Els seients de cotxe són, sens dubte, el component més infravalorat de qualsevol vehicle. Ens preocupem per la potència, el consum de combustible i el sistema multimèdia, però la majoria de nosaltres pensa poc en allò on ens assiem durant milers d’hores de la nostra vida. Si els conductors entenien realment tot el que implica l’enginyeria dels seients, paraules com «cadira» o «moble» sembrarien ridículament inadequades. Sota aquella tapisseria hi ha una de les interseccions més complexes de disseny, biomecànica, ciència dels materials i enginyeria de seguretat de tot el vehicle.
Per què els seients de cotxe importen més del que creus
Els seients ocupen una part significativa de l’interior i són d’una importància cabdal, tant per als dissenyadors com per a les persones que els utilitzen cada dia. Per al conductor, el seient és el canal principal de comunicació física amb el cotxe: aproximadament un terç de la superfície corporal hi està en contacte directe en tot moment.
Considereu aquestes xifres:
- El motorista europeu mitjà passa aproximadament 22.000 hores en un cotxe al llarg de la seva vida.
- Malgrat les millores importants en la qualitat dels seients, al voltant del 75% dels conductors reporta algun grau de dolor d’esquena relacionat amb la conducció.
- Les queixes habituals també inclouen dolor de coll, mala circulació i fatiga prematura.
- La pèrdua de concentració deguda a la fatiga és responsable d’un terç dels accidents de trànsit greus a Europa.
Com que un seient de cotxe és un component pesat i car, rep molt més atenció en l’enginyeria i la producció que mai en la publicitat o les ressenyes de premsa. I, tanmateix, el seu impacte en la salut i la seguretat és enorme.
Una breu història del disseny dels seients de cotxe
Els seients de cotxe moderns han recorregut un llarg camí des dels seus orígens en la fabricació de mobles. Així és com la tecnologia ha evolucionat al llarg de més d’un segle:
- Principis del segle XX: Els primers carruatges sense cavalls utilitzaven seients de molles directament manllevats del mobiliari: molles metàl·liques torçades cobertes de cuir i un encoixinament mínim.
- Anys 1900–1920: L’encoixinament va millorar amb l’ús de fibres naturals, incloent-hi pèl animal, fils de coco i materials de cautxú.
- Anys 30: Va aparèixer l’escuma de làtex, que va fer que els seients fossin significativament més econòmics de produir que els dissenys basats en molles.
- A partir dels anys 60: L’escuma de poliuretà, més assequible i versàtil, es va convertir en l’estàndard del sector i segueix sent àmpliament utilitzada avui dia.
- A principis dels anys 90: Les consideracions econòmiques van posar fi de fet al disseny clàssic de «sofà» que combinava un bastidor de molles i una closca d’escuma motllurada. Les molles segueixen presents avui en dia, però simplificades a un simple filferro en forma de S com a element de suport passiu.
L’anatomia d’un seient de cotxe modern
En el seu nucli, cada seient de cotxe modern es construeix al voltant d’un bastidor estructural fet de metall o materials compostos. La resistència d’aquests bastidors ha augmentat considerablement al llarg de les últimes dècades, impulsada per normatives de seguretat passiva cada vegada més estrictes. Els seients actuals han de complir normes rigoroses, incloent-hi:
- La integració d’ancoratges de cinturó de seguretat i, en molts casos, airbags laterals.
- Proves de resistència en una àmplia gamma de paràmetres d’impacte.
- El compliment de les normes de seguretat passiva que han estandarditzat de fet la construcció dels seients entre els fabricants.
Aquests requisits estrictes han tingut una conseqüència no prevista: han eliminat pràcticament el mercat de recanvi per a seients modificats o personalitzats en cotxes de carretera convencionals. Fins i tot la icònica marca Recaro, que va construir la seva reputació en seients d’alt rendiment, va deixar de fabricar ella mateixa seients de cotxe per a ús civil fa aproximadament una dècada, llicenciant en canvi el seu nom a productors de tercers.
Com s’avaluen professionalment els seients de cotxe
La comoditat del seient s’avalua en dues fases diferenciades:
- Comoditat estàtica: la impressió immediata formada en els primers 10–15 segons d’asseure’s, com si fossis un client en un concessionari. Les preguntes clau inclouen: El seient dificulta l’entrada i la sortida? És massa dur o massa tou? Es nota massa estret? Fins a quin punt aguanta bé el cos? I, de manera crítica, com es distribueixen les forces reactives de la pressió del cos sobre la tapisseria? Aquest darrer punt és el que els periodistes de l’automoció denominen el «perfil» d’un seient.
- Comoditat dinàmica: s’avalua durant una conducció d’almenys una o dues hores. En moviment, tots els factors estàtics segueixen sent aplicables, però entren en joc paràmetres addicionals; el més important és la capacitat del seient per esmorteir una àmplia gamma de vibracions. La qualitat de la conducció d’un cotxe no és només una funció de la seva suspensió: és un triunvirat de pneumàtics, xassís i seients que treballen conjuntament.
La ciència darrere de la comoditat i l’ergonomia dels seients
La investigació científica seriosa sobre el disseny dels seients no va començar fins als anys 40, i van caldre altres dues o tres dècades perquè aquelles troballes tinguessin un impacte significatiu en la producció en massa. Avui dia, les dades són abundants, tot i que no sempre coherents. La pregunta més debatuda continua sent com s’ha de distribuir la càrrega corporal sobre la superfície del seient.
Existeixen dues escoles de pensament principals:
- Suavitat uniforme: Una minoria d’investigadors argumenta que una superfície uniformement tova, similar als antics seients dels cotxes francesos, és suficient per a la comoditat.
- Rigidesa variable: La majoria dels científics donen suport a un enfocament per zones, on la densitat del seient varia perquè diferents parts del cos suporten càrregues diferents. Un suport més ferm sota les tuberositats isquiàtiques (els «ossos d’asseure’s») i la regió lumbar redueix la pressió sobre els teixits tous més vulnerables.
Altres principis ergonòmics clau inclouen:
- L’angle entre el coixí del seient i el respatller ha d’evitar que l’ocupant llisqui cap endavant, cosa que afegiria desplaçament de teixits per sobre de l’estrès de compressió.
- Els ocupants han de poder canviar de posició durant els viatges llargs sense alterar significativament la distribució de la pressió.
- En la posició de seient ideal, cada articulació principal es troba aproximadament al mig del seu rang de moviment.
- Tots els càlculs ergonòmics es fan en relació amb el punt H (punt de maluc), el centre de l’articulació del maluc, una referència universal en l’enginyeria de seients.
Des del punt de vista de les vibracions, el bastidor del seient, els elements elàstics i l’escuma han d’evitar col·lectivament la ressonància en el rang de freqüències més problemàtic de 4 a 8 Hz. La ressonància en el rang inferior de 0,1 a 0,6 Hz causa mareig de moviment: el balanceig adormidor familiar per a qualsevol persona que hagi viatjat a la part posterior d’un cotxe antic de carrosseria gran. L’allunyament dels bastidors de molles helicoidals ha beneficiat molt les persones amb un sistema vestibular sensible, ja que les freqüències naturals dels seients moderns són significativament més altes, tot i que no tant com per transmetre durament les vibracions de la carretera.
De mitjana, la tapisseria del seient es comprimeix entre 4 i 5 cm sota el pes corporal, i fins a 8 cm en dissenys extratous. L’alçada del seient, definida com la posició del punt H per sobre del terra, juga un paper important en la comoditat del seient, però els fabricants han d’acomodar una enorme gamma de tipus corporals. El rang de disseny estàndard del sector va des del percentil 5 femení (aproximadament 1,53 m d’alçada) fins al percentil 95 masculí (aproximadament 1,87 m), però fins i tot amb aquest rang, els fabricants només poden satisfer plenament al voltant del 90% dels clients.
Afegint al repte: les persones es fan més altes. Els nord-americans i els europeus creixen aproximadament un centímetre més alts cada dècada de mitjana. Com a resultat, els rangs d’ajustament longitudinal del seient, que una vegada van ser estandarditzats per la DIN en un mínim de 160 mm, s’apropen ara freqüentment als 300 mm. L’ajustament d’alçada ofereix típicament entre 60 i 70 mm de recorregut.
Microclima del seient i materials de tapisseria
Com que aproximadament un terç del cos està en contacte amb el seient, la tapisseria juga un paper important en el confort tèrmic. La temperatura òptima de la superfície del seient és de 23 °C, independentment de l’estació o l’hora del dia. Els seients calefactats estan disponibles des de 1966, quan Cadillac els va oferir per primera vegada com a opció, però l’intercanvi de calor és un procés bidireccional. El seient també ha d’absorbir aproximadament 75 W/m² d’energia tèrmica radiada pel cos humà, cosa que significa que la transpirabilitat és tan important com la calor.
Així és com els materials de tapisseria habituals es comparen en termes de transpirabilitat i gestió tèrmica:
- Cuir artificial (escaiola): El pitjor en transpirabilitat. Reté la calor i la humitat, fent que els viatges llargs siguin incòmodes en condicions càlides.
- Cuir natural: Lleugerament millor: «respira» en un grau limitat. Una textura superficial profunda ajuda amb el microdrenatge. No obstant això, segueix sent pràcticament impermeable sota compressió, especialment en la capa d’escuma subjacent.
- Teixit (tèxtil): Fins i tot la tapisseria de teixit més bàsica supera els dos tipus de cuir en la dissipació de calor en condicions normals. És l’opció estàndard més transpirable.
- Cuir perforat amb ventilació: Quan es combina amb ventiladors de ventilació actius (que generalment funcionen extraient l’aire en lloc d’empènyer-lo cap a dins), el cuir perforat pot igualar o aproximar-se al teixit en eficiència tèrmica. Aquest sistema va debutar al Saab 9-5 el 1997.
De cara al futur, s’espera que les petites bombes de calor integrades directament als seients, que operen amb el mateix principi basat en refrigerant que els sistemes d’aire condicionat, siguin el proper pas en la tecnologia de control climàtic dels seients.
El futur de la tecnologia dels seients de cotxe
La innovació en seients de cotxe s’accelera ràpidament, amb tendències que tiren en dues direccions: la personalització profunda i la integració intel·ligent amb els sistemes del vehicle.
Personalització i ajustabilitat:
- Els seients de motlle personalitzat, que fa temps que són estàndard en el motorsport i el món dels cotxes esportius, estan arribant als cotxes de luxe de carretera. Ferrari ha ofert cotxes de carretera en tres mides de seient durant anys, mentre que Porsche proporciona un motlle individual en tres nivells de rigidesa per a les variants de circuit del 911 i el 718.
- Lincoln va establir un referent per a l’ajustabilitat del mercat de masses el 2017 amb seients que oferien 15 paràmetres ajustables de manera independent, incloent-hi el control individual de la longitud i l’angle de cada suport de cuixa, comercialitzats als EUA com a seients de «30 posicions» (cada paràmetre ajustable en dues direccions).
- La funcionalitat de massatge és ara habitual, disponible en vehicles tan accessibles com la camioneta Ford F-150.
Tecnologia de seients intel·ligents:
- Els biossensors bàsics integrats als seients aviat permetran el monitoratge en temps real de la freqüència cardíaca del conductor, amb alertes per a la disminució de la vigilància.
- Els sensors avançats de mapeig de pressió faran un seguiment del «mapa» de contacte corporal sobre la tapisseria, útil no només per optimitzar els ajustaments del seient sinó també per calibrar els sistemes de seguretat activa.
- La mateixa tecnologia de detecció de pressió fins i tot podria alimentar sistemes antirobatori biomètrics, reconeixent la signatura de pressió única del cos del conductor autoritzat.
En un futur no gaire llunyà, un missatge al quadre de comandament que digui alguna cosa com «Tuberositats isquiàtiques reconegudes: bon viatge» potser no serà gens ciència-ficció.
Podeu llegir l’original aquí: https://www.drive.ru/technic/5ed0dcc6ec05c4ac13000157.html
Published August 12, 2021 • 10m to read
