Seguridad pasiva del automóvil: cómo te protegen los vehículos modernos en un accidente

La seguridad automovilística se divide convencionalmente en dos tipos: activa y pasiva. La seguridad activa se refiere a los sistemas y dispositivos que ayudan a un coche a evitar una colisión en primer lugar. La seguridad pasiva, por otro lado, es la capacidad del coche de proteger la vida y la salud de sus ocupantes cuando el accidente sí se produce. Todo vehículo moderno depende de una combinación de sistemas clave de seguridad pasiva, entre ellos los cinturones de seguridad, los airbags y las zonas de deformación programada, para minimizar las lesiones durante un impacto.

¿Qué le sucede a un coche y a sus pasajeros durante una colisión?

En una colisión frontal, el coche se aplasta y se detiene de forma brusca, pero los pasajeros siguen desplazándose hacia delante por inercia, lanzados contra el volante, el salpicadero y el parabrisas. Puede parecer que dentro del habitáculo no hay espacio suficiente para alcanzar una velocidad peligrosa, pero las fuerzas implicadas son asombrosas. La desaceleración puede alcanzar decenas de g, lo que hace que el impacto equivalga a saltar desde lo alto de un edificio de gran altura.

Para mantener a los ocupantes vivos e ilesos en un accidente grave, su velocidad debe reducirse de la forma más gradual y suave posible, de un modo muy parecido a como se usan colchonetas de varias capas para amortiguar las caídas desde altura. Lograr esto dentro de un coche exige que la estructura de la carrocería haga dos cosas aparentemente contradictorias al mismo tiempo: ser lo bastante rígida para proteger a los ocupantes y lo bastante flexible para absorber la energía del impacto.

Zonas de deformación programada y la célula de seguridad rígida

Las carrocerías de los coches modernos resuelven este reto mediante una filosofía de diseño en dos partes:

• Célula rígida de pasajeros: el armazón estructural que rodea al conductor y a los pasajeros está construido para ser lo más rígido posible. Utiliza acero de altísima resistencia, y se incorporan barras de refuerzo en las puertas para evitar que se hundan hacia el interior en caso de impacto.
• Zonas de deformación programada: las secciones delantera (compartimento del motor) y trasera (maletero) del coche están diseñadas para deformarse de manera controlada, absorbiendo y disipando la energía del impacto antes de que llegue al habitáculo.

Este enfoque es un desarrollo relativamente reciente. Los vehículos más antiguos no contaban con semejante ingeniería: toda la carrocería se aplastaba de manera uniforme, lo que significaba que el habitáculo tenía las mismas probabilidades de colapsar que el parachoques. Hoy en día es habitual ver un coche moderno con la parte delantera completamente destruida mientras el habitáculo de los pasajeros permanece prácticamente intacto.

El motor también supone un riesgo grave en una colisión frontal. Para evitar que sea empujado hacia el habitáculo —lo que podría ser mortal—, los coches modernos emplean soportes de motor y estructuras de mamparo cortafuegos especialmente diseñados que dirigen el motor hacia abajo y lejos de los ocupantes en caso de un impacto severo.

Impactos traseros y reposacabezas

Las colisiones por alcance conllevan sus propios riesgos graves, sobre todo el latigazo cervical y las lesiones de cuello causadas por el repentino movimiento brusco de la cabeza hacia atrás. Se han desarrollado dos generaciones de tecnología de reposacabezas para hacer frente a esto:

• Reposacabezas estándar: limitan el movimiento de la cabeza hacia atrás para evitar la hiperextensión del cuello.
• Reposacabezas activos: se desplazan automáticamente hacia delante en el instante en que se detecta un impacto trasero, proporcionando un apoyo inmediato a la cabeza y eliminando prácticamente el movimiento peligroso.

Cinturones de seguridad: el dispositivo de seguridad pasiva más importante

Cuando se trata de proteger a los ocupantes durante un accidente, ningún dispositivo es más fundamental que el cinturón de seguridad. Tomado de la aviación, el cinturón de seguridad ha evolucionado notablemente desde su introducción en el mundo del automóvil. Así se desarrolló esa evolución:

• Cinturones de dos puntos: los primeros cinturones de seguridad para automóviles sujetaban al pasajero por el vientre o el pecho en un único punto de tensión. Mejor que nada, pero lejos de ser lo ideal.
• Cinturones de tres puntos: el diseño hoy universal que distribuye las fuerzas del impacto de forma más uniforme por el pecho, el hombro y el regazo, reduciendo drásticamente el riesgo de lesiones en la columna y en los órganos internos. Su combinación de eficacia y facilidad de uso lo convirtió en el estándar para los vehículos civiles de todo el mundo.
• Cinturones de varios puntos (4, 5 y 6 puntos): se utilizan en el automovilismo deportivo para mantener al piloto firmemente sujeto al asiento en condiciones extremas, aunque resultan demasiado restrictivos para la conducción cotidiana.

Los cinturones de seguridad modernos son mucho más sofisticados que una simple correa. Entre las innovaciones clave se incluyen:

• Retractores de inercia: permiten que el cinturón se mueva libremente en condiciones normales, ajustándose automáticamente a cualquier complexión y dejando que el usuario cambie de postura con comodidad, pero bloqueándose al instante cuando se detecta una desaceleración repentina.
• Pretensores pirotécnicos: pequeñas cargas explosivas que detonan en un accidente, tensando el cinturón en milisegundos y tirando del ocupante con firmeza hacia el respaldo antes de que actúen las fuerzas del impacto.

Airbags: la segunda línea de defensa

Los airbags son, sin duda, el segundo invento de seguridad pasiva más importante después de los cinturones de seguridad. El concepto —inflar una bolsa plegada en una fracción de segundo durante una colisión— se patentó por primera vez en 1953, aunque la tecnología para que funcionara de forma fiable no existiría hasta dos décadas después.

¿Cómo funciona un airbag?

La clave para que un airbag sea eficaz es la velocidad. Los ingenieros probaron varios métodos de inflado antes de decantarse por un sistema pirotécnico, que sigue siendo el estándar en la actualidad. Así es como funciona:

• Los sensores de impacto detectan una colisión y activan una corriente eléctrica en milisegundos.
• La corriente calienta una compacta pastilla de azida de sodio (NaN3) —un compuesto cristalino— por encima de los 330 °C.
• La azida de sodio se descompone rápidamente en gas nitrógeno y sodio metálico.
• El gas nitrógeno liberado infla el airbag en tan solo 0,025 a 0,05 segundos (25 a 50 milisegundos).
• La bolsa amortigua al ocupante y luego se desinfla casi de inmediato, permitiéndole moverse libremente tras el impacto.

Un efecto secundario de este inflado rápido en un espacio cerrado es un brusco pico de presión que puede causar daños en el tímpano o una conmoción cerebral. Los fabricantes gestionan este riesgo limitando la velocidad de despliegue del airbag y empleando bolsas de volumen relativamente pequeño, aunque persiste cierto riesgo según la persona y el tamaño del vehículo.

Breve historia del airbag

Contrariamente a la creencia popular, los airbags no se originaron con las marcas de lujo europeas. A mediados de la década de 1970, Ford y General Motors equiparon más de 12 000 coches con sistemas de airbag, el primer despliegue a gran escala de la historia del automóvil. Sin embargo, estos primeros airbags estadounidenses se diseñaron para sustituir a los cinturones de seguridad en lugar de complementarlos, lo que resultó desastroso. Un airbag se despliega hacia un ocupante sin cinturón a 270–300 km/h, y los casos documentados de fracturas de vértebras cervicales causadas por el propio airbag llevaron a los fabricantes a abandonar este enfoque.

Fue Mercedes-Benz, en colaboración con Bosch, quien recuperó y perfeccionó el concepto. En 1980, Mercedes se convirtió en el primer fabricante en ofrecer airbags como equipamiento de serie en un coche de producción —el Clase S— con un principio de diseño fundamental: los airbags deben funcionar junto con los cinturones de seguridad, no en su lugar. Esta idea transformó la tecnología del airbag en el sistema salvavidas que conocemos hoy. De hecho, muchos vehículos todavía se diseñan de modo que los airbags no se desplieguen en absoluto a menos que el ocupante lleve el cinturón abrochado.

Sistemas de airbag modernos: más allá del volante

Los sistemas de airbag actuales van mucho más allá de una sola bolsa en el volante. Una configuración moderna completa suele incluir:

• Airbags frontales: para el conductor y el pasajero delantero, que protegen contra lesiones en la cabeza y el pecho en colisiones frontales.
• Airbags laterales (montados en el asiento): integrados en los laterales de los asientos delanteros para proteger el torso durante un impacto lateral.
• Airbags de cortina: se despliegan desde el larguero del techo para proteger la cabeza de los pasajeros delanteros y traseros. A diferencia de los airbags frontales, los airbags de cortina mantienen la presión durante varios segundos para proporcionar protección a lo largo de un vuelco, y para evitar que los pasajeros sin cinturón salgan despedidos.
• Airbags de rodilla: cada vez más habituales, protegen las rodillas y las piernas de la intrusión del salpicadero.
• Airbags para pasajeros traseros: algunos fabricantes incluyen ahora protección de airbag también para los ocupantes de los asientos traseros.

El futuro de la tecnología del airbag es igualmente prometedor. Los ingenieros están desarrollando sistemas capaces de desplegar los airbags momentos antes de que se detecte una colisión —en lugar de durante ella—, reduciendo la gravedad del impacto. Los sistemas de seguridad también se están entrenando para reconocer los datos de cada ocupante (estatura, peso, posición del asiento) y optimizar el despliegue del airbag para cada persona concreta que ocupa el asiento en el momento de un accidente.

En resumen: la seguridad pasiva solo funciona si la utilizas

Por muy avanzados que sean los sistemas de seguridad pasiva de tu vehículo —zonas de deformación programada, cinturones con pretensor, airbags multietapa, sistemas de cortina—, todos están diseñados en torno a una única suposición fundamental: que el conductor y todos los pasajeros llevan puesto el cinturón de seguridad. Sin eso, la eficacia de todas estas tecnologías cae drásticamente y, en algunos casos, se vuelven peligrosas en lugar de protectoras. Abróchate siempre el cinturón. En cada viaje, todas las veces.

Esta es una traducción. Puedes leer el original aquí: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html