Taller
de Trial
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Capítulo
7
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Frenos
I: mejorar la eficacia en mojado
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Texto: MarlinTech
Fotos: MarlinTech, Todotrial |
Este artículo está inspirado en una serie de preguntas que recientemente inundaron el foro, principalmente procedentes de propietarios de shercos 99, 00 y 01, cuyos frenos en cuanto les salpica el agua, pierden mucha eficacia. Esto parece ser debido al material con el que están hechos los discos, y su posterior cementación/templado. Las magníficas pastillas Galfer Rojas quedan en entredicho cuando tienen que lidiar con estos discos. La solución, también aplicable a cualquier moto que se resista a frenar como es debido en mojado, a continuación.
1) Repaso general del sistema hidráulico. ¿Todo está en perfecto estado?
Antes de intentar mejorar una cosa, es necesario comprobar que funciona como es debido. Muchas veces, al realizar el mínimo mantenimiento necesario, se recupera el comportamiento original y no es necesaria ninguna modificación. Esto es válido para todas las facetas de la mecánica, no sólo para los frenos. Por ejemplo, es curioso como algunos aficionados se vuelven locos intentando carburar una moto cuyo escape está cegado o cuyo filtro de aire jamás ha sido limpiado. Como en otras ocasiones, primero intentemos dejar la moto en el mejor estado "estándar" y luego, si queremos más, empezaremos a mejorarla.
En el caso de los frenos, este mantenimiento es esencial (aunque no suficiente para las sherco mencionadas, debido a su problema crónico). Vamos a separar los distintos elementos susceptibles de ser mantenidos en función de su caducidad:
Figura
1. Tras retirar dos tornillos, quita la tapa de plástico y encontrarás
la membrana que se ve en la foto. Al levantarla, encontrarás el líquido
de frenos. Procura no tocar mucho el líquido, puede irritar la piel. Observa
el trapo envuelto alrededor de la maneta, para evitar salpicaduras.
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- El líquido de frenos no es eterno. Se trata de un aceite especial, muy fluido y con una resistencia elevada a la ebullición. Si el líquido se calienta por encima de este punto, aparecerán burbujas en el circuito y perderemos eficacia en la frenada porque parte de la presión se emplea en comprimir estas burbujas (exactamente igual que cuando no hemos purgado bien el circuito y tenemos burbujas de aire en el mismo). En función del punto de ebullición, se clasifican en distintos grados DOT. En trial es suficiente con un grado DOT 4, cuyo punto de ebullición ronda los 250 º centígrados. El DOT 5 aguanta hasta 265 ºC pero también es más caro. A propósito, en un mensaje del foro, alguien daba un punto de ebullición para el líquido de frenos del orden de los 400 o 600 ºC, lo que es una verdadera exageración.
Este líquido, como cualquier otro, es sensible a la oxidación y, además, tiende a absorber humedad, por lo que es necesario cambiarlo, al menos, una vez cada dos años (para aficionados domingueros) o una al año (para aquellos más afortunados que montan más tiempo). El cambio es muy sencillo: antes de quitar la tapa de la bomba en el manillar (o en el depósito del freno trasero), envuelve un trapo alrededor de la zona, por si se derramase algo de líquido (los líquidos antiguos eran muy corrosivos,actualmente son menos peligrosos, pero por si las moscas...).
Figura
2. En la pinza AJP de dos pistones moderna, el purgador es un tornillo
de cabeza hexagonal de 7 mm, roscado sobre el que aprieta el latiguillo
(cabeza de 12 o 13 mm). No los confundas. Sólo es necesario aflojar el
de purga. El tubito de goma es esencial para no derramar líquido y efectuar
el trabajo con pulcritud.
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Al quitar la tapa (figura 1) encontrarás una membrana de goma que sirve para evitar que el aire entre en contacto con el líquido y, de paso, para compensar los posibles cambios de nivel cuando las pastillas se van gastando, o cuando se producen variaciones muy rápidas de temperatura. Retira esta membrana (acuérdate de cómo iba colocada) y verás el líquido. En la pinza encontrarás un tornillo con un taponcito de goma (si es que no se ha perdido, lo más habitual): es el "sangrador" o tornillo de purga. En algunas pinzas, como las de Sherco, el tornillo purgador va roscado en el mismo terminal del latiguillo, mientras que en otras más antiguas es un tornillo simétrico a éste y del mismo tamaño. Es un tornillo taladrado, que acaba en una punta cónica que, al apretarse, cierra una salida. Si aflojas un poco el purgador, esta salida se abre y el líquido puede salir a través de él. Conecta un tubito de plástico al purgador para recoger el líquido de desecho (figura 2).
Ahora empieza un proceso cíclico que nos permitirá cambiar todo el líquido sin que entre ni una burbuja. Básicamente, consiste en bombear líquido nuevo desde la maneta (o depósito del freno trasero) hacia la pinza, evitando que el líquido retroceda cuando la bomba vuelve a su sitio. Es muy fácil: con el purgador cerrado, aprieta la maneta (o empuja con la mano el pedal de freno) a tope, afloja el purgador (sin dejar de hacer presión) y observa cómo sale líquido por el tubo que hemos colocado (figura 3).
Figura
3. Después de unos cuantos bombeos, como se explica en el texto, observarás
que el líquido nuevo empieza a salir por el tubo (la flecha amarilla indica
más o menos el final del líquido viejo). En este momento acaba el reemplazo.
Aprieta el purgador, coloca el taponcito de goma y listo (por abajo).
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Aprieta de nuevo el purgador y, ahora, suelta la maneta (o el pedal) y vuelve a bombear. Afloja el purgador, sale líquido, aprieta el purgador, suelta la maneta. Bombea... etc. De esta manera, el líquido viaja siempre en el mismo sentido. Si no apretamos el purgador antes de soltar la maneta, el aire puede entrar por el purgador. Cuando veas que el líquido baja en el depósito, añade líquido nuevo. Continúa este proceso hasta que veas aparecer el líquido nuevo por el tubo (lo notarás porque cambia el color (flecha amarilla), el viejo se vuelve marrón sucio, mientra que el nuevo es muy claro). Aprieta el purgador, rellena el depósito hasta el nivel, coloca la membrana sin dejar aire debajo y cierra la tapa. Ya has cambiado el líquido.
- Las pastillas se gastan. Evidentemente. Para comprobar si las pastillas necesitan un cambio, basta con sacarlas y observar si el "ferodo" (el material que roza contra el disco, que se llama así por la misma razón que nuestras esposas llaman "rimmel" a eso que se ponen en lo ojos, aunque son marcas comerciales) tiene espesor suficiente como para que la chapita a la que está pegado no toque el disco. Si hay menos de 1.5 mm ya están bastante apuradas.
Figura
4. Estas pastillas han estado montadas en una pinza que está mal alineada
con el disco. La forma de desgastarse en cuña lo delata. En este caso,
hay que suplementar con una arandela en el lado de la pinza que, en esta
posición, ocuparía la esquina superior derecha.
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Algo que no es tan evidente es que unas pastillas desgastadas (aún dentro de margen de uso) obligan a los pistones de la pinza (los llamaremos "bombines" a partir de ahora) a trabajar en la parte final de su recorrido, con lo que están expuestos a atravesarse con más facilidad y "griparse" dentro de su alojamiento. Para evitar esto, podemos hacer dos cosas: cambiar las pastillas antes, o colocar unos suplementos de chapa entre las pastillas y los bombines (unas pastillas gastadas, con el ferodo eliminado, sirven estupendamente), de esta forma los bombines retroceden y no están tan expuestos. Tampoco se tiene en cuenta habitualmente el alineamiento entre pinza y disco. Si ambos no trabajan en el mismo plano, las pastillas atacarán oblicuamente el disco, y se desgastarán en forma de cuñas (observa la fotografía 4).
Si el ángulo es notable (como en la foto), esto tendrá efectos muy perjudiciales sobre los bombines (aparte de que se pierde un gran porcentaje de frenada -proporcionalmente al ángulo--). La razón es que el par de fuerzas que las aprietan sobre el disco no está alineado y provoca un efecto de cuña sobre los bombines, efecto que acaba clavando éstos (atravesados) en sus alojamientos. Este problema es más habitual en la pinza delantera que en la trasera. Las pinzas de cuatro pistones reducen notablemente este peligro, aunque no lo eliminan, como prueba el caso de las Beta Rev, que fueron muy sensibles en la pinza trasera, en gran número de unidades. Para alinear la pinza con el disco sólo es necesario un poco de paciencia y unas cuantas arandelas de 8 mm de distintos espesores, para suplementar adecuadamente en el lado que pida la pinza. En casos extremos, se puede recurrir a limar (con tacto y experiencia) la zona de la pinza que corresponda. Con sólo esta precaución, la frenada aumenta notablemente.
- Las juntas de goma, tóricas y retenes envejecen. Esto sólo para los que aguantamos las motos muchos años (o hemos comprado una de segunda mano). La bomba lleva un pistoncillo con un pequeño retencillo de goma que, con el tiempo, se endurece y desgasta, perdiendo su hermeticidad y, por tanto, perdiendo capacidad para ejercer presión. Los bombines, de forma equivalente, van embutidos en dos retenes de goma que también envejecen y, muchas veces, son los culpables del agarrotamiento de éstos. De todas estas piezas hay recambio, y no es caro, en comparación con la de quebraderos de cabeza que nos evitan ante la duda de que estén mal. De vez en cuando (por ejemplo, al comprobar las pastillas) es conveniente limpiar el interior de la pinza y la parte expuesta de los bombines con un poco de "contact cleaner" o spray para limpieza de discos (nunca con 3 en 1) o, en su defecto, con el mismo líquido de frenos (un elemento parcialmente corrosivo, recordad). Esto ayuda a alargar la vida de los retenes y asegura un funcionamiento impecable de la pinza. Después de estas comprobaciones (o mantenimiento) tendremos unos frenos en perfectas condiciones. Si aún así no estamos conforme, como en el caso de las shercos en mojado, tendremos que cambiar el disco, o podemos taladrarlo para mejorar su eficacia (y ahorrarnos varios miles de pesetas).
2) Taladrado de los discos en trial: una cosa es la teoría y otra la práctica
Figura 5. Ejemplo de esquema con el que se puede taladrar un par de discos. Dado que el diámetro del delantero es mayor, caben más agujeros. Es muy importante que el area barrida por cada agujero se solape con las de otro, así evitaremos la aparición de pistas brillantes (concéntricas) en la pista central. Si te gusta este diseño, pincha aquí para bajártelo en pdf al tamaño natural de los discos (sólo tienes que pegarlo encima y marcar los centros de taladro con un punzón). |
En el foro, tras una respuesta que dí sugiriendo taladrar los discos de una sherco, con agujeros de al menos 8 mm, se produjeron otras respuestas en las que se mostraba disconformidad, con el argumento principal de que, al quitar tanto material de la pista de frenado, se perdería capacidad de frenado. Secundariamente, también se argumentaba que taladros tan grandes podrían provocar enganchones de pastillas y atravesarlas. Bien, aprovecho ahora para hacer la réplica.
La prueba más evidente e indiscutible es la práctica. Mi Sherco 2.5 lleva taladrados ambos discos con el esquema y fotografías que adjunto. No ya de 8 mm, sino taladros de 10 mm, sin avellanar, y en gran número (36 agujeros en el disco delantero y 24 en el trasero). La eficacia en seco se mantiene intacta, mientras que en mojado ha mejorado enormemente. Tanto que un amigo me ha pedido que taladre sus discos de la misma forma (las fotos son precisamente de sus discos). ¿Por qué no vienen taladrados (o perforados) los discos de fábrica? Por cuestiones de coste. A pesar de que actualmente los discos no se mecanizan, sino que son "recortados" con máquinas de corte especial (es espectacular verlas trabajar), incorporar tantos agujeros, o ranuras, a los discos incrementa notablemente el coste de producción. No obstante, algunas marcas como Montesa o Beta (y ahora GasGas con la Pro) no reparan en este gasto y sus discos vienen ya perforados de fábrica (con más o menos gusto e imaginación). Por otra parte, la teoría de la disminución de superficie no se sostiene en la práctica (ya explicaré más adelante porqué no se sostiene en la teoría) cuando sacamos revistas antiguas y vemos a Dougie Lampkin ganando el mundial con discos "floreados". ¿Qué cantidad de pista estática pierden estos discos con respecto a uno macizo? Mucha más que taladrándolos, y no pasa nada.
Por otra parte, la teoría del frenado aporta un apoyo fundamental para mi tesis: la fuerza de fricción que se desarrolla entre dos superficies es proporcional a la fuerza aplicada perpendicularmente (por eso se pierde frenada si la pinza ataca oblicuamente) multiplicada por el coeficiente de rozamiento (un parámetro que depende de la naturaleza de ambas superficies, pero no de su área). Por consiguiente, el valor del área de contacto entre ambas superficies no es determinante de la fuerza de frenado, es decir, dos discos construidos con el mismo material, pero con distintas áreas de solapamiento con las mismas pastillas, son frenados con la misma fuerza, independientemente del área que se pierda de pista estática. La teoría, por esta vez, concuerda con la práctica que he experimentado a riesgo de perder dos discos. Por cierto, es muy importante no confundir "fuerza" con "presión".
Efectivamente, si reducimos el área de solapamiento, la presión por unidad de área aumentará, pero la fuerza perpendicular al disco sigue siendo la misma, justo la razón entre el área de los bombines y el área de la bomba impulsora, multiplicada por la palanca y la fuerza de nuestro dedo (o del pisotón del pié) por tanto, la fuerza de frenado no cambia. El aumento de presión por área no es lo suficientemente elevado como para que el material de la pastilla invada el taladro o ranura del disco y sea "rasurado" por un taladro sin avellanar o el filo vivo de la ranura, ya que no es tan blando como aparenta. Mas al contrario, un disco taladrado o ranurado tiene mayor elasticidad y distribuye la fuerza de fricción más homogéneamente en la superficie de contacto, con lo que las pastillas, sorprendentemente, ¡duran más! que en un disco macizo, sometido a la misma fuerza de frenado. La teoría lo dice y la práctica lo prueba.
Si te han convencido los dos párrafos anteriores, sigue leyendo para ver cómo taladrar los discos. En caso de que no te fíes... tendrás que comprar otros discos (como los de Montesa, que entran en los bujes de Sherco.... y son perforados, por cierto).
Figura
6. Este tornillo se resistió y perdió la boca. Para sacarlo, se puede
golpear tangencialmente con un cincel fino, de forma que tienda a girar
hacia la izquierda (aflojarse) con ayuda de los golpes. A veces, dando
un golpe seco sobre la cabeza del tornillo, antes de meter la llave, ayuda
a soltarlo un poco. La solución de taladrar la cabeza se tiene que dejar
como último recurso.
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3) El "arte" de taladrar unos discos endemoniadamente duros
Lo primero es desmontar los discos de los bujes. En la Sherco, este paso es un poco problemático si no se ejecuta con una llave allen de excelente calidad: los tornillos llevan una cabeza demasiado baja y es muy fácil estropear la boca del tornillo, con lo que habrá que sacarlo con un método más expeditivo, como golpearlo tangencialmente con un cincel fino (fotografía 6).
Figura
7. A la izquierda, un tornillo original del buje AJP. Fíjate en su cuello
sin rosca, que está mal calculado y machaca el primer hilo de la rosca
de aluminio en el buje, clavándose el puñetero. A su derecha, el que se
resistió ("no te resistas, que va a ser peor para ti" se le advirtió).
A continuación, un tornillo estándar de 6x25 mm en acero inoxidable, que
tras ser torneado, acaba con el aspecto del tornillo de la derecha, listo
para sustituir al estropeado.
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Figura
8. Los infames discos de la Sherco 00/01, inermes, esperando a pasar por
el "quirófano" para una "liposucción quitapeso e hidroterapia".
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En la foto 7 se muestra un tornillo original (en el que se observa un cuello sin roscar, que es el culpable de que se claven en el buje, debido a que la rosca se acaba antes de llegar al apriete correcto), al lado un tornillo que se resistió y tuvo que ser sacado con golpecitos de cincel (y obviamente, ha quedado inservible), a continuación un tornillo estándar de acero inoxidable y uno de éstos con la cabeza torneada para sustituir al estropeado.
Una vez los discos desmontados (fotografía 8), tendremos que hacernos con una broca especial. Las brocas estándar, esas de color negro/azulado, se denominan HSS (o "acero rápido") y no sirven para los discos actuales, apenas durarían dos taladros. En la fotografía 9 se muestra este tipo de broca a lado de otras dos: la del centro es una broca de acero al cobalto, ideal para este trabajo; la de la izquierda es una broca HSS con recubrimiento de titanio, también adecuada para aceros duros. Estas brocas especiales no son caras en comparación con su calidad. Para este trabajo se utilizaron dos brocas de acero al cobalto, de 5 y 10 mm respectivamente, que valen aproximadamente 1.250 ptas en total.
Figura
9. Los tipos de broca más fáciles de encontrar. A la izquierda, la broca
estándar llamada de "acero rápido" o HSS. En el centro, una de "acero
al cobalto" y a la derecha, la de "acero al titanio". Ésta es la más dura,
pero la de Co también es capaz de hincar el diente a los discos de la
Sherco. Con la HSS estándar... olvídate.
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Ahora tenemos que decidir el patrón con el que taladrar los discos. Aquí la imaginación al poder, pero procurando que, en el barrido del disco, la trayectoria de los agujeros se solape, de forma que no dejen sectores sin barrer, al menos en el centro del disco. En este caso, he utilizado el patrón de la figura 5. En este punto, si disponemos de un divisor (como el de la figura 10/11) lo tendremos muy fácil. Si no, puedes utilizar el patrón impreso en papel y pasarlo al disco utilizando un punzón y un martillo para marcar el centro de cada agujero.
Es muy importante disponer el disco sobre una superficie sólida y que lo inmovilice. Lo más sencillo es atornillar el disco a una base de madera (o de plástico, en el caso que se muestra) utilizando las propias pestañas de sujección al buje. Ni se te ocurra sujetar el disco con la mano encima de un "chapón", las brocas arrastran con tal fuerza al final del taladro que se te escapará y te puedes hacer bastante daño. La seguridad ante todo. ¿Cuánto tardas en atornillar el disco a un buen listón de aglomerado? Trabajarás más cómodo y no se te escapará.
Empezaremos a taladrar con la broca de 5 mm (figura 10) a una velocidad de unas 250 a 300 rpm y refrigerando con taladrina o aceite normal de motor. Notarás cómo la broca hace un gran esfuerzo al salir por el otro lado del disco: es importante no empujar mucho, ni quedarse corto. En cuanto hagas unos cuantos taladros, le cogerás el punto a la presión con que has de empujar. Después de hacer todos los taladros, cambiamos la broca por la de 10 mm y bajamos la velocidad (120 rpm). Verás cómo es mucho más fácil (en contra de lo que pareciera) pasar esta broca. La razón es que el nodo central del agujero ya no existe, y este núcleo ofrece mucha resistencia al taladrado porque la velocidad del filo de la broca es prácticamente nulo en el centro del agujero.
Figuras
10 y 11. El disco firmemente atornillado a un soporte (plástico en este
caso) y podemos pasar la broca de 5 mm. El "extraño" aparato bajo el disco
es un divisor, un complemento de la fresadora y una magnífica ayuda para
este trabajo. A continuación pasamos la broca de 10 mm. En contra de lo
que pudiesemos pensar, le cuesta menos entrar que a la de 5 mm.
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Figura
12. Aprovechando el soporte, se puede montar el disco en un torno y aplicar
la lija con más eficacia. Así nos aseguramos una superficie libre de rebabas.
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No hace falta pasar brocas intermedias, de hecho es contraproducente ir agrandando los agujeros de milímetro en milímetro, dado que así sólo trabajarían los "gavilanes" de la broca y no todo el filo, con lo que se gastarían muy rápidamente y calientarían en exceso el disco, por lo cual además de estropear brocas innecesarias, podrías alabear el disco por exceso de calor local. Con paciencia, son 36 agujeros en el disco delantero y 24 en el trasero, esto puede tomarte unas tres horas a un ritmo soportable (cervecita, música, cigarrito, etc.). En el caso de la fotografía, se utilizó una fresadora con un portabrocas acoplado, para hacer el trabajo con mucha precisión. Puedes utilizar una taladradora de columna, siempre que tenga suficiente fortaleza y una gama apropiada de velocidades. Olvídate de hacerlos con la "mariconadita" que sale en el bricomanía, y mucho menos, de hacerlos a pulso, si no quieres hacer una chapuza y gastar varios kilos de brocas.
Una vez acabados los taladros, hay que rectificar la superficie del disco, ya que habrá "rebabas" sobre todo en la parte de salida de la broca (insignificantes, si las brocas son las adecuadas y hemos puesto cuidado en el taladrado, pero aún así). En absoluto es necesario avellanar los agujeros si están perfectamente acabados. Fíjate en un disco perforado de serie (p.e. los de Beta) y podrás observar como los filos de las ranuras son vivos, idénticos a los que acabamos de hacer en cuanto rectifiquemos la superficie.
Figura
13. Los discos de la Sherco, una vez acabados. El ahorro en peso no es
la principal ventaja, sino la mejora de frenada en agua. Compara con la
figura 8.
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Lo ideal es utilizar el sorporte que hemos hecho para montar el disco en un torno y aplicar lija, como se muestra en la figura 12 (cambiando el disco para lijar las dos caras). Si no tenemos torno, habrá que echarle paciencia y aplicar la lija a mano (apretando con una madera). No es aconsejable utilizar una lijadora (orbital o rotacional) a no ser que tengamos "mucho vicio" con ella, dado que podemos quitar demasiado material y de forma desigual, con lo que el disco frenará a golpes. El lijado tiene que ser mínimo, el necesario para eliminar las rebabas, pero sin quitar material al disco (fíjate en una letras que están cinceladas en un lateral y que indican en espesor mínimo del disco "MINIMUM THICK 2.5 MM" es lo que está escrito. No te pases con la lija como para borrar esta inscripción. En la fotografía 13 tienes los discos acabados y con un magnífico aspecto. Frenan mejor y... pesan mucho menos que los de serie.
Bien, ya está. Sólo falta desengrasar bien el disco (primero con agua y mistol y luego con alcohol o acetona pura -no sirve la de las uñas, que lleva aceites para el cuidado de lo deditos de nuestra consorte-y montarlo en los bujes. Es recomendable poner una gota de Loctite (fijatornillos) en la rosca para evitar que se aflojen. Aprieta con sensatez, no vayas a estropear alguna boca otra vez!! De camino, podemos aprovechar para darle un repaso a las pastillas, lijándolas sobre una superfice plana si tienen brillo (fotografía 14) y dejándolas en alcohol o líquido desengrasante para eliminar los restos de barro, arcillas, grasa, etc (figura 15).
Figuras
14 y 15. Ya que hemos sacado las pastillas, aprovecharemos para lijar
la superficie en caso de que muestre brillo o esté embotada en barro,
y a continuación las sumergimos en alcohol o algún disolvente no agresivo,
para desengrasarlas.
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4) ¡¡Esto no frena nadaaaaaa!!
No te preocupes. Al principio, no frenan nada de nada, dado que el acoplamiento que había entre pastillas y disco se ha perdido al mecanizar el disco (y si encima hemos lijado las pastillas, peor). Pero se recupera muy fácilmente: en tercera, con los frenos medio apretados, circula hasta que notes que se están calentando (50 o 100 metros son suficientes).
Si ves que el disco cambia de color es que te has pasado calentándolo. A continuación, pégale un manguerazo de agua a los discos y pastillas. Verás cómo sale vapor. Realiza tres veces esta operación y ya habrás acoplado las pastillas a los "nuevos" discos.
Ahora,
a disfrutar de frenada ¡¡sin temerle al agua!!