos.
• Sensores de reactancia variable y electromagnética.
• Sensores generadores.
• Sensores digitales

31
2.2. 5.2. Características de los sensores de sonido
El sensor de audio cuenta con un micrófono electret, algunas de sus aplicaciones son las
siguientes. Detectar niveles de ruido peligrosos. Detectar sonidos para aplicaciones de
seguridad. Detección de ruido en entornos controlados.
Los sensores de sonido, se encargan de captar los sonidos del exterior (ambiente), a través de
un micrófono o de un sistema de sonar.
Imagen 13. Sensor Arduino
Fuente: dsensores Arduino, 2022.
El sensor de sonidoKY038 para Arduino está diseñado con un pequeño micrófono electret que
detecta las variaciones de ruido del ambiente.
Los micrófonos electret tienen una respuesta en frecuencia bastante buena (50 a 15.000 Hz) y
una sensibilidad entre -50 dB y -70 dB, aunque lejana de la de los micrófonos de condensador,
que son mucho más sensibles en la zona de los agudos). Además, es una respuesta poco plana.
Entre sus principales ventajas destaca su insensibilidad a la humedad y el calor (aunque la
humedad y las partículas causen un cortocircuito en parte del diafragma, siempre se obtiene
señal eléctrica a la salida). (de sensores Arduino, 2022, s/p)
Las ondas de sonido que reciben estos sensores se propagan por el aire del medio y después
son detectadas por los sensores. Se utilizan normalmente para recibir estímulos del exterior en
forma remota. (Laura Ruiz M.2020, s/p).
Los sensores de sonido o de rangos audibles generalmente se llaman micrófonos, sin embargo,
el nombre se usa a menudo incluso para las ondas ultrasónicas e infrasónicas.

32
En esencia, un micrófono es un transductor de presión adaptado para la transducción de ondas
de sonido en un amplio rango espectral, que generalmente excluye las frecuencias muy bajas
por debajo de unos pocos Hz.
Imagen 14. Proceso de ondas sonoras
Fuente: Luis Méndez, 2022.
Los micrófonos se diferencian por su sensibilidad, características direccionales, ancho de
banda de frecuencia, rango dinámico, tamaños, etc.
Además, sus diseños son bastante diferentes dependiendo del medio desde el cual se detectan
las ondas sonoras. Por ejemplo, para la percepción de ondas de aire o vibraciones en sólidos,
el sensor se llama micrófono, mientras que, para la operación en líquidos, se llama hidrófono.
Dado que las ondas acústicas son ondas de presión mecánicas, cualquier micrófono o
hidrófono tiene la misma estructura básica que un sensor de presión: consta de un diafragma
en movimiento y un transductor de desplazamiento, que convierte las desviaciones del
diafragma en una señal eléctrica. Todos los micrófonos e hidrófonos se diferencian por los
diseños de estos dos componentes esenciales.
Imagen 15. Diagrama de detección de sonido.

33
Imagen 16 Detector de sonido, sensor acústico LM363,
Fuente: Amazon .es. Bolivia. 2022.
Basado en el LM393 y un micrófono muy sensible. Perfecto para proyectos de automatización
y domótica, puedes controlar luces, alarmas, incluso un pequeño robot seguidor de sonidos.
Alimentación 5V. Interfaz 3 pines.
Medidas: 31 x 16 x 8 mm VCC: 4 a 6 V.
Distancia de detección efectiva: 0-50cm
Imagen 17. AZDelivery 5 x KY-038 Micrófono Detección de Sonido
de Alta Sensibilidad Módulo Pequeño Compatible con Arduino

34
AZDelivery 5 x KY-038 Micrófono Detección de Sonido de Alta Sensibilidad Módulo
Pequeño Compatible con Arduino con E-Book Incluido. l AZ-Delivery KY-038 módulo de
detección de sonido puede detectar sonidos y salidas como señales analógicas y digitales, por
ejemplo, cuando se desea controlar un interruptor de luz con palmas. Este sensor es muy útil
con el módulo de relé.
✔️ El módulo tiene dos indicadores LED: encendido y sensor.
✔️ Estos módulos de micrófono KY 038 son perfectos para aplicaciones de sistemas de
alarma sonora, están hechos de material de alta calidad y son durables de usar.
✔️ El módulo tiene dos salidas para la detección de sonido: A0 y D0.
✔️ Este producto incluye un E-Book que proporciona información útil sobre cómo comenzar
su proyecto, ayuda con una configuración rápida y ahorra tiempo en el proceso de
configuración. Proporcionamos una serie de ejemplos de aplicación, guías de instalación
completas y bibliotecas
Imagen 18. Youmile Módulo de detección de sensor de micrófono
de sonido de alta sensibilidad para Arduino AVR PIC
Hay un orificio para tornillo de montaje de 3 mm.
Utilice una fuente de alimentación de 5v DC
Hay un umbral de salida de nivel.
Salida en tiempo real de la señal de voltaje del micrófono / DO. cuando la intensidad del
sonido alcanza un umbral
La salida de umbral de señal alta y baja - Ajuste de potenciómetro de sensibilidad. Aplicación:
detección de sonido de micrófono.
2.2.6. Arduino Uno
El Arduino es una placa basada en un microcontrolador ATMEL. Los microcontroladores
son circuitos integrados en los que se pueden grabar instrucciones, las cuales las escribes con
el lenguaje de programación que puedes utilizar en el entorno Arduino IDE. Estas
instrucciones permiten crear programas que interactúan con los circuitos de la placa.
El microcontrolador de Arduino posee lo que se llama una interfaz de entrada, que es una
conexión en la que podemos conectar en la placa diferentes tipos de periféricos. La

35
información de estos periféricos que conectes se trasladará al microcontrolador, el cual se
encargará de procesar los datos que le lleguen a través de ellos.
El tipo de periféricos que puedas utilizar para enviar datos al microcontrolador depende en
gran medida de qué uso le estés pensando dar. Pueden ser cámaras para obtener imágenes,
teclados para introducir datos, o diferentes tipos de sensores.
También cuenta con una interfaz de salida, que es la que se encarga de llevar la información
que se ha procesado en el Arduino a otros periféricos. Estos periféricos pueden ser pantallas o
altavoces en los que reproducir los datos procesados, pero también pueden ser otras placas o
controladores.
2.2.7. SENSORES DE PROXIMIDAD
2.2.7.1. SENSORES DE PROXOMIDAD INDUCTIVOS
Un sensor de proximidad inductivos puede detectar objetos metálicos que se acercan al sensor,
sin tener contacto físico con los mismos

36
Un campo magnético de alta frecuencia es generado por la bobina L en el circuito de
oscilación. Cuando un objeto se acerca al campo magnético, fluye una corriente de inducción
(corriente de Foucault) en el objeto, debido a la inducción electromagnética. Conforme el
objeto se acerca al sensor, aumenta el flujo de corriente de inducción, lo cual provoca que la
carga en el circuito de oscilación crezca. Entonces, la oscilación se atenúa o decrece. El sensor
detecta este cambio en el estado de oscilación mediante el circuito de detección de amplitud, y
emite una señal de detección.
2.2.7.2. Tipo de metal no ferroso
El tipo de metal no ferroso está incluido en el tipo de oscilación de alta frecuencia. El tipo de
metal no ferroso incorpora un circuito de oscilación, en el que la pérdida de energía causada
por la corriente de inducción que fluye en el objeto, afecta el cambio de la frecuencia de
oscilación. Cuando un objeto de metal no ferroso (tal como el aluminio o cobre) se acerca al
sensor, la frecuencia de oscilación aumenta. Por otro lado, cuando un objeto de metal ferroso
(tal como el hierro) se acerca al sensor, la frecuencia de oscilación disminuye. Cuando la
frecuencia de oscilación se vuelve mayor que la de referencia, el sensor emite una señal de
detección.

37
Objetos magnéticos y objetos no magnéticos Recuerde que los objetos magnéticos son
fácilmente atraídos por un imán, mientras que los no magnéticos no lo son.
2.2.7.3. Características de los sensores de proximidad inductivos
Los sensores de proximidad inductivos sólo pueden detectar objetos metálicos. No detectan
objetos no metálicos, tales como plástico, madera, papel y cerámica. A diferencia de los
sensores fotoeléctricos, esto permite que un sensor de proximidad inductivos pueda detectar
un objeto de metal a través de plástico opaco.
Los sensores de proximidad inductivos son duraderos. Por ejemplo, todos los modelos de
cabezal KEYENCE satisfacen los requisitos IP67 sellando el interior con material de relleno o
mediante otras medidas. Dado que estos sensores sólo detectan objetos metálicos, la detección
no se ve afectada por el polvo acumulado o salpicadura de aceite sobre el cabezal.

38
2.2.7.4 Estados de un sensor inductivo
En función de la distancia entre el sensor y el objeto, el primero mantendrá una señal de salida
(ver figura inferior):
1.- Objeto a detectar ausente:
 amplitud de oscilación al máximo, sobre el nivel de operación;
 la salida se mantiene inactiva (OFF).
2.- Objeto a detectar acercándose a la zona de detección:
 se producen corrientes de Foucault, por tanto hay una “transferencia de energía”;
 el circuito de detección detecta una disminución de la amplitud, la cual cae por debajo
del nivel de operación;
 la salida es activada (ON).
3.- Objeto a detectar se retira de la zona de detección:
 eliminación de corrientes de Foucault;
 el circuito de detección detecta el incremento de la amplitud de oscilación;
 como la salida alcanza el nivel de operación, la misma se desactiva (OFF).

39
http://dte_recursos.webs.uvigo.es/recursos/multimedia/inductivos/INDUCTIVOS/caracte
risticas/disnominal.htm
Histéresis
Se denomina histéresis a la diferencia entre la distancia de activación y desactivación. Cuando un objeto
metálico se acerca al sensor inductivo, este lo detecta a la "distancia de detección" o "distancia de
sensado". Cuando el mismo objeto es alejado, el sensor no lo deja de detectarinmediatamente, sino
cuando alcanza la "distancia de reset" o "distancia de restablecimiento", que es igual a la "distancia de
detección" más la histéresis propia del sensor.
2.2.7.5 CLASIFICACION POR BLINDAJE
Tipo blindado.- El lado de la bobina de detección está cubierto con blindaje metálico.
Este tipo se puede utilizar estando incrustado en metal. (Excluyendo la Serie EM)

40
Tipo no blindado.- El lado de la bobina de detección no está cubierto con blindaje
metálico. Este tipo ofrece una distancia de detección mayor en comparación con el
tipo blindado. Dado que el sensor puede ser afectado fácilmente por objetos
metálicos circundantes, se debe prestar atención a la posición de montaje
2.3 MARCO CONCEPTUAL.
2.3.1. El disco.
Es el elemento giratorio que recibe la presión de las pastillas para ejecutar la acción de detener
las ruedas. Se encuentra sujeto al conjunto de la rueda por medio de espárragos de la rueda. El
disco o rotor está diseñado para ser un disipador de calor, su composición es similar a la del
tambor de frenos. (Villar, 2006)
2.3.2. Mordazas
Los primeros frenos de disco de carros americanos contenían cuatro pistones, dos de cada lado
de los rotores, a esto se llamaba mordaza fija. El anillo “o” o sello de la mordaza, actúa como
resorte de recuperación del pistón (Villar, 2006)
2.3.3. Perno de montaje
Se encarga de sujetar la mordaza a la base del rotor para que ésta se mantenga fija y ejerza su
función correctamente. (Villar, 2006)

41
2.3.4. Pastilla.
Es el material de fricción encargado de detener el movimiento del rotor. (Villar, 2006)
2.3.5. Perno pasador guía de mordaza
Es el encargado de guiar el montaje de la mordaza. (Villar, 2006)
2.3.6. Indicadores de desgaste
Los hay de dos tipos mecánico y eléctrico, e indican el desgaste de la pastilla. (Villar, 2006)
2.3.7. Indicadores de desgaste mecánicos
Uno lo indica por medio de una ranura en la pastilla. Cuando la ranura no se ve, la pastilla
debe cambiarse. El otro es mecánico y hace contacto con el rotor, ocasionando un ruido que
indica que la pastilla está desgastada. (Villar, 2006)
2.3.8. Indicadores de desgaste eléctricos
Funcionan mediante un alambre que conduce a un sensor en el borde de la pastilla de fricción.
Cuando ésta se desgasta hasta el punto de reemplazo, el sensor eléctrico hace contacto con el
rotor de frenos y se completa el circuito eléctrico, encendiéndose una luz indicadora.
2.3.9. Clavijas de retención de pastillas y placas
Detienen el conjunto de las pastillas en forma tal que se evite una vibración durante la acción
de frenado. (Villar, 2006)
2.3.10. Pistón de la mordaza
Su función es moverse mediante presión hidráulica para hacer que las pastillas hagan contacto
con el rotor solo lo suficiente para que se deforme el sello de la mordaza y regrese a su
posición original una vez que se libera el pedal del freno. (Villar, 2006)
Arduino Uno
CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO.
3.1. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN.
Imagen 19. Diagrama diseño de pasos de la investigación (diseño).

42
Fuente: Ezequiel Ander-Egg.2019
3.2. TIPO DE INVESTIGACIÓN.
Es eminentemente mixta, porque implementa la metodología descriptiva, analítica,
comparativa
3.2.1. ESTRATEGIAS Y METODOS.
.
3.2.2. TÉCNICAS.
 Revisión bibliográfica y documental, para describir las características técnicas y
mecánicas del freno convencional con el que viene el vehículo Suzuki Jimmy modelo
2019.
 Entrevistas a especialistas profesionales, técnicos mecánicos. Sobre sistemas de e
frenos y las causas y problemas comunes para el desgaste de las pastillas de los frenos
del vehículo.
 Observación Participativa, para la verificación visual del estado de desgaste de las
pastillas de los vehículos en el tallare mecánico de la empresa Rau Motors.

43
 Revisión bibliográfica y documental de manuales técnicos específicos sobre los
sistemas de sensores de detección sonora y mecanismos complementarios de
indicación de cambio de pastillas de frenos.
 Elaboración de propuesta de un protocolo de instalación pasó a paso, del sistema de
sensor de detección Sonora y mecanismos complementario que indican el cambio de
pastillas de freno.
3.2.2.1. Instrumentos.
 Cuestionarios de preguntas abiertas.
 Fichas bibliográficas documentales,
 Observación directa participativa.
 Registro de imágenes fotográficas y lista de cotejo.
3.2.3. DETERMINACION DE LA MUESTRA.
 Se realiza una pequeña entrevista a 3 profesionales mecánicos expertos, sobre los
sistemas de frenos y desgastes de pastillas.
3.2.3.1. De las fuentes documentales de información.
3.2.3.1.1. Fuentes primarias.
• Revisión Bibliográfica y documental.
• Entrevistas a informantes claves o especialistas.
.
3.2.3.1.2. Fuentes secundaria.
 Observación directa y fotografías
3.2.3.2. Universo, población y muestra.
 El proyecto es el resultado de un requerimiento escrito específico a solicitud de la
empresa. Rau Motors.
3.3. DEFINICIÓN CONCEPTUALY OPERACIONALDE
VARIABLES.
Cuadro N° 1. Operacionalización de variables,
Objetivo
específico-
Variables
dependientes
Definición Dimensiones
(variables
independiente
s)
Indicadores Unidad de
Análisis
Técnicas e
instrument
os

44
Describir las
característica
s mecánicas
y técnicas de
los sistemas
de frenos
actuales del
vehículo 4x4
Suzuki
Jimmy
modelo
2019.
Característica
s técnicas y
mecánicas de
sistema de
frenos
delanteros
Descripció
n de tallada
de cada
uno de los
component
es técnicas
y
mecánicos
de un
sistema de
frenos
delanteros
del
vehículo.
Características
mecánicas y
técnicas de
sistema de
frenos
delanteros
Un
documento
elaborado
con la
descripción
de las
característica
s del sistema
de frenos
Documentos
especializad
os de
empresa
fabricantes y
fichas
técnicas de
Suzuki
Jimmy 2019.
Revisión
bibliográfic
a y
documental.
Especializa
dos
Pág. Web.
Entrevistas
técnicos y
mecánicos.
Describir las
característica
s técnicas de
los sistemas
de sensores
sonoros y
mecanismos
complement
arios
existentes en
el mercado.
Característica
s técnicas de
sensores
sonido.
Mecanismos
complementar
ios.
Descripció
n de la
funciones y
característi
cas
técnicas y
tecnológica
sensores de
sonido.
Sistema de
sensores de
sonido,
características
técnicas y
tecnológicas.
Documento
redactado
con la
descripción
detallada de
los sistemas
de sensores
de sonido.
Documentos
especializad
os de
empresas
específicame
nte
seleccionada
s.
Libros y
documentos
técnicos
específicos
y otros
trabajos de
investigació
n y
proyectos
sobre el
tema en
específico.
•Determinar
los factores
internos y
externos que
más influyen
en el
desgaste de
las pastillas
del sistema
de frenos de
un vehículo
4x4 Suzuki
Jimmy
modelo 2019
Factores
internos y
externos.
Describir
los factores
internos y
externos
que más
influyen en
el desgaste
de las
pastillas de
frenos del
vehículo
Identificación
de factores
internos y
externos que
causan el
desgaste de
pastillas de
frenos.
Documento
escrito,
donde se
detallan los
diferentes
factores que
influyen más
en el
desgaste.
Libros y
documentos
técnicos.
Personas
involucradas
en el
problema.
Revisión
bibliográfic
a y
documental
Pag. Web.
Entrevistas.
A técnicos
mecánicos.
Calcular el
presupuesto
de
implementac
ión de la
propuesta de
proyecto
Presupuesto
de
implementac
ión
Análisis y
cuantificac
ión de
recursos
materiales,
, humanos
y
monetario.
Costo de
implementació
n del sistema
Documento
de
presupuesto
consolidado
por partidas.
Proformas y
manuales
técnicos
específicos
de
componentes
del sistema
Revisión
bibliográfic
a, pág. Web
Fuente: Elaboración propia.

45
CAPITULO IV
ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN O DIAGNÓSTICO DEL PROBLEMA.
2.3. Determinar los factores internos y externos, que más influyen en el
desgastede las pastillas del sistema de frenos de un vehículo 4x4
Suzuki Jimmy modelo 2019.
En algunos modelos explicativos, sobre la situación del contacto entre un complejo de
pastillas de freno orgánico y un disco de hierro fundido. Se puede definir como un modelo,
donde las fibras metálicas u otros materiales duros en la almohadilla del material forman
mesetas primarias estables o parches, que llevan a la parte principal de la carga (Wahlstróm,
2011).
Imagen 20. Sistema de Pastillas y freno.
Fuente: TMD Friction Services GmbH, 2019
De esto se pudo concluir que la dureza en las mesetas primaria y secundaria es
aproximadamente la misma, y que la dureza del material de la matriz metálica es de
aproximadamente 20 veces menor. Es decir, las mesetas más difíciles de proteger en el
material de la matriz metálica se desgastan. En mediciones realizadas se encontró que las
mesetas contacto, normalmente pueden exhibir valores de dureza considerablemente más altos
que la media dureza de la almohadilla compuesta (por ejemplo, en comparación 3.000 MPa
con 200 MPa), esto se debe a que las mesetas están típicamente formadas por fibras de metal
rodeadas por los constituyentes de la matriz metálica más suaves y compactados (Söderberg &
Andersson, 2019).
Imagen 21. Situación de contacto entre la pastilla y el disco.

46
Fuente: Ricardo García L, María A Acosta P, Eder Flórez S. 2014
Pocos estudios han examinado el tamaño, la forma o composición elemental con que los
discos de freno se corroen tan rápidamente, fenómeno que depende de las condiciones a las
cuales están enfrentados. Por tal motivo, se han desarrollado investigaciones sobre cómo la
fricción genera fallas de corrosión y desgaste en los frenos, además del efecto en las
propiedades mecánicas del material por las altas temperaturas que se producen (Ashby &
Jones, 2010).
Imagen 22. Fallas de pastilla.
Fuente: TMD Friction Services GmbH, 2019
2.3.7. Las pastillas de freno se desgastande forma irregular
Es una pregunta que nos podemos hacer con cierta asiduidad. Por ejemplo, imaginemos
que llega al taller un coche para la revisión de los 30.000 kilómetros y durante la inspección
rutinaria de las pastillas de freno, los mecánicos se percatan de que las pastillas de freno
delanteras están desgastadas de forma asimétrica: una de ellas es del tamaño normal, pero la
otra está casi completamente desgastada. (Zambrano Santos S. Alexander & Viláñez Ponce
Erick F., 2018, pag. 13)
Imagen 23. Ruptura de pastillas

47
Fuente. EIE 2019
Normalmente, la pastilla de freno interior que se encuentra cerca del pistón se desgasta
antes que la exterior. Porque se encuentra en el interior y es la primera que, impulsada por el
pistón, entra en contacto con el disco de freno, mientras que la exterior solo entra en contacto
indirecto con el disco de freno. Por lo tanto, las dos pastillas de freno de las mismas pinzas
pueden mostrar diferentes niveles de desgaste, eso sí, esa diferencia no debería ser exagerada.
Si hubiera mucha diferencia entre los niveles de desgaste de las dos pastillas, sería
necesario comprobar el sistema de frenado para ver si, por ejemplo, la movilidad de alguna de
las partes del sistema, como el pistón del cilindro o el perno de las pinzas, está afectada.
(Zambrano Santos S. Alexander & Viláñez Ponce Erick F., 2018, pag. 14)
Cuando se ponen en marcha los frenos, la bomba impulsa los cilindros de freno de las
cuatro ruedas mediante el líquido de frenos. Los pistones impulsan las pastillas para que estas
friccionen con los discos de freno y, de esta manera, hace que el vehículo disminuya la
velocidad.
Si se ignora el mantenimiento del cilindro de freno como un factor esencial en el
proceso de frenado puede ocurrir que, por ejemplo, la funda de goma del pistón está rota y el
barril del pistón oxidado por dentro.
No se ha cambiado el líquido de frenos en mucho tiempo. El líquido de frenos puede
absorber la humedad del aire y oxidar así el pistón. El paso del tiempo y la corrosión pueden
hacer que aparezcan grietas en la funda de goma del pistón. El polvo puede entrar a través de
estas grietas y acumularse entre el pistón y la pared del cilindro, lo que puede también
ocasionar desgaste. Las piezas de metal se oxidan debido a una exposición excesiva al agua o
a la corrosión provocada por productos químicos como, por ejemplo, los que disuelven la
nieve.
Las pinzas de freno se mueven sobre el perno guía. Si el perno se oxida, el movimiento
de las pinzas se verá afectado, lo que resultará una distribución desigual de las fuerzas de
frenado, algo que, a su vez, causará que la pastilla de freno se desgaste de forma irregular.
Por tanto, hay que mantener las pinzas de freno en buen estado, eliminar el óxido del
perno guía y lubricarlo con grasa de alta temperatura, todos estos pasos son sencillos y
solucionarán el problema de los atascos del perno guía, además de asegurar una buena
movilidad.

48
Normalmente, la pastilla de freno interior que se encuentra cerca del pistón se desgasta
antes que la exterior porque se encuentra en el interior y es la primera que, impulsada por el
pistón, entra en contacto con el disco de freno. (Zambrano Santos S. Alexander & Viláñez
Ponce Erick F., 2018, pag. 15)
El sistema de frenos está estrechamente relacionado con la seguridad en la conducción y,
por lo tanto, su cuidado no debe ignorarse. Si descuidamos el mantenimiento de las pinzas de
freno, pueden surgir varios problemas:
 La corrosión puede causar que el pistón no tenga una buena acción de retorno, lo que
causaría el sobrecalentamiento de las pastillas de freno y el desgaste irregular de las
mismas.
 La corrosión del pistón puede afectar la movilidad de esta pieza, retrasando el frenado. En
situaciones de emergencia, una diferencia de 0,1 segundos en el frenado puede ser
suficiente para evitar un accidente.
 La corrosión del pistón puede provocar el desgaste de las pastillas de freno de manera
irregular, o hacer que el cilindro de freno choque con la pastilla de freno, generando ruido.
Por todos estos motivos, es necesario recordar que el mantenimiento del sistema de
frenado no solo implica el cambio de las pastillas y del líquido de frenos, sino también el
chequeo y el mantenimiento de las pinzas de freno.
2.3.8. Características de las pastillas
Freno de disco con pinza flotante posee dos componentes principales, la caja que posee
forma de puño en la cual se encuentra las pastillas, las bridas de fleje y el cilindro con el
pistón, y el soporte.
Freno de disco con pinza flotante Fuente. Domínguez, 2012 Al tener una mayor superficie
del pistón se tiene una mayor fuerza en el disco con la misma presión. Luego de ser accionado
y tener la misma reacción que el freno de marco flotante en la cual el pistón desplaza la
pastilla contra el disco de freno, la fuerza de reacción del disco es la causante de que la caja se
mueva hacia dentro y así la segunda pastilla recorra hacia el disco de freno. (Zambrano Santos
S. Alexander & Viláñez Ponce Erick F., 2018, pag. 16)
 Debido a la forma que posee la caja tiene una mayor superficie del pistón ejerciendo más
fuerza sobre el disco de freno.
 La probabilidad de que se formen burbujas de vapor es mínima ya que los conductos del
líquido de freno no se encuentran cerca del disco.
 Son implementados en vehículos industriales ligeros en su eje delantero, y en turismos, en
ambos ejes.
2.3.9. Materiales y métodos

49
Las pastillas de freno son un componente constituido por dos partes una metaliza
adherida mediante un pegamento que también sirve como aislador térmico a una fibra
cerámica en diferentes características con grafito asbesto y virutas de bronce como se detalla
en la tabla 4. El cáliper es ese elemento que guarda las pastillas y pistones de freno. Éste está
colocado en posición fija y su función es apretar el disco de freno hasta detenerlo.
Para ello se aprovecha la fricción producida entre el disco y las pastillas de freno, que
son comprimidas contra el disco por acción de los pistones del cáliper (Zambrano Santos S.
Alexander & Viláñez Ponce Erick F., 2018, pág. 18)
2.3.10. Desgastes de las pastillas de freno
Las pastillas de freno forman parte del sistema de freno de disco, siendo éste el elemento
frenante. Esto se realiza ejerciendo presión en ambos lados del rotor del freno, que gira junto
con las ruedas. Debido a las elevadas temperaturas y a la alta fricción a la que se encuentra
debe poseer cualidades específicas.
Las pastillas de freno son en sí las encargadas de transformar la energía cinética del
vehículo en movimiento a energía calorífica, la cual será disipada hasta conseguir la detención
total del vehículo. El paso de energía cinética a calorífica se da gracias al contacto que existe
entre el disco de freno que viene a ser la parte móvil solidaria a la rueda y las pastillas de freno
que vienen a ser el elemento fijo que ese encuentra en conjunto a la estructura del vehículo
mediante el cáliper. Los pistones alojados en el cáliper de la rueda son los encargados de
empujar las pastillas de frenos sobre el disco de freno. (Zambrano Santos S. Alexander &
Viláñez Ponce Erick F., 2018, pag. 16)
a) Fricción
Descripción del fenómeno de fricción la palabra fricción deriva del vocablo latino
“fricare”, que significa rozamiento o frotamiento, se aplica para describir la pérdida gradual de
energía cinética en situaciones donde dos cuerpos o sustancias, se encuentran en contacto y
movimiento relativo. Por ello, se le ha definido como la resistencia que presenta a dicho
movimiento. (Zambrano Santos S. Alexander & Viláñez Ponce Erick F., 2018, pag. 16)
No debe confundirse la fricción con el desgaste. La diferencia fundamental, están en que
las áreas de contacto reales se generan las fuerzas de fricción, las cuales varían de acuerdo a
los distintos parámetros del sistema posteriormente, dichas fuerzas ocasionan el desgarre de
materiales de la superficie, lo que se conoce como desgaste
b) Fricción abrasiva
La fricción es la fuerza de resistencia tangencial en la interface de dos cuerpos, que están
sometidos a la acción de una fuerza, uno de ellos se mueve o tiende a moverse relativamente
deslizante o rodante sobre la superficie del otro
Como el coeficiente de fricción no es una propiedad simple algunos de estos factores que
lo afectan son:

50
 Cinemática de la superficie en contacto
 Cargas y/o desplazamiento externo
 Condiciones del medio
 Topografía superficial
 Propiedades de los materiales
c) Mecanismos de desgaste
El desgaste generalmente se inicia según alguno de los mecanismos básicos para que
posteriormente cambie hacia uno combinado o complejo, que provoca el deterioro de las
partes. En función de la amplia variedad de criterios, que existen para definir lo mecanismos
básicos de desgaste, se emplean en el presente trabajo la clasificación más aceptada, la cual se
divide en los siguientes mecanismos: (Zambrano Santos S. Alexander & Viláñez Ponce Erick
F., 2018, pag. 17)
d) Desgaste por adhesión
Este mecanismo de desgaste se genera por la atracción entre los átomos de las estructuras
de dos cuerpos en contacto, depende del grado de compatibilidad micro estructural entre
superficies. La adhesión se debe al contacto íntimo a la que llegan dos superficies por las altas
presiones específicas en la zona de contacto real.
e) Desgaste por abrasión
Este mecanismo de daño se presenta cuando las asperezas de un cuerpo se ponen en
contacto y rozan la superficie de un segundo cuerpo más blando, removiendo material al
microsurcar y microfracturar creando por ello rayas. (Zambrano Santos S. Alexander &
Viláñez Ponce Erick F. 2018, pág. 17)
f) Desgaste por corrosión
Este mecanismo de presenta cuando el movimiento relativo entre superficies actúa intenso
en un medio corrosivo en donde el daño superficial es debido a la suma de los factores. No
debe confundirse con procesos de degradación superficial sin presencia de movimiento
relativo 16 entre superficies en donde el daño será por corrosión estática.
Imagen 25. Desprendimiento de los bordes

P.G. CHRISTIAN CABRERA , SISTEMA DE FRENOS SONORA 14 5 2022.docx

P.G. CHRISTIAN CABRERA , SISTEMA DE FRENOS SONORA 14 5 2022.docx

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a P.G. CHRISTIAN CABRERA , SISTEMA DE FRENOS SONORA 14 5 2022.docx

Similar a P.G. CHRISTIAN CABRERA , SISTEMA DE FRENOS SONORA 14 5 2022.docx (20)

Último

Último (6)

P.G. CHRISTIAN CABRERA , SISTEMA DE FRENOS SONORA 14 5 2022.docx