Las condiciones de operación durante el proceso de frenado en un automóvil afectan el contacto tribológico entre la pastilla y el disco de freno, influyendo así en los tiempos y distancias de frenado y, de manera más significativa, en la seguridad del proceso de frenado. Este trabajo matemático tuvo como objetivo proporcionar una visualización general del comportamiento mecánico, dinámico y térmico del disco de freno bajo diferentes condiciones de operación a través de mapas 2D de la potencia disipada, el tiempo de frenado y la distancia de frenado de un disco de freno con una pala de ventilación tipo N-38. Sin embargo, la energía disipada en el disco de freno en términos de temperatura se analizó considerando la ley de enfriamiento de Newton y cálculos matemáticos a través de teorías clásicas del comportamiento dinámico y mecánico de los discos de freno. Para este propósito, la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM) y el modelo de ajuste de Mínimos Cuadrados Ponderados por Distancia (DWLS) consideraron diferentes condiciones de operación del disco de freno. Los resultados demuestran que los discos de freno pueden utilizarse de manera efectiva en requisitos operacionales severos con una velocidad de 100 km/h y una temperatura ambiente de 27 grados C, sin afectar la seguridad de los ocupantes ni el sistema de frenado y la pastilla. Para las diferentes condiciones evaluadas, la temperatura instantánea alcanza valores de 182.48 y 82.94 grados C, donde el valor alto se encontró para una desaceleración total de 100 km/h a 0, lo que representa una distancia de frenado total de alrededor de 44.20 a 114.96 m dependiendo del ángulo de inclinación. Además, la disipaicón de energía en los discos de freno depende fuertemente de la geometría del disco, las palas y la pastilla, el tipo de material, los parámetros y las condiciones de operación del vehículo, como se puede verificar con cálculos matemáticos para validar la contribución de la efectividad del proceso de frenado durante su operación real.