martes, 7 de junio de 2016

Cinturones de Seguridad Pirotecnico

Los cinturones de seguridad de los coches modernos tienen estos sistemas, pero antes de detallar su funcionamiento, vamos a retraernos un poco en la historia. Al principio, los cinturones eran de dos puntos y sujetaban la cadera, pero eran ineficaces para sujetar el resto del cuerpo. Posteriormente llegaron los cinturones de tres puntos, que sujetan cadera y torso.
Cuando un sistema mecánico detecta un exceso de “tirada” sobre el cinturón, se bloquea, es por eso por lo que no podemos sacar el cinturón con brusquedad. Este sistema presenta un grave inconveniente, y es que tiene un tiempo de reacción, aunque bajo, en el que el cuerpo del pasajero se aleja del asiento con el riesgo que eso conlleva.
Por eso se inventó el pretensor, que en sus versiones iniciales funcionaba de forma mecánica o eléctrica. El sistema más moderno es el pretensor pirotécnico, cuya misión consiste en tensar el cinturón inmediatamente después de detectarse una colisión cuando la centralita electrónica lo considera oportuno, y trabaja en conjunto con los airbags.
Cinturones y airbags en el habitaculo
El sistema pirotécnico provoca una pequeña explosión (de forma controlada) que tira del cinturón para ceñirlo al cuerpo. Bien por no llevarlo ajustado correctamente, por haberse movido o por holguras existentes por la ropa, el pretensor maximiza la efectividad del cinturón pegándolo al cuerpo.
Las famosas pinzas que colocan algunos conductores en sus cinturones son muy peligrosas, ya que restan efectividad al cinturón y por cada centímetro que se lo aflojen se acercarán unos ocho centímetros hacia el salpicadero, volante o asiento de plaza delantera, respectivamente, en caso de colisión.
Seguridad pasiva, cinturones

Ahora bien, tenemos otro problema a considerar, y es que la caja torácica literalmente choca contra el cinturón, provocando una fuerza peligrosa ya que puede romper el esternón o las costillas. Naturalmente, estas roturas serían mucho menos peligrosas que chocar contra el salpicadero. Para mitigar estas roturas y daños a órganos vitales como corazón, pulmones, etc. se diseñó el limitador de esfuerzo.
Cinturon de seguridad y cuerpo
Este segundo dispositivo se encarga de relajar progresivamente la presión del cinturón permitiéndole ceder un poco para repartir mejor el esfuerzo. Si con la misma fuerza que nos diesen un puñetazo usasen un tornillo, nos atravesaría seguro. ¿Por qué? Es un principio muy viejo: presión = fuerza / superficie, a mayor superficie, menor presión. Por eso los guerreros de la antigüedad usaban escudos para defenderse y picas o lanzas para atacar.

Los limitadores de esfuerzo colaboran con el airbag, ayudando a que la deceleración sea más suave. Hay que considerar que la deceleración en tiempo 0 no existe, pero cuanto más se alargue, menores son los daños.
Los pretensores pirotécnicos suelen instalarse en los asientos delanteros, y en algunos modelos, también en los asientos traseros en las plazas laterales, no en la central. No precisan mantenimiento, se supone que sólo van a utilizarse una vez. Eso sí, para que los sistemas mencionados sean efectivos el cinturón debe ir ceñido al cuerpo, ni oprimiendo ni suelto, con la menor cantidad de ropa posible.

Monitore de Sueño

Es uno de los sistemas de seguridad más básicos y primarios de los coches (aunque de tan básico no nos lo parezca), la iluminación y como ha ido evolucionando permitiendo tener cada vez más visibilidad y así reducir el número de accidentes que se producen de noche (alcances, atropellos y choques).
El ABS (antibloqueo de frenos) y el ESP (control de estabilidad) son sistemas de seguridad activa de indudables beneficios para la conducción, pero no son algo nuevo, y aunque siguen evolucionando, ya no son los protagonistas de los sistemas de seguridad del siglo XXI. Los protagonistas ahora son los sistemas de detección del entorno (y veréis en este artículo que ya hay unos cuantos, aunque lamentablemente sean casi todos equipamientos opcionales).
Opel-Astra
El conductor libremente asume la responsabilidad de controlar una máquina llamada automóvil, en vías públicas que comparte con más conductores, peatones y ciclistas, y además de deber tener las habilidades y experiencia adquiridas para su manejo, debe tener presente que la física actúa inexorablemente, que no está solo en la carretera, que las condiciones meteorológicas también juegan su papel, que las normas de tráfico tienen su razón de ser y por supuesto, debe conocer sus propias limitaciones.
Estos sistemas podrán ayudarnos, podrán hacernos la conducción más cómoda y más segura, o incluso pueden evitar o corregir despites y errores que como humanos podemos cometer. Sin embargo no olvidemos que no son infalibles, y que los coches, todavía, no se conducen ellos solos.
Audi-A6

Detección de sueño o falta de atención al volante

En algunos turismos tipo sedán de gama media-alta (no necesariamente de lujo) empieza a verse este tipo de sistema incluso de serie (por ejemplo en el Volkswagen Passat). Puede tener varios nombres (por ejemplo detección de fatiga) pero en el fondo las diferentes versiones consisten en lo mismo, intentar detectar si el conductor no está en óptimas condiciones para seguir conduciendo.
Normalmente son un sistema electrónico con un sensor en el volante, que cuenta cuántas veces por minuto el conductor realiza pequeñas correcciones en la dirección. Se sabe que para mantenernos en el carril, los conductores no mantenemos el volante quieto y fijo, sino que corregimos casi constantemente dos o tres grados hacia la derecha o hacia la izquierda, para intentar ir lo más centrados posible en él.
Deteccion-sueño
Si el pequeño procesador del sistema cuenta menos correcciones por minuto de lo que se considera normal, interpreta que el conductor puede estar distraído, estar cansado o incluso estar durmiéndose al volante, así que advierte de ello al conductor. Esta advertencia puede ser variable, lo normal es un cartel en la pantalla digital del cuadro de instrumentos y una alarma sonora (por ejemplo un pitido) pero también puede ser incluso una vibración en el volante.
El objetivo es evitar que un conductor se duerma al volante sin darse cuenta. Si recibe una aviso debería parar, tomar algo que le despeje y despierte, o mejor todavía descansar (o incluso dormir un rato si fuera preciso). Si a pesar de las advertencias del sistema, el conductor no se para e insiste en seguir conduciendo, de nada habrá servido la tecnología.
De manera más experimental dejadme deciros que también se están probando sistemas de reconocimiento facial (mediante una pequeña cámara) que detecten si un conductor está cerrando los ojos más de la cuenta y se está durmiendo. Habrá que ver cómo evoluciona este sistema, pero aún así el de las correcciones en el volante es muy eficaz.

Frenos ABS

Sistema antibloqueo de ruedas


El sistema antibloqueo de ruedas o frenos antibloqueo, del alemánAntiblockiersystem (ABS), es un dispositivo utilizado en avionesautomóviles y en modelos avanzados de motocicletas que hace variar la fuerza de frenadopara evitar que los neumáticos pierdan la adherencia con el suelo.
El sistema fue desarrollado inicialmente para los aviones, los cuales acostumbran a tener que frenar fuertemente una vez han tomado tierra. En 1978 Bosch hizo historia cuando introdujo el primer sistema electrónico de frenos antibloqueo. Esta tecnología se ha convertido en la base para todos los sistemas electrónicos que utilizan de alguna forma el ABS, como por ejemplo los controles de tracción y de estabilidad.
A día de hoy alrededor del 75% de todos los vehículos que se fabrican en el mundo, cuentan con el ABS. Con el tiempo el ABS se ha ido generalizando, de forma que en la actualidad la gran mayoría de los automóviles y camiones de fabricación reciente disponen de él. Algunas motos de alta cilindrada también llevan este sistema de frenado. El ABS se convirtió en un equipo de serie obligatorio en todos los turismos fabricados en la Unión Europea a partir del 1 de julio de 2004, gracias a un acuerdo voluntario de los fabricantes de automóviles. Hoy día se desarrollan sistemas de freno eléctrico que simplifican el número de componentes, y aumentan su eficacia.

Historia 

En el año 1936 se patentó la idea por parte de la compañía alemana Bosch. Se trataba de hacer (no sólo para coches, sino también para camiones, trenes y aviones) que fuera más difícil bloquear una rueda en una frenada brusca, con lo que se podía conseguir una mayor seguridad. Se hicieron pruebas, pero no se llegó a nada serio hasta que se desarrolló laelectrónica digital a comienzos de los años '70. Hasta entonces, era materialmente imposible realizar tantos cálculos como necesitaba el sistema y de forma rápida.
Bosch inició el trabajo en serio para el desarrollo del ABS en el año 1964 de la mano de una subsidiaria, Teldix. Pero es en 1970 cuando la firma desarrolla un dispositivo eficaz y con la posibilidad de comercialización a gran escala. La primera generación del ABS tuvo 1.000 componentes, cifra que se redujo hasta 140 en la segunda generación. Después de 14 largos años de desarrollo, finalmente estuvo preparado el ABS de segunda generación, que se ofreció como una exuberante y revolucionaria opción en el Mercedes-Benz Clase S de la época junto con la Mercedes-Benz Clase E y seguidas por el BMW Serie 7
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Funcionamiento 

El ABS funciona en conjunto con el sistema de frenado tradicional. Consiste en una bomba que se incorpora a los circuitos del líquido de freno y en unos detectores que controlan las revoluciones de las ruedas. Si en una frenada brusca una o varias ruedas reducen repentinamente sus revoluciones, el ABS lo detecta e interpreta que las ruedas están a punto de quedar bloqueadas sin que el vehículo se haya detenido. Esto quiere decir que el vehículo comenzará a deslizarse sobre el suelo sin control, sin reaccionar a los movimientos del volante. Para que esto no ocurra, los sensores envían una señal al Módulo de Control del sistema ABS, el cual reduce la presión realizada sobre los frenos, sin que intervenga en ello el conductor. Cuando la situación se ha normalizado y las ruedas giran de nuevo correctamente, el sistema permite que la presión sobre los frenos vuelva a actuar con toda la intensidad. 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 el caso de que este sistema intervenga, el procedimiento se repite de forma muy rápida, unas 50 a 100 veces por segundo, lo que se traduce en que el conductor percibe una vibración en el pedal del freno.
El ABS permite que el conductor siga teniendo el control sobre la trayectoria del vehículo, con la consiguiente posibilidad de poder esquivar posibles obstáculos mediante el giro del volante de dirección.




Control de Estabilidad

Control de estabilidad

El control de estabilidad es un elemento de seguridad activa del automóvil que actúa frenando individualmente las ruedas en situaciones de riesgo para evitar derrapes, tanto sobrevirajes, como subvirajes. El control de estabilidad centraliza las funciones de los sistemas ABSEBD y de control de tracción.
El control de estabilidad fue desarrollado por Bosch en 1995, en cooperación con Mercedes-Benz y fue introducido al mercado en el Mercedes-Benz Clase S bajo la denominación comercial Elektronisches Stabilitätsprogramm (en alemán "Programa Electrónico de Estabilidad", abreviado ESP). El ESP recibe otros nombres, según los fabricantes de vehículos en los que se monte, tales como Vehicle Dynamic Control ("control dinámico del vehículo", VDC), Dynamic Stability Control("control dinámico de establidad", DSC), Electronic Stability Control ("control electrónico de establidad", ESC) y Vehicle Stability Control ("control de establidad del vehículo", VSC), si bien su funcionamiento es el mismo.


Funcionamiento


El sistema consta de una unidad de control electrónico, un grupo hidráulico y un conjunto de sensores:
  • sensor de ángulo de dirección: está ubicado en la dirección y proporciona información constante sobre el movimiento del volante, es decir, la dirección deseada por el conductor.
  • sensor de velocidad de giro de rueda: son los mismos del ABS e informan sobre el comportamiento de las mismas (si están bloqueadas, si patinan ...)
  • sensor de ángulo de giro y aceleración transversal: proporciona información sobre desplazamientos del vehículo alrededor de su eje vertical y desplazamientos y fuerzas laterales, es decir, cual es el comportamiento real del vehículo y si está comenzando a derrapar y desviándose de la trayectoria deseada por el conductor.
El ESP® está siempre activo. Un microordenador controla las señales provenientes de los sensores del ESP® y las chequea 25 veces por segundo para comprobar que la dirección que desea el conductor a través del volante se corresponde con la dirección real en la que se está moviendo el vehículo. Si el vehículo se mueve en una dirección diferente, el ESP® detecta la situación crítica y reacciona inmediatamente, independientemente del conductor. Utiliza el sistema de frenos del vehículo para estabilizarlo. Con estas intervenciones selectivas de los frenos, el ESP® genera la fuerza contraria deseada para que el vehículo pueda reaccionar según las maniobras del conductor. El ESP® no sólo inicia la intervención de los frenos, también puede reducir el par del motor para reducir la velocidad del vehículo. De esta manera el coche se mantiene seguro y estable, dentro siempre de los límites de la física.
El control de estabilidad puede tener multitud de funciones adicionales:
  • Hill Hold Control o control de ascenso de pendientes: es un sistema que evita que el vehículo retroceda al reanudar la marcha en una pendiente.
  • "BSW", secado de los discos de frenos.
  • "Overboost", compensación de la presión cuando el líquido de frenos está sobrecalentado.
  • "Trailer Sway Mitigation", mejora la estabilidad cuando se lleva un remolque, evitando el efecto "tijera".
  • Load Adaptive Control (LAC), que permite conocer la posición y el volumen de la carga en un vehículo industrial ligero. Con esta función se evita un posible vuelco por la pérdida de la estabilidad. También se le denomina Adaptive ESP para la gama de vehículos de Mercedes. Está de serie en la Mercedes-Benz Vito y Sprinter y en la Volkswagen Crafter.


El control de estabilidad y la seguridad (activa)

Numerosas organizaciones relacionadas con la seguridad vial, como euroNCAP, así como clubes de automovilismo como RACC, RACE o CEA aconsejan la compra de automóviles equipados con el control de estabilidad, ya que ayuda a evitar los accidentes por salida de la carretera, entre otros, y podría disminuir el índice de mortalidad en las carreteras en más de un 20%.
El ESP® reduce el número de accidentes por derrape. Los estudios globales que han realizado los fabricantes de coches, las compañías de seguros y los ministerios de transporte han demostrado que el sistema ESP® previene hasta el 80 % de los accidentes por derrape. Esto también se refleja en los gráficos de accidentes respectivos. Cuando hablamos de sistemas de seguridad que salvan vidas, el ESP® está en segundo lugar, sólo después de los cinturones de seguridad.
En junio de 2009, la Unión Europea aprobó una legislación que hace obligatorio el uso del ESP® para todos los vehículos de las categorías N1, N2, N3 y M1, M2, M3: turismos, vehículos industriales ligeros, autobuses y vehículos industriales medianos y pesados a partir de noviembre de 2014.