04. Seguridad - Parte I » Tecnología del Automóvil

Tabla de contenidos

La protección de los ocupantes en caso de accidente, su seguridad, ha sido uno de los principales aspectos que se han tenido en cuenta casi desde los inicios de la masiva difusión del automóvil.

La seguridad se basa en diversos aspectos, de los que se determinan tres; tratar de que no se llegue a producir el accidente, si no ha sido posible reducir los daños de los ocupantes, y a continuación facilitar la evacuación del automóvil y agilizar la llegada de las asistencias necesarias.

Con la evolución de la seguridad también se tiene en cuenta los daños que el propio automóvil puede hacer a los peatones, diseñándolos para minimizarlos todo lo posible.

La valoración de la seguridad de un automóvil se hace mediante pruebas de colisión, que reproducen los accidentes más frecuentes para tener una idea lo más real posible de su capacidad de protección.

Hay muchos temas implicados en las tres facetas de la seguridad, en este capítulo se identifican y explican con detalle algunos de estos, continuando en otros con las tecnologías más afectadas por algún aspecto relacionado con la seguridad.

Seguridad activa o primaria, seguridad pasiva secundaria y seguridad pasiva terciaria

La seguridad en el automóvil se divide en tres partes genéricas.

Primera (antes del accidente); engloba todo relacionado con reducir las posibilidades de que haya un accidente.
Segunda (durante el accidente); proteger a los ocupantes para disminuir las lesiones físicas durante el accidente si no se ha podido evitar.
Tercera (después del accidente); facilitar la salida de los ocupantes del automóvil o ser evacuados y disponer rápidamente de asistencia.

Estos tres aspectos determinan los sistemas de seguridad, respectivamente; activa o primaria, pasiva secundaria y pasiva terciaria.

Imagen 4.1. Seguridad activa o primaria

Comprende todo lo relacionado con evitar el accidente.
El protagonista es el conductor, y otros factores en los que la visibilidad, ver y ser visto, y estabilidad son trascendentales.
La estabilidad engloba los aspectos para que el automóvil mantenga la trayectoria indicada por el volante, capacidad de detención y de esquiva.
Al ser el conductor el protagonista ha de ir cómodo y descansado, por lo que el confort, visibilidad y ergonomía son prioritarios.
Se están incorporando al automóvil sistemas que avisan al conductor en situaciones de riesgo para que actúe, e incluso pueden ser activos para intervenir si no lo hace a tiempo, con más o menos capacidad de acción, después se citan algunos de estos sistemas de seguridad activa o primaria.

Imagen 4.2. Seguridad pasiva secundaria

Interviene cuando no ha sido posible evitar el accidente con la seguridad activa o primaria.
Los objetivos son reducir las lesiones físicas de los ocupantes durante la colisión.
Se basa en proteger y retener a los ocupantes, evitando contactos bruscos con zonas duras del entorno de su posición y tratar de retenerlos en los asientos, seguidamente se describen con detalle en tres posibles colisiones.

Imagen 4.3. Seguridad pasiva terciaria

Entra en acción después del accidente y de que la seguridad pasiva secundaria haya tratado de reducir las lesiones físicas de los ocupantes.
Los objetivos son evacuar y asistir, se han de poder abrir las puertas no afectadas por la colisión para que sea posible salir y contar con la llegada de las asistencias necesarias para reducir las lesiones post colisión.
Se ve en la imagen como las puertas no afectadas por la colisión de los vehículos se pueden abrir, al ser modelos coupé tienen dos puertas cada uno.
Se amplia más adelante la seguridad pasiva terciaria.

Complementos de seguridad activa o primaria

La seguridad activa o primaria trata de evitar que se produzca un accidente, y para lograrlo lo primero es que el conductor vaya cómodo en todos los aspectos relacionados, y descansado.

Imagen 4.4. Conductor; ergonomía y confort

Dispone el conductor de reglajes y ajustes para encontrar la mejor posición que le permita ver, acceder a los mandos y realizar las actividades de conducción sin forzar las posturas.
En el capítulo 32. Técnicas de conducción se propone un método para encontrar la mejor posición al volante.
Un factor también importante para reducir la fatiga del conductor es el confort térmico, y en esto el aire acondicionado con altas temperaturas ambientales es determinante, también influye con lluvia o frío al combinar calefacción con aire acondicionado por su capacidad de desempañar rápidamente.
Con los sistemas de regulación automática de la temperatura y de desempañado se mejora la seguridad activa o primaria al no requerir de atenciones frecuentes durante la marcha por parte del conductor.
En el capítulo 26. Climatización se explica su funcionamiento.

Imagen 4.5. Control de ángulos muertos

Lo más habitual es que los retrovisores exteriores no cubran todo el campo de visón por los lados detrás del coche, lo que supone riesgos si no se da cuenta el conductor de la presencia de algún vehículo al hacer una maniobra.
Se aporta información de lo que hay a los lados por detrás con cámaras de vídeo en los retrovisores exteriores y sensores laterales, una o las dos cosas a la vez, así se detectan vehículos u objetos que no cubre el campo de visión de los retrovisores exteriores.
Se aprecia en la imagen que la cámara de vídeo del retrovisor exterior izquierdo localiza la presencia de un coche, que también es detectado por los sensores laterales.
Se informa al conductor para que lo tenga en cuenta, mediante avisos visuales y acústicos.
Si el sistema es activo puede inducir las correcciones necesarias para evitar el posible accidente si el conductor no lo hace, según la funcionalidad del sistema.
Es desconectable por el conductor.

Imagen 4.6. Control de salida de carril

El automóvil debe circular manteniendo la trayectoria dentro de las líneas laterales que marcan el carril, solamente las cruza en maniobras que lo requieran, accionando los intermitentes.
Si por distracción o cansancio el conductor no percibe que el automóvil se desvía hay riesgos de que se produzca algún incidente, tanto por salida de carretera, posible colisión o maniobra brusca al darse cuenta el conductor de la situación.
Se evita con el control de salida (o cambio) de carril. Dispone el sistema de dos cámaras de vídeo delanteras, una a cada lado, que siguen las líneas que marcan el carril.
En caso de que alguna rueda delantera se aproxime a la línea de su lado, da la alerta avisando al conductor con señales que dependen del sistema; visuales, acústicas o vibración (banqueta del asiento o volante) para que corrija el desvío.
Si el sistema es activo puede inducir giros del volante para recuperar la trayectoria correcta dentro del carril.
Si se accionan los intermitentes el sistema no interviene.
Es desconectable por el conductor.

Imagen 4.7. Sensor de lluvia

Poner en marcha los limpiaparabrisas parece una acción sencilla, así como ajustar la velocidad de actuación a la intensidad de la lluvia, pero se ha de hacer en condiciones de baja visibilidad y adherencia y requiere atención. reduciéndola de la que se presta a la conducción.
Para que no tenga que hacerlo el conductor se coloca un sensor de lluvia en la parte superior del parabrisas, este elemento valora la reflexión del cristal, que depende de la cantidad de agua que se acumule en la superficie exterior.
Envía la información a un calculador electrónico que pone en marcha los limpiaparabrisas adaptando además su velocidad a la intensidad de lluvia, sin que intervenga el conductor.
Cuando deja de llover se paran los limpiaparabrisas, lo que es también una ventaja pues si funcionan en seco se deterioran.
Es desconectable por el conductor.

Imagen 4.8. Sensor de luz

La visibilidad tiene dos vertientes, ver y ser vistos, y su valoración es subjetiva.
Para algunos conductores no hace falta encender los faros cuando otros vehículos ya lo han hecho y a la inversa.
Las luces del vehículo se han de encender antes de que el conductor las necesite para ver, ha de ser visto su automóvil a la mayor distancia posible.
Para que se enciendan las luces, pilotos de posición y faros de cruce, cuando es útil y necesario, se incorpora en la parte superior del parabrisas un sensor de luz, cuando la intensidad lumínica que recibe disminuye informa al control de luces que enciende las del vehículo, si hay de nuevo más luz, al salir de un túnel de día, se apagan de nuevo.
Es desconectable por el conductor.
Con un sensor de luz más evolucionado se puede disponer de otras funciones; control del paso entre luces de carretera y de cruce según el tráfico, iluminación de la entrada de las curvas (por la posición del volante), adaptación del haz de los faros a la velocidad y condiciones de tráfico y más posibilidades según la tecnología del automóvil.

Auto regulación de altura de faros

La intensidad y longitud de iluminación de los faros varía si se ocupan más plazas en el automóvil y se lleva equipaje.
Para no deslumbrar se suele disponer de un control que ha de accionar el conductor adaptando la altura a la ocupación, lo que no se hace en muchas ocasiones.
Para que no se deslumbre a otros conductores se incorporan sensores altura de carrocería que informan al control de luces para que regule automáticamente la posición adecuada de los faros para ver sin molestar.

Imagen 4.9. Control de velocidad de crucero adaptativo

Con el control de crucero el automóvil mantiene la velocidad seleccionada por el conductor sin tener que acelerar o frenar, mientras sea técnicamente posible.
Si la subida es muy pronunciada y se cuenta con caja de cambios automática, el sistema reduce para mantener la velocidad.
Si es una fuerte bajada se decelera al máximo, y según el sistema puede reducir con caja automática e incluso frenar o auto desconectarse.
Con caja de cambios manual al no poder mantener la velocidad se desconecta el control de crucero.
Para aumentar la versatilidad del control de crucero se incorpora un sistema de detección delantero, sensores de proximidad, radar, cámara de vídeo, láser…, si se alcanza a otro automóvil que circula más lento, al ser detectado el sistema auto adapta la velocidad a la del vehículo de delante.
Cuando se le adelanta, automáticamente se recupera la velocidad de crucero seleccionada.

Imagen 4.10. Información visual en el parabrisas HUD (Head Up Display)

La atención del conductor ha de estar en lo que sucede por delante del automóvil abarcando cierta amplitud lateral.
Pero hay aspectos que también le interesa controlar periódicamente, indicaciones diversas en el cuadro de instrumentos, la velocidad es importante, sistema de sonido, informaciones visuales del navegador, … y cuando los mira pierde durante unos instantes la vista de la carretera, lo que entraña riesgos.
Para aportar la información que considera útil el conductor, sin que aparte la vista de la carretera se proyecta la información seleccionada o de emergencia sobre el interior del parabrisas, delante de los ojos del conductor.
En la imagen se han representado estas informaciones; velocidad (95 km/h), indicaciones del navegador y se añade el nivel de combustible al llegar a reserva.
El conductor selecciona lo que más le interesa tener como información y sabe que si surge algún imprevisto se va a ver también.
Para que este sistema funcione ha de ser conectado por el conductor.

Imagen 4.11. Visión nocturna

No todas las personas ven igual y menos por la noche, también los faros del automóvil iluminan hasta cierta distancia, y menos con tráfico de frente.
Si hay algún obstáculo en la carretera es posible según las condiciones de visibilidad, objetivas y subjetivas, que cuando lo vea el conductor sea tarde para poder evitar la colisión frenando y esquivando.
Para no llegar a estas situaciones se puede equipar al automóvil con el sistema de visión nocturna; en la parte delantera hay una o más cámaras térmicas que detectan los objetos delante del coche a bastante más distancia de la que pueden llegar los faros.
Estas informaciones se tratan en el sistema de control para que se transformen en imágenes identificables, y se proyectan en una pantalla para que las vea el conductor, se le avisa mediante sonidos de que hay algo delante para que lo vea en la pantalla.
Al ser a bastante distancia puede tomar las decisiones más convenientes evitando los riesgos.

Imagen 4.12. Detección de fatiga del conductor

Circulando en rectas prolongadas es cuando hay más posibilidades de que el conductor pierda la atención, por distracciones, accionar algún elementos o somnolencia.
Estas actuaciones conllevan el riesgo de no ver lo que hay delante y que se desvíe el automóvil.
Se pueden detectar estas situaciones de diferentes formas, en la imagen se ven estas; cámaras de vídeo delante que ven las líneas del carril, sensor de volante y cámara de vídeo dirigida a la cara del conductor.
Así funcionan: si las cámaras delanteras detectan que se va a salir el vehículo del carril, se avisa visualmente y con sonidos al conductor.
Si el sensor de volante detecta que no se hacen las pequeñas y continuas correcciones imprescindibles para mantener la trayectoria en recta durante unos instantes se avisa al conductor.
Cuando la cámara de vídeo dirigida a la cara del conductor detecta alteraciones de posición se le avisa.
Si los avisos se han de repetir indica que lo más probable es que el conductor esté cansado, por lo que se le aconseja que pare a descansar, se representa en la imagen por un testigo con forma de taza de café que parpadea a la vez que se emiten avisos acústicos.
Los avisos de pérdida de atención se pueden complementar con auto correcciones activas de la dirección y frenos según el equipamiento disponible.

Seguridad pasiva secundaria. Sistemas de retención suplementarios (SRS). Colisión frontal

La seguridad pasiva secundaria comienza cuando no se ha podido evitar el accidente con la seguridad activa o primaria.

Los objetivos son reducir todo lo posible las lesiones físicas de los ocupantes del automóvil durante el accidente.

Para proteger a los ocupantes se incorporan en el automóvil elementos de funcionamiento mecánico y electrónico o con este control, estos últimos se controlan por un calculador específico, son los sistemas de retención suplementaria SRS; pretensores pirotécnicos, limitadores de esfuerzo y airbag.

Un testigo en el cuadro informa del funcionamiento correcto de los sistemas controlados electrónicamente, imagen 4.13; con el motor en marcha el testigo ha de estar apagado, si se enciende hay algún incidente.

Colisión frontal

Ante una colisión frontal importante intervienen los siguientes elementos de seguridad pasiva secundaria, se ven en la imagen 4.14:

Cinturón de seguridad; llevarlo puesto y tensado es la base para que la protección de los ocupantes sea efectiva.
Respaldo/apoyacabezas; ha de ir este último a la altura de los ojos, no por debajo, y a unos centímetros de la cabeza. En colisión frontal protege la cabeza de los ocupantes por el efecto de retorno tras la colisión.
Zonas deformables de la carrocería; en las partes delantera, trasera y central bajo el piso del habitáculo (no se ve en esta imagen), actúan según la zona del coche que recibe el impacto.
Absorbedores; están en la parte delantera y trasera de los extremos de las zonas deformables, para evitar daños a la estructura en colisiones leves.
Asientos antideslizantes; los asientos regulables longitudinalmente quedan fijos en su posición, sin desplazarse en caso de accidente por delante o por detrás.
Rodillo inercial; tras una cierta extensión de los cinturones de seguridad, estos quedan bloqueados.
Asientos antisubmarino; la forma en cuña de la base de los asientos dificulta que los ocupantes deslicen bajo el cinturón en colisión frontal. Para que sean realmente eficientes se precisa que el cuerpo se mantenga pegado al asiento.
Pretensor; si la intensidad de la colisión frontal llega a un valor medio (+ de 15 km/h contra un muro) los pretensores tensan los cinturones para disminuir el desplazamiento de los ocupantes y potencian el efecto antisubmarino del asiento. Se puede contar con más de un pretensor por cada asiento para mejorar su progresividad.
Limitador de esfuerzo; la actuación de los pretensores induce una fuerte presión de los cinturones en pecho y abdomen en colisión frontal, la extensión gradual de los limitadores reduce sensiblemente esa fuerza disminuyendo posibles lesiones secundarias. Con más de un pretensor actúa según sus actuaciones de forma progresiva.

Airbag
- Si la intensidad de la colisión delantera es importante (+ de 25 km/h contra un muro) se inflan los airbags frontales, reduciendo la deceleración de la cabeza y evitando posibles impactos contra elementos internos del vehículo.
- Se desinflan tras su actuación rápidamente.
- Para reducir lesiones por roce pueden actuar los airbags con velocidad progresiva y/o volumen de inflado para adaptar lo mejor posible la protección al accidente.
- En la imagen se ven el del conductor en el volante y otro para sus rodillas bajo el salpicadero.
- El pasajero delantero tiene uno frontal y puede contar también con otro para proteger las rodillas (no representados en la imagen).
Volante retráctil; el volante no penetra en el habitáculo empujado por la mecánica en golpes frontales al contar con un dispositivo que lo evita.
Pedales “fusibles”; el anclaje del pedal de freno cede para no lesionar los pies y piernas, pues el conductor probablemente está frenando con fuerza en el instante del impacto frontal.
Guía desplazamiento motor; evita que en caso de fuerte colisión frontal el motor si es delantero entre al habitáculo.
Zona rígida; el habitáculo ha de permanecer indeformable en caso de accidente para no reducir de forma apreciable el espacio habitable. Además de la estructura rígida periférica del habitáculo, cuenta con refuerzos laterales en el interior de las puertas que aumentan sus resistencias a la deformación, tanto en colisión frontal, trasera o lateral.
Apertura de puertas; tras la colisión es importante que las puertas se puedan abrir, desde dentro y desde fuera, para salir del vehículo y evacuar a los ocupantes.
Fusibles anticolisión; suelen estar junto a la batería, en caso de que algún elemento eléctrico periférico durante el accidente haga cortocircuito se funde, evitando que se queme el tramo de cableado implicado y las zonas por donde pasa.
Situación del depósito de combustible; está en la zona rígida bajo el habitáculo para reducir los riesgos de que llegue a estar afectado en colisión.
Calculador electrónico; controla la actuación de los sistemas SRS con las informaciones que recibe de los sensores de deceleración.

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