Módulo 3.3 – Seguridad

  • Última modificación de la entrada:18/03/2021
  • Tiempo de lectura:20 minutos de lectura

Análisis de la seguridad activa o primaria

Particularidades de la suspensión relacionada con la seguridad activa o primaria

En el anterior capítulo de seguridad en el automóvil se explicaron las tendencias en curva al límite de adherencia en función de la implantación técnica y ruedas motrices, también como se pueden compensar parcialmente estas tendencias con presión de neumáticos y diámetro de las barras estabilizadores antibalanceo.

Queda más por ver en otros capítulos, el de suspensión es el más relacionado.

Como complemento de estabilidad en curva y confort de marcha relacionados con la suspensión, vamos a ver ocho automóviles de diferentes tipos y con distintos resultados en seguridad activa o primaria, y más adelante también en secundaria y terciaria.

El comportamiento dinámico de un automóvil relacionado con la suspensión estriba en el compromiso confort – estabilidad, ya que son contrapuestos y se ha de favorecer uno u otro según los objetivos que se necesiten.

Coche 1. Mercedes G (1979)

  • Es un todoterreno para uso extremo
  • Motor longitudinal delantero y 4×4
  • Suspensión por ejes rígidos delante y detrás con muelles y amortiguadores
  • Amplios recorridos de suspensión que facilitan su tránsito por zonas todoterreno extremas, la elevada altura y rebotes de los ejes rígidos merma bastante la estabilidad en carretera y el confort
  • En 2019 se sustituyó la suspensión delantera pasando a ser independiente, lo que en situaciones límite implica menos capacidades todoterreno y cierta mejora en estabilidad
  • Anticipación de seguridad pasiva secundaria; la estructura de carrocería por bastidor independiente implica más peso y menos capacidad de absorción de energía en colisiones por deformaciones de zonas específicas, lo que reduce su eficacia de protección

Coche 2. Lexus 350h y 400h (1998 y con suspensión neumática en 2009)

  • Es un todocamino “suave” SUV; es para carretera y, al contar con 4×4, para pisos deslizantes, pero no demasiado bacheados
  • Motor delantero transversal y 4×4 auto conectable
  • Cuatro ruedas independientes con conjuntos neumáticos y amortiguadores de dureza variable
  • Buena estabilidad primando el confort en diseño de base
  • Con amortiguación variable y suspensión neumática que permiten variar la dureza y la altura, se puede adaptar durante la marcha la suspensión para favorecer confort o estabilidad
  • Anticipación de seguridad pasiva secundaria; la estructura de carrocería con monocasco portante y subchasis aporta buena protección en colisiones con zonas deformables y habitáculo rígido

Coche 3. Pegaso Z102 (1951)

  • Es un coupé deportivo con objetivos claramente prestacionales
  • Motor longitudinal delantero con el embrague y caja de cambios detrás con el diferencial y propulsión, implantación transaxle
  • Suspensión delantera independiente con dos brazos paralelos y cuatro barras de torsión longitudinales con amortiguadores. Suspensión trasera por eje De Dion y dos barras de torsión transversales con amortiguadores
  • Buena estabilidad con suspensión dura y menos confort, es un deportivo clásico
  • Anticipación de seguridad pasiva secundaria; estructura de carrocería por monocasco autoportante bastante elaborado. Entre sus objetivos de entonces no estaba claramente definida la deformación progresiva, se valoraba más la reducción de peso   

Coche 4. Citroën 2 CV (1948)

  • Es un dos volúmenes con cuatro puertas
  • Motor longitudinal delantero por delante del eje y tracción
  • Suspensión por cuatro ruedas independientes con mucho recorrido
  • Muelles y amortiguadores interconectados por lados bajo el coche
  • Brazos longitudinales, uno por rueda
  • Excepcional capacidad para circular confortablemente por zonas muy bacheadas, es el objetivo buscado para usos rurales principalmente
  • El gran recorrido de suspensiones implica extremas oscilaciones y balanceos, que no suelen terminar en pérdida de trayectoria, pero no aportan una estabilidad que sea realmente eficiente en uso normal como otro automóvil
  • Anticipación de seguridad pasiva secundaria; la estructura de carrocería es una plataforma a la que se atornilla todo los demás. Es muy ligera y las deformaciones son muy grandes en colisión, incluido el habitáculo por que en este aspecto tiene malos resultados

Coche 5. Citroën DS (1955)

  • Dos volúmenes y cuatro puertas
  • Motor longitudinal central – delantero y tracción
  • Suspensión; cuatro ruedas independientes con conjuntos hidroneumáticos, combinan la función elástica (neumática) con la de amortiguación (hidráulica)
  • Muy buen confort y estabilidad; en su momento fue una revolución técnica y no había nada que se le pareciese en comportamiento equilibrado
  • Anticipación de seguridad pasiva secundaria; estructura de carrocería por monocasco autoportante. Cuando se diseñó no se tenían demasiado en cuenta las zonas de carrocería con comportamientos de deformación y rígidos

Coche 6. Fiat/Seat 127 (1972)

  • Dos volúmenes con tres o cinco puertas
  • Motor transversal delantero y tracción
  • Suspensiones independientes delante y detrás. Delante Mc Pherson con muelles y amortiguadores. Detrás independiente con ballesta transversal y un brazo por rueda y amortiguadores
  • Buen equilibrio entre confort y estabilidad
  • Anticipación de seguridad pasiva secundaria; carrocería monocasco autoportante sin mucho desarrollo de zonas deformables y rígidas

Coche 7. Mercedes Benz CL (1999)

  • Coupé de dos puertas
  • Motor longitudinal delantero y propulsión
  • Suspensión por cuatro ruedas independientes, la trasera multibrazo. Los cuatro conjuntos muelle – amortiguador (de dureza variable) asientan en la carrocería en unos apoyos hidráulicos de altura variable y control electrónico, son conjuntos activos (Active Body Control)
  • Este sistema permite la adaptación en tiempo real a la orografía del terreno de la suspensión
  • Los resultados en estabilidad y confort son excepcionales en todas las condiciones de marcha
  • Ha ido evolucionando con la sustitución de los muelles por conjuntos neumáticos, y con cámaras de video que leen el terreno para que las suspensiones se pre adapten a lo que van a tener que hacer las ruedas
  • Anticipación de seguridad pasiva secundaria; estructura monocasco portante con subchasis, zonas rígidas, deformables y de reparto de tensiones programadas para la mejor protección de los ocupantes

Coche 8. Lada Niva (1977)

  • Todoterreno de dos puertas (ha habido versiones con cuatro)
  • Motor longitudinal delantero y 4×4 permanente
  • Suspensiones con muelles y amortiguadores. Delantera independiente y detrás eje rígido
  • Buen todoterreno y equilibrado en carretera. Más confort que los todoterreno de entonces, por sus suspensiones y menor peso debido a la estructura de carrocería
  • De todas formas, en carretera su estabilidad tiene limitaciones comparado con un turismo, aunque es mejor que los todoterreno contemporáneos cuando salió a la venta
  • Anticipación de seguridad pasiva secundaria; estructura monocasco autoportante sin zonas muy definidas de deformación y rígidas, entonces lo habitual en un todoterreno era bastidor independiente, con bastante menos capacidad de absorción de energía en colisiones y mayor peso

Estos coches suponen una buena representación de los diferentes tipos que podemos encontrar, con objetivos distintos en confort y estabilidad.

En otros capítulos los volveremos a ver resaltando los temas relacionados y asociándolos con lo que ya se ha ido explicando y anticipando.

El triángulo de seguridad activa

La seguridad activa o primaria depende de diversos factores, pero hay uno principal, al menos hasta que llegue el coche autónomo:

  • El protagonista es el conductor, sus actuaciones sobre los mandos dinámicos del automóvil determinan lo que sucede
  • Si se dispone de ayudas a la conducción, e incluso ayudas avanzadas ADAS, se cuenta con más información y posibles intervenciones sobre la conducción, pero mientras haya conductor de este dependen la mayor parte de los factores relacionados con la seguridad activa o primaria
  • Hay tres elementos o sistemas implicados directamente en el comportamiento del automóvil relacionados con la seguridad activa o primaria; neumáticos, amortiguadores y frenos

Neumáticos

  • Son los únicos que están en contacto con el suelo; determinan la capacidad de transmitir las fuerzas longitudinales de aceleración y frenada, y las trasversales en curva sobre todo
  • Hay dos detalles principales para que puedan cumplir bien sus funciones; presión correcta según el peso y velocidad, estado general y especialmente la profundidad del dibujo
  • Este se va desgastando con el uso reduciendo la calidad de su apoyo sobre el suelo, más en piso sucio o mojado
  • Los neumáticos aportan adherencia con el piso

Amortiguadores

  • Controlan las reacciones de los elementos elásticos de suspensión, se ven muelles en la imagen, pero hay otros, los amortiguadores reducen oscilaciones, balanceos y mantienen los neumáticos en permanente contacto con el suelo, aspecto determinante para la adherencia
  • El desgaste de los amortiguadores es progresivo, y según el estilo de conducción tal vez no lo note el conductor
  • El desgaste puede ser la fuga de aceite exterior y es detectable, o por fugas de aceite interiores que no se ven, pero sea uno u otro se reduce sensiblemente la eficacia del amortiguador, mermando la capacidad de esquiva con frenada al desequilibrase el coche por exceso de oscilación y balanceo, además de ser bruscas
  • Los amortiguadores aportan equilibrio en oscilaciones y balanceos y mantienen los neumáticos en contacto con el suelo, de lo que depende la adherencia

Frenos

  • Pueden ser mediante tambores y zapatas o discos y pastillas
  • El sistema de transmisión de la fuerza de frenada en el automóvil es por líquido de frenos (en los vehículos pesados es por aire a presión)
  • Los tambores, zapatas, discos y pastillas se van desgastando progresivamente y han de ser sustituidos
  • El líquido va acumulando humedad por su contacto con el aire, que entra al depósito para compensar el descenso de nivel al irse desgastando pastillas, zapatas, discos y tambores, por lo que también se debe cambiar periódicamente
  • El excesivo desgaste de pastillas o zapatas aumenta su temperatura de trabajo, llegando a cristalizarse sus superficies de contacto lo que provoca “fading”, pedal muy duro y mínima o nula frenada
  • El desgaste excesivo de tambores o discos también incrementa su temperatura, pudiendo llegar respectivamente a ovalizarse o alabearse
  • Si el líquido de frenos tiene exceso de agua se reduce la temperatura de ebullición, lo que provoca aire en el circuito por “fading” del líquido, el pedal baja sin respuesta de frenada o muy poca, habría que bombear, pisar repetidamente el pedal de freno para comprimir el aire y contar con cierta capacidad de frenada
  • Los frenos determinan la capacidad de detener el automóvil, incluso con la máxima rapidez si es preciso, y permitir que el ABS y sus derivados actúen como deben

Mantener en buen estado los neumáticos, amortiguadores y frenos es la base para que la seguridad activa o primaria pueda responder a las acciones del conductor, e incluso adaptarse a las intervenciones de las ayudas avanzadas a la conducción ADAS.

Ayudas avanzadas a la conducción ADAS para más seguridad activa o primaria

Informan al conductor de situaciones con posible riesgo y podrían actuar sobre los mandos según su diseño.

Las ayudas a la conducción facilitan la labor del conductor cuando este acciona un mando, las avanzadas, ADAS, aportan información de lo que pasa por si el conductor no lo ha percibido, y en su evolución pueden intervenir sobre los mandos si no lo hace el conductor o no hay tiempo de reacción.

Vamos a presentar algunas ADAS que se explican en otros capítulos:

Limpiaparabrisas automático

  • El sistema detecta que está mojado el parabrisas y pone en marcha los limpias, adaptando su velocidad a la intensidad de lluvia para detenerlos al dejar de llover

Encendido y apagado automático de luces

  • Se detecta la merma de luz exterior y al llegar a un valor predeterminado por el sistema se conectan las luces de posición y faros de cruce, que se apagan al haber luz exterior suficiente

Faros adaptativos

  • Controlados mediante sistemas que permiten analizar diferentes situaciones, los faros se auto adaptan a diversas circunstancias; mantenimiento la altura de los haces de luz con cualquier ocupación y carga, variación de los haces de luz de cada faro según la velocidad, zona de circulación y otros factores relacionados, iluminación de la zona de entrada en curvas al girar el volante, …
  • En todos los casos se busca ver lo mejor posible sin molestar a otros vehículos o al entorno

Salida de carril

  • Se va controlando la posición de las ruedas delanteras con relación a las líneas de carretera que delimitan el carril, si alguna rueda se aproxima en exceso a una de las líneas el sistema avisa al conductor para que corrija el desvío
  • Si el sistema es activo y el conductor no reacciona, puede inducir o hacer el giro del volante para recuperar a trayectoria
  • Hay más aspectos relacionados, entre estos; si se pone el intermitente de ese lado no entra en acción esta ADAS

Ángulos muertos

  • Se detecta lo que hay a los lados del automóvil hacia atrás, con más campo de información que las imágenes visuales de los retrovisores exteriores
  • Si aparece algo por estas zonas es informado el conductor para que lo perciba o esté avisado
  • Si el sistema es activo y hay riesgo de impacto, puede inducir el giro del volante e incluso hacerlo al no haber reacción del conductor

Fatiga del conductor

  • Se puede detectar de diferentes formas que el conductor se distrae o está somnoliento, si se confirma el sistema hace un aviso acústico para que recupere la atención
  • Si el sistema es activo y se requiere alguna actuación sobre los mandos, que no hace el conductor, el sistema la realiza manteniendo el aviso
  • Si esta situación se repite, el sistema informa al conductor para que haga una parada y descanse

Se representan al final algunos posibles elementos encargados de la información para que actúen las ADAS que hemos visto, útiles también para otras más:

  • Cámaras de vídeo; delantera (puede estar en la parte alta interior del parabrisas) y otra en el interior dirigida hacia la cara del conductor
  • Sensores en el volante; de giro de dirección y de presión sobre el aro
  • Sensores en el parabrisas; de luz exterior y de refracción
  • Sensores de ultrasonidos; a ambos lados

La información que aportan las ADAS y su posible interacción sobre los mandos del automóvil ha de ser integrada por el conductor, para que entienda lo que pasa y no altere las acciones de los sistemas que tratan de evitar situaciones de riesgo.

Esta integración implica saber que ADAS equipa el coche, así como cuándo y cómo intervienen.

Relación de la posición del conductor con la seguridad pasiva secundaria

Elementos que intervienen en colisión frontal

Se ve al conductor sentado en su posición en el automóvil:

  • Esta desabrochado el cinturón de seguridad como indica su testigo encendido
  • Se coloca el conductor el cinturón, lo abrocha y se apaga el testigo
  • Tensa el cinturón a continuación, cuando más mejor, para que la eficacia de los sistemas de retención y protección de seguridad pasiva secundaria sean efectivos en la colisión frontal que se va a producir
  • Rodillo de bloqueo; permite que el cinturón se extienda unos 15 cm y se bloquea limitando su extensión
  • Asiento antideslizante; si el asiento dispone de reglaje longitudinal ha de bloquearse para que no se desplace hacia adelante por la inercia
  • Pretensor pirotécnico; la detectarse la colisión y su inercia se acciona el pretensor, contrae el cinturón al menos lo que se extendió por el rodillo de bloqueo pegando al conductor contra la banqueta y el respaldo
  • Asiento antisubmarino; se basa en una placa rígida bajo el mullido de la banqueta que impide que pase el conductor bajo el cinturón hacia adelante, efecto submarino, pues el pretensor le ha pegado a la banqueta haciendo efectivo el sistema antisubmarino
  • Limitador de esfuerzo; está en uno de los extremos del cinturón y es como un muelle, por la presión del cuerpo del conductor se extiende y destensa ligeramente el cinturón reduciendo la presión que ejerce sobre pecho y abdomen. Comprensa la actuación del pretensor
  • Airbag; si la colisión es muy fuerte se activan los airbags que correspondan, en este coche son dos, el del conductor que se infla desde el volante y el de rodillas desde el salpicadero bajo el volante. Se reduce la deceleración del cuerpo y cabeza, protegiendo esta y las rodillas de impactos contra el volante y salpicadero. Al llegar al máximo inflado comienzan a perder aire para lograr más efecto de amortiguación
  • Testigo de fallo de pretensor o airbag; son los principales elementos accionados por sistemas electrónicos, el testigo ha de estar apagado, si se enciende falla algo
  • Como se ve la posición del conductor es trascendental para que los diferentes sistemas (mecánicos y electrónicos) de retención y protección (SRS) de seguridad pasiva secundaria actúen con toda su eficacia

Como veremos en la segunda parte, hay muchas más actuaciones para reducir los daños físicos en caso de accidente, más allá de los que hemos visto; volante retráctil, pedal de freno fusible, guía de desplazamiento motor, fusibles anti colisión, anti intrusión de ruedas.

También se analizarán los resultados de protección en otras colisiones además de frontales, por detrás, de lado, con distintas implantaciones técnicas y bastantes cosas más.

Resumen, repaso, complementos y relación con temas de otros capítulos

Seguridad en el automóvil … respuestas en unos instantes

  • Seguridad activa o primaria, pasiva secundaria y pasiva terciaria con diferentes implantaciones técnicas
  • Posición del puesto del conductor
  • Ayudas a la conducción
  • Ayudas avanzadas a la conducción

De estos coches ¿cuál de cada uno relacionas con la seguridad activa o primaria, pasiva secundaria y pasiva terciaria? …

  • Coche 1; representa a la seguridad pasiva secundaria
  • Coche 2; representa a la seguridad pasiva secundaria y terciaria
  • Coche 3; representa a la seguridad activa o primaria

… ¿Porqué? …

Coche 1. Seguridad pasiva secundaria

  • Motor longitudinal delantero y propulsión
  • Ha tenido una colisión frontal y se ha activado el airbag del conductor
  • La zona delantera se ha deformado progresivamente absorbiendo energía de la colisión
  • El motor se ha guiado bajo el coche para que la deformación de la parte delantera no le empuje hacia el habitáculo
  • El árbol de transmisión se inclina hacia abajo desde el diferencial para no entrar en el habitáculo

Coche 2. Seguridad pasiva secundaria y pasiva terciaria

  • Motor transversal central y propulsión
  • Ha tenido una colisión trasera y también delantera
  • Seguridad pasiva secundaria; están activados los airbags de conductor y pasajero, hay deformaciones (progresivas) de carrocería delante y detrás del habitáculo rígido, y el motor es guiado bajo el habitáculo para que no entre en este
  • Seguridad pasiva terciaria; ha sido posible abrir las dos puertas y los ocupantes han podido salir o ser asistidos

Coche 3. Seguridad activa o primaria

  • Motor trasversal delantero y tracción
  • No hay colisión; está girada la dirección, inclinado el coche y el freno pisado lo que da a entender que ha sido posible evitar el accidente

Los textos de la lista que siguen son de seguridad activa o primaria 1ª, pasiva secundaria 2ª o pasiva terciaria 3ª

  • Airbag – 1ª
  • Frenos – 2ª
  • Asiento antisubmarino – 2ª
  • Posición del conductor – 1ª y 2ª
  • Bloqueador del cinturón – 2ª
  • Puerta opuesta al golpe bloqueada – 3ª

¿Por qué la posición del conductor en el coche 1 no es adecuada? …

Conductor demasiado bajo

  • Mala visibilidad por el parabrisas
  • Manos en el volante mal colocadas
  • Apoyacabezas demasiado bajo

Posición del conductor corregida

  • Asiento más alto con buena visibilidad
  • Apoyacabezas a la altura de los ojos
  • Volante más bajo para correcta posición de las manos

¿Qué ayudas a la conducción son las de los coches 2 y 3? …

  • En el 2 el servofreno y en el 3 la servodirección

¿Identificas estos elementos en los coches 2 y 3? …

  • En el 2; servofreno, depósito líquido de frenos, bomba de frenos, circuito hidráulico, discos y pastillas, regulador de frenada trasera, tambores y zapatas
  • En el 3; depósito de aceite, bomba de servodirección, distribuidor de presión, dirección de cremallera, rótula axial de dirección, fuelle protector de goma y rótula de dirección

¿Qué caja de cambios lleva cada coche? …

  • Coche 1; manual con seis relaciones y marcha atrás
  • Coche 2; manual con tres relaciones y marcha atrás
  • Coche 3; automática con accionamiento secuencial se selección de relaciones y marcha atrás

… ¿Qué climatización equipan? …

  • Coche 1; ventilación, calefacción y aire acondicionado
  • Coche 2; ventilación y calefacción
  • Coche 3; climatización automática independiente, recirculación automática y posición para desempañado automático

… ¿Cuál tiene más ayudas a la conducción? …

  • El coche 3; caja de cambios automática, climatización automática independiente, recirculación automática y posición para desempañado automático

… ¿Qué es la recirculación? …

  • Es la retroalimentación del aire del habitáculo cerrándose la entrada exterior. Se ve en los coches 1 con accionamiento manual y 3 con accionamiento manual o automático

De las ayudas a la conducción AC de estos coches ¿cuáles se pueden considerar avanzadas ADAS? …

  • Coche 1; limpiaparabrisas y encendido/apagado de luces automáticos son ADAS
  • Coche 2; la dirección asistida eléctrica es AC
  • Coche 3; el servofreno es AC
  • Coche 4; el regulador de velocidad adaptativo es ADAS

… ¿Porqué? …

  • Coche 1; se ponen en marcha y paran los limpiaparabrisas, se encienden y apagan las luces sin que intervenga el conductor
  • Coche 2; el conductor gira el volante y la servodirección eléctrica reduce el esfuerzo
  • Coche 3; el conductor frena y el servofreno disminuye la fuerza sobre el pedal
  • Coche 4; se auto adapta la velocidad previamente seleccionada a la del coche de delante si es más lento mientras se circule detrás sin que intervenga el conductor

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