Segurança Passiva Automóvel: Como os Veículos Modernos o Protegem numa Colisão

A segurança automóvel divide-se convencionalmente em dois tipos — ativa e passiva. A segurança ativa refere-se aos sistemas e dispositivos que ajudam o automóvel a evitar uma colisão em primeiro lugar. A segurança passiva, por outro lado, é a capacidade do automóvel de proteger a vida e a saúde dos seus ocupantes quando um acidente ocorre. Todos os veículos modernos recorrem a uma combinação de sistemas de segurança passiva fundamentais, incluindo cintos de segurança, airbags e zonas de deformação programada, para minimizar lesões durante uma colisão.

O Que Acontece a um Automóvel e aos Seus Passageiros Durante uma Colisão?

Numa colisão frontal, o automóvel esmaga-se e para abruptamente — mas os passageiros continuam a mover-se para a frente por inércia, projetando-se em direção ao volante, ao tablier e ao para-brisas. Pode parecer que não há espaço suficiente no interior da cabine para atingir uma velocidade perigosa, mas as forças envolvidas são assombrosas. A desaceleração pode atingir dezenas de g, tornando o impacto equivalente a saltar do topo de um edifício de muitos andares.

Para manter os ocupantes vivos e sem lesões num acidente grave, a sua velocidade deve ser reduzida de forma tão gradual e suave quanto possível — à semelhança da forma como colchões de múltiplas camadas são usados para amortecer quedas de altura. Para conseguir isto num automóvel, a estrutura da carroçaria tem de fazer duas coisas aparentemente contraditórias ao mesmo tempo: ser suficientemente rígida para proteger os ocupantes, e suficientemente flexível para absorver a energia do embate.

Zonas de Deformação Programada e a Célula de Segurança Rígida

As carroçarias dos automóveis modernos resolvem este desafio através de uma filosofia de conceção em duas partes:

• Célula de passageiros rígida: A estrutura que envolve o condutor e os passageiros é construída para ser o mais rígida possível. Utiliza aço de ultra-alta resistência, e barras de reforço são integradas nas portas para impedir que estas colapsem para o interior no impacto.
• Zonas de deformação programada: As secções dianteira (compartimento do motor) e traseira (mala) do automóvel são projetadas para se deformarem de forma controlada, absorvendo e dissipando a energia do embate antes que esta chegue à cabine.

Esta abordagem é um desenvolvimento relativamente recente. Os veículos mais antigos não dispunham de tal engenharia — toda a carroçaria deformava-se uniformemente, o que significava que a cabine era tão suscetível de colapsar como o para-choques. Hoje em dia, é comum ver um automóvel moderno com a parte dianteira completamente destruída enquanto o habitáculo permanece em grande medida intacto.

O motor também representa um risco sério numa colisão frontal. Para evitar que seja empurrado para o interior da cabine — o que poderia ser fatal — os automóveis modernos utilizam suportes de motor e estruturas de antepara especialmente concebidos para dirigir o motor para baixo e para longe dos ocupantes em caso de colisão grave.

Impactos Traseiros e Apoios de Cabeça

As colisões traseiras comportam os seus próprios riscos graves — mais notavelmente, chicotadas cervicais e lesões no pescoço causadas pelo movimento súbito de retração da cabeça. Duas gerações de tecnologia de apoio de cabeça foram desenvolvidas para responder a este problema:

• Apoios de cabeça convencionais: Limitam o movimento da cabeça para trás para evitar a hiperextensão do pescoço.
• Apoios de cabeça ativos: Movem-se automaticamente para a frente no momento em que é detetado um impacto traseiro, proporcionando suporte imediato à cabeça e eliminando praticamente os movimentos perigosos.

Cintos de Segurança: O Dispositivo de Segurança Passiva Mais Importante

Quando se trata de proteger os ocupantes durante um acidente, nenhum dispositivo é mais fundamental do que o cinto de segurança. Herdados da aviação, os cintos de segurança evoluíram significativamente desde a sua introdução no mundo automóvel. Eis como decorreu essa evolução:

• Cintos de dois pontos: Os primeiros cintos de segurança automóveis prendiam o passageiro ao nível da barriga ou do peito num único ponto de tensão. Melhor do que nada, mas longe do ideal.
• Cintos de três pontos: O design agora universal que distribui as forças do embate de forma mais uniforme pelo peito, ombro e coxas, reduzindo drasticamente o risco de lesões na coluna e em órgãos internos. A sua combinação de eficácia e facilidade de utilização tornou-o o padrão para veículos civis em todo o mundo.
• Cintos de múltiplos pontos (4, 5 e 6 pontos): Utilizados no desporto motorizado para manter o piloto firmemente no assento em condições extremas, embora sejam demasiado restritivos para a condução diária.

Os cintos de segurança modernos são muito mais sofisticados do que uma simples correia. As principais inovações incluem:

• Retratores de inércia: Permitem que o cinto se mova livremente em condições normais, ajustando-se automaticamente a qualquer compleição física e permitindo ao utilizador mudar de posição confortavelmente — mas bloqueando instantaneamente quando é detetada uma desaceleração súbita.
• Pré-tensionadores pirotécnicos: Pequenas cargas explosivas que detonam numa colisão, ajustando o cinto em milissegundos e puxando o ocupante firmemente de volta ao assento antes que as forças do impacto se façam sentir.

Airbags: A Segunda Linha de Defesa

Os airbags são, sem dúvida, a segunda invenção de segurança passiva mais importante após os cintos de segurança. O conceito — insuflar um saco dobrado na fração de segundo durante uma colisão — foi patenteado pela primeira vez em 1953, embora a tecnologia para o fazer funcionar de forma fiável só existisse duas décadas depois.

Como Funciona um Airbag?

A chave para tornar um airbag eficaz é a velocidade. Os engenheiros testaram vários métodos de insuflação antes de optarem por um sistema pirotécnico, que continua a ser o padrão atual. Eis como funciona:

• Sensores de colisão detetam um embate e desencadeiam uma corrente elétrica em milissegundos.
• A corrente aquece um comprimido compacto de azida de sódio (NaN3) — um composto cristalino — acima dos 330°C.
• A azida de sódio decompõe-se rapidamente em gás azoto e sódio metálico.
• O gás azoto libertado insufla o airbag em apenas 0,025 a 0,05 segundos (25 a 50 milissegundos).
• O saco amorece o impacto no ocupante e deflaciona quase imediatamente, permitindo-lhe mover-se livremente após a colisão.

Um efeito secundário desta insuflação rápida num espaço fechado é um pico de pressão brusco que pode causar lesões no tímpano ou contusão. Os fabricantes gerem este risco limitando a velocidade de abertura do airbag e utilizando sacos de volume relativamente reduzido, embora subsista algum risco dependendo do indivíduo e das dimensões do veículo.

Uma Breve História do Airbag

Ao contrário do que se crê popularmente, os airbags não tiveram origem nas marcas de luxo europeias. Em meados da década de 1970, a Ford e a General Motors equiparam mais de 12.000 automóveis com sistemas de airbag — a primeira implementação em grande escala na história automóvel. No entanto, estes primeiros airbags americanos foram concebidos para substituir os cintos de segurança em vez de os complementar, o que se revelou desastroso. Um airbag abre em direção a um ocupante sem cinto a 270–300 km/h, e casos documentados de fraturas das vértebras cervicais causadas pelo próprio airbag levaram os fabricantes a abandonar esta abordagem.

Foi a Mercedes-Benz, em parceria com a Bosch, que revitalizou e aperfeiçoou o conceito. Em 1980, a Mercedes tornou-se o primeiro fabricante a oferecer airbags como equipamento de série num automóvel de produção — a Classe S — com um princípio de conceção fundamental: os airbags devem funcionar em conjunto com os cintos de segurança, e não em vez deles. Esta visão transformou a tecnologia de airbag no sistema de salvamento de vidas que conhecemos hoje. De facto, muitos veículos são ainda concebidos de modo a que os airbags não se abram caso o ocupante não esteja com o cinto colocado.

Sistemas Modernos de Airbag: Para Além do Volante

Os sistemas de airbag atuais vão muito além de um único saco no volante. Uma configuração moderna abrangente inclui tipicamente:

• Airbags frontais: Para o condutor e o passageiro dianteiro, protegendo contra lesões na cabeça e no peito em colisões frontais.
• Airbags laterais (integrados no assento): Incorporados nas laterais dos bancos dianteiros para proteger o tronco durante um impacto lateral.
• Airbags de cortina: Ativados a partir da calha do teto para proteger a cabeça dos passageiros dianteiros e traseiros. Ao contrário dos airbags frontais, os airbags de cortina mantêm a pressão durante vários segundos para proporcionar proteção ao longo de um capotamento — e para impedir que os passageiros sem cinto sejam ejetados.
• Airbags de joelho: Cada vez mais comuns, protegem os joelhos e as pernas contra a intrusão do tablier.
• Airbags para passageiros traseiros: Alguns fabricantes incluem agora proteção por airbag também para os ocupantes do banco traseiro.

O futuro da tecnologia de airbag é igualmente promissor. Os engenheiros estão a desenvolver sistemas capazes de ativar os airbags momentos antes de uma colisão ser detetada — em vez de durante a mesma — reduzindo a gravidade do impacto. Os sistemas de segurança estão também a ser desenvolvidos para reconhecer dados individuais de cada ocupante (altura, peso, posição no assento) de forma a otimizar a abertura do airbag para cada pessoa específica que ocupa o assento no momento de uma colisão.

Conclusão: A Segurança Passiva Só Funciona Quando a Utiliza

Independentemente do nível de sofisticação dos sistemas de segurança passiva do seu veículo — zonas de deformação programada, cintos com pré-tensionadores, airbags de múltiplos estágios, sistemas de cortina — todos eles foram concebidos com base num pressuposto fundamental: que o condutor e todos os passageiros têm o cinto de segurança colocado. Sem isso, a eficácia de todas estas tecnologias diminui drasticamente e, em alguns casos, tornam-se perigosas em vez de protetoras. Coloque sempre o cinto. Em todas as viagens, sempre.

Esta é uma tradução. Pode ler o original aqui: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html