Sistemas de Seguridad en Vehículos: Prevención y Protección

Seguridad Preventiva, Activa y Pasiva en el Vehículo

Sistemas de Seguridad

Son los encargados de evitar accidentes y, si se producen, se encargan de minimizar sus repercusiones en las personas.

Clasificación de los Dispositivos de Seguridad

• Seguridad preventiva: Evita que actúe la seguridad del vehículo.
• Seguridad activa: Aquella en la que el usuario hace uso de la misma.
• Seguridad pasiva: Aquella que el usuario no percibe.

Ejemplos de Seguridad Preventiva

Por ejemplo, el botón que forma el ESP (Programa Electrónico de Estabilidad).

Ejemplos de Seguridad Activa

ABS (Sistema Antibloqueo de Frenos), sistema de dirección activa.

Ejemplos de Seguridad Pasiva

Cinturón de seguridad y airbag.

Sistemas de Seguridad Preventiva en la Infraestructura Viaria

• Número de carriles por sentido.
• Seguridad de carriles opuestos.
• Aislamiento de la vía respecto al entorno mediante guardarraíles, alambrado o barreras vegetales.
• Estado del pavimento.
• Señalización de los cambios de rasante.
• Condiciones meteorológicas.
• Iluminación de puntos de especial interés.
• Presencia de arcenes o zonas de seguridad.

Sistemas de Seguridad Preventiva en el Vehículo

• Medidas para mejorar la visibilidad, evitando los ángulos muertos.
• Alumbrado del vehículo.
• Dispositivos de señalización.
• Confort y ergonomía:
  • Diseño de la posición del volante.
  • Regulación de los asientos.
  • Frenos y dirección.
  • Aislamiento acústico.
  • Aire acondicionado, calefacción y ventilación.

Seguridad Activa

La seguridad activa está constituida por:

• Estabilidad dinámica.
• Configuración motriz.
• Sistema de dirección.
• Motor.

Estabilidad Dinámica

Es el desplazamiento del vehículo, que viene condicionado por las fuerzas y presiones que afectan a la estabilidad del mismo.

Lo que determina la estabilidad dinámica son: Coeficiente de arrastre, Coeficiente de sustentación, Coeficiente de deriva.

Coeficiente de Arrastre

Indica la resistencia frontal al avance. Normalmente está comprendido entre unos valores de 0.29 y 0.45.

Coeficiente de Sustentación

Al producirse el desplazamiento, el aire puede meterse por debajo del coche, haciendo que disminuya el peso del mismo sobre el pavimento. Por lo tanto, esto dificulta la adherencia.

Coeficiente de Deriva

Es provocado por el movimiento lateral. Influye la altura del vehículo, la longitud del vehículo y la presencia de algún elemento externo (una ráfaga de viento, por ejemplo).

Coeficiente Motriz

Se refiere a la disposición de los conjuntos mecánicos del vehículo para poder conseguir un centro de gravedad bajo, un reparto de los pesos equitativo entre los ejes delantero y trasero, y un momento de inercia reducido.

Sistema de Frenos

Sistema ABS

Detecta cuándo una o más ruedas se bloquean y, para desbloquearlas, disminuye la presión sobre los elementos de freno.

Sistema ESP

Sirve para hacer pequeñas correcciones de trayectoria para evitar derrapajes tras una frenada.

Sistema de Anticipación de la Frenada

Anticipan la acción de frenado. Se activan cuando detectan situaciones comprometidas.

Control de Crucero Adaptativo

Sirve para mantener una velocidad constante. Actúan sobre el circuito de freno cuando detectan que el vehículo precedente está demasiado cerca.

Sistema de Dirección

Mejora la rapidez de respuesta, permitiendo disminuir la resistencia al movimiento de la dirección. A mayor velocidad, actúa en menor medida; a menor velocidad, actúa en mayor medida.

Sistema de Suspensión

La misión de la suspensión es que las ruedas estén en todo momento sobre el suelo, dependiendo directamente de las características del mismo. En suelos con baches, la suspensión será blanda y de largo recorrido. En suelos lisos, la suspensión será dura y de corto recorrido.

Motor

Permite anticiparse con mayores garantías a los imprevistos que surgen en la circulación. Por tanto, actúa en la seguridad activa del vehículo.

Seguridad Pasiva

• Diseño de la carrocería.
• Cinturones de seguridad.
• Pretensores.
• Airbag.
• Reposacabezas activo.
• Dispositivo antivuelco.
• Columna de dirección de seguridad.
• Pedalier retráctil.
• Dispositivo de combustible de seguridad.
• Protecciones térmicas.
• Seguridad interior.

Los Sistemas de Seguridad Pasiva

Son aquellos mecanismos y dispositivos que, una vez que el accidente es inevitable, tratan de minimizar al máximo las consecuencias.

Cosas que Influyen en el Diseño de la Carrocería

• Zonas de deformación programada.
• Sistema anti-intrusión mecánica.
• Sistema de elevación del capó.

Zonas de Deformación Programada

Son algunas partes de la carrocería de los vehículos que se fabrican con formas onduladas y materiales menos resistentes que el resto, con el fin de que se deformen en dicha parte al ser sometidas a una fuerza.

Sistema Anti-Intrusión Mecánica

Este sistema se encarga de evitar que el conjunto motriz se introduzca en el habitáculo de pasajeros en caso de colisión.

Para Realizar el Sistema Anti-Intrusión

La parte de la carrocería destinada al habitáculo de los pasajeros es reforzada para aumentar la resistencia a la deformación, empleando:

• Pilares.
• Barreras de protección lateral.
• Jaula de seguridad.

Sistema de Elevación de Capó

Es un dispositivo novedoso que minimiza las consecuencias de un atropello.

Cinturones de Seguridad

Mantienen sujeto al ocupante en su asiento, evitando que, en caso de accidente, salga despedido del vehículo. Aprovechan los efectos de la seguridad de la carrocería.

Composición de los Cinturones de Seguridad

Están compuestos por una correa de material sintético de gran resistencia. Se anclan:

• En la parte superior del pilar del asiento.
• En la parte inferior del pilar del asiento.
• Al piso del habitáculo.

El Sensor de Abrochado

Está dispuesto en el enganche de conexión y se activa cuando la hebilla se introduce en el enganche.

Funciones del Sensor de Abrochado

• Avisa con una señal luminosa en el tablero de instrumentos, acompañada de un modesto sonido intermitente en caso de que se arranque el motor y el cinturón esté desabrochado.
• Informa a la centralita de que debe activar los pretensores de los asientos en el accionamiento de aquellos que no estén conectados.

Clasificación de Pretensores

• Según la naturaleza de su funcionamiento: mecánicos y pirotécnicos.
• Según su activación: mecánica o eléctrica.
• Según el modo de afectar la retracción de la cinta.

Pretensores Mecánicos

El tensado se efectúa por medios puramente mecánicos, sin intervención de ningún dispositivo de otra naturaleza.

Pretensores Pirotécnicos

El tensado de los cinturones se efectúa mediante el desplazamiento conseguido al hacer explosionar una carga pirotécnica.

Formas de Activación de Pretensores Pirotécnicos

• Activación mecánica.
• Activación eléctrica.

Sistemas de Retracción de la Cinta

• Pretensor con actuación sobre el enganche de cierre.
• Pretensor con activación longitudinal sobre la cinta.
• Pretensor de cremallera.
• Pretensor de flejes.

Limitador de Fuerza del Cinturón

La actuación del cinturón de seguridad puede ocasionar daños, especialmente en la zona del tórax. Es relativamente frecuente la fractura de alguna costilla, así como las contusiones severas provocadas por la propia cinta. Por ello, se utiliza un dispositivo limitador de retracción que, una vez superado el valor del tarado del mismo, permite que el cinturón se destense un poco, autorizando un pequeño giro en el ocupante. Ello disminuye el aplastamiento que la cinta ejerce sobre el cuerpo del habitáculo.

Precauciones en la Manipulación de Pretensores

• Tras un accidente, jamás se debe reutilizar el pretensor.
• La cinta ha de desplegarse sin ofrecer resistencia, verificando además que, al tirar fuerte de la misma, ésta se bloquea.
• La vida media de los dispositivos pirotécnicos es de unos 10 años.
• Jamás ha de aplicarse ningún tipo de tensión eléctrica para verificar el detonador eléctrico, ya que éste podría dispararse y provocar una explosión o un accidente.
• No debe provocarse la explosión de un pretensor pirotécnico.
• Tras un accidente, el cilindro del pretensor tiene una elevada temperatura a consecuencia de la explosión de la carga.
• Los fabricantes recomiendan que, para la manipulación de los elementos pirotécnicos, se utilice un procedimiento de manera que no solo se desconecte la batería, sino que se debe esperar un tiempo prudencial para que los acumuladores de energía internos se descarguen.

Airbag

Son bolsas que se inflan con un gas determinado, generalmente nitrógeno, y sirven para minimizar las consecuencias de una colisión en los ocupantes del vehículo.

Su accionamiento ha de efectuarse instantes posteriores a los pretensores de los cinturones de seguridad. Se evita así que la tapa protectora de los airbag, especialmente la del conductor, que está ubicada en el volante, provoque daños sobre el rostro de los ocupantes.

Funcionamiento del Airbag

• Fase de detección.
• Fase de activación.
• Fase de inflado.

Fase de Detección

Determina cuándo debe comenzar a inflarse el colchón. Puede efectuarse por medios mecánicos o mediante un sensor electrónico.

Detección Mecánica

Una masa de inercia libera el trinquete de sujeción del percutor al desprenderse de su posición original en un impacto.

Detección Eléctrica

Dispone de sensores de electricidad y naturaleza variable en función del modelo y aplicación.

Tipos de Detecciones del Impacto en el Airbag

• Detección del impacto según la aceleración.
• Detección del impacto según la presión.

Fase de Activación

Los sensores de impacto envían la información a la centralita de gestión del sistema, que la procesa y la ejecuta.

Sensores para la Fase de Activación

• De aceleración longitudinal.
• De impacto lateral.
• De aceleración transversal.
• Centralita.

La Centralita de Gestión Controla

• Airbag de una etapa o adaptativo.
• Pretensores pirotécnicos.
• Activación del desconector de energía.
• Conexión de la señalización de emergencia.
• Desbloqueo de puertas.

Fase de Inflado

• Inflado mediante elemento pirotécnico.
• Inflado híbrido.

Inflado Mediante Elementos Pirotécnicos

En la que la activación del elemento pirotécnico incide sobre una sustancia explosiva dispuesta en forma de pastillas de pequeño tamaño en estado sólido, cuyo gas generado en estado sólido produce el inflado de la bolsa.

Inflado Híbrido

El dispositivo de inflado está compuesto por un contenedor de gas argón almacenado a presión y por una pequeña carga propulsora de activación eléctrica que efectúa la rotura programada de la válvula de salida.

Ubicación de los Airbags

• Conductor.
• Airbag laterales.
• Airbag de rodilla.
• Acompañante.
• Airbag de cortina.
• Airbag de banqueta.

Airbag del Conductor

Se sitúa en el volante. Su función es proteger ante una posible colisión. Su volumen, cuando está totalmente inflado, es de 42 litros. Debe asegurarse disponiendo los cables de alimentación enrollados en una cinta, así no se somete a esfuerzos de tracción del cableado.

Versiones Evolucionadas del Airbag del Conductor

• Airbag de activación escalonada o bi-escalonada.
• Airbag adaptativo o de volumen variable.

Airbag de Activación Escalonada o Bi-escalonada

Disponen de dos airbags. El volumen de ambas bolsas llega a 75 litros. Cuanto más rápido, mayor es el tiempo que transcurre en la activación de ambos airbags. El intervalo de tiempo que transcurre entre la activación de ambas bolsas puede oscilar entre los 50 milisegundos.

Airbag Adaptativo o de Volumen Variable

Se emplean dos elementos pirotécnicos para una única bolsa. Se consigue diferente volumen de inflado. Para colisiones de menor magnitud, se infla la bolsa en un 70%, mientras que si la envergadura de la colisión es mayor, el inflado llega al 100% del volumen total. Siempre depende del tiempo transcurrido entre la activación de ambos elementos pirotécnicos.

Airbag de Acompañante

Son 170 litros. Se ubica en la parte superior delantera, a la altura del salpicadero. Salta a los milisegundos.

Los Airbag Laterales o Sidebag

Son de 12 litros. Están situados en los asientos delanteros de alta gama.

Airbag de Cortina

Son 31 litros. Se sitúan en ambos extremos laterales del techo, justo encima de las puertas.

Airbag de Rodilla

Protegen al conductor de posibles golpes en las rodillas en caso de colisión frontal, evitando el impacto de las mismas con las zonas situadas debajo del volante.

Airbag de Banqueta

Evita que el cuerpo de los ocupantes se deslice por la banqueta por debajo del cinturón, produciéndose el denominado efecto submarino. Está situado en la parte delantera de la banqueta en los asientos delanteros.