Módulo 3.1 – Seguridad

  • Última modificación de la entrada:26/02/2021
  • Tiempo de lectura:21 minutos de lectura

En este capítulo se va a exponer la seguridad en el automóvil y su evolución.

Muchos de los contenidos citados, con influencia en alguno de los aspectos de la seguridad, se desarrollan en otros capítulos y en este se comentan incluyendo algunas de sus funciones.

Con la identificación de la seguridad en sus tres partes; activa o primaria (trata de evitar el accidente), pasiva secundaria (protege durante el accidente) y pasiva terciaria (evacuación y asistencia tras el accidente), se exponen las funciones de cada una.

Para intentar evitar el accidente interviene la seguridad activa o primaria, y se presentan algunos sistemas de ayuda al conductor incluidas ayudas avanzadas a la conducción ADAS.

Primeramente nos centramos en la seguridad activa o primaria, anticipando detalles de la seguridad pasiva secundaria y terciaria, y también en temas de otros capítulos relacionados.

En segundo lugar explicaremos lo que pasa si con la seguridad activa o primaria no se ha podido evitar el accidente; se analizan las actuaciones cronológicas de los sistemas de seguridad pasiva secundaria en colisión frontal trasera y lateral con diferentes implantaciones, protección a peatones ante atropello y se ven los sistemas pre colisión para tratar de evitar o reducir los daños físicos si se produce el accidente.

Por último desarrollaremos la seguridad pasiva terciaria.

En este capítulo se van exponiendo los avances más importantes en las tres vertientes de seguridad, algunos de los cuales se verán con detalle en sus respectivos capítulos; antibloqueo de frenos (ABS) y algunos de sus derivados, potenciador de frenada de emergencia, control de tracción en aceleración, control de retención motor, control de estabilidad …, cinturón de seguridad (de dos y tres puntos), estructura de carrocería con deformación progresiva (valoración según los tipos), airbag (en diferentes situaciones, actuación adaptativa …), e Call (llamada automática de emergencia), procesos de diagnóstico sobre el estado de los elementos implicados en una colisión para la reparación del automóvil y también se presenta la “caja negra” en el automóvil.

Cuando el vehículo disponga de capacidad para saber con total certeza, si es que esto es posible, lo que pasa en su entorno y además de informar al conductor pueda actuar activamente en la conducción tomando las decisiones necesarias, podrá sustituir al conductor; será el coche autónomo.

Seguridad en el automóvil

La seguridad en el automóvil consta de tres facetas principales con sus denominaciones respectivas; lo primero es tratar de evitar el accidente que es la función de la seguridad activa o primaria.

Si no ha sido posible evitarlo y se produce la colisión, entonces interviene la seguridad pasiva secundaria que reduce en lo posible los daños físicos a los ocupantes, con sistemas de retención y protección (SRS).

Tras el accidente entra en acción la seguridad pasiva terciaria, se basa en facilitar la salida o evacuación de los ocupantes del vehículo y la llegada de las ayudas y asistencias necesarias.

Vamos a presentar las funciones de estas tres partes de la seguridad en el automóvil y como se desarrollan.

Seguridad activa o primaria

Un automóvil circula correctamente, por una vía a la izquierda viene otro que no respeta una señal de stop:

  • Los conductores de ambos vehículos tratan de evitar la colisión … y lo consiguen

En este resultado, que ha permitido evitar el accidente ha sido posible por lo siguiente:

Conductor

  • Es el protagonista pues con su atención, capacidad de percepción, actitud, aptitud, visibilidad, confort y ergonomía ha podido actuar sobre los mandos correctamente y a tiempo para hacer las maniobras pertinentes, y el automóvil ha dispuesto de cualidades para hacerlo

Estabilidad

  • Para que el automóvil haya podido obedecer las acciones del conductor ha contado con:
    • Buena adherencia por el estado y la presión correcta de los neumáticos
    • Suspensión (equilibrio en oscilaciones y balanceos con protagonismo de los amortiguadores)
    • Implantaciones técnicas de los vehículos implicados en cuanto a distribución de pesos y ruedas motrices (pudiendo haber intervenido el reparto variable de par entre los ejes si alguno de los vehículos es 4x4 y cuenta con esta posibilidad)
    • Otras tecnologías relacionadas que incorporen los automóviles implicados

Dirección

  • La precisión de las ruedas al girar el volante, el tacto, dureza (servodirección), maniobrabilidad y radio de giro son determinantes, también influyen otros aspectos como disponer de dirección con desmultiplicación o dureza variables, dirección a las cuatro ruedas …

Frenos

  • En situaciones de emergencia los frenos son frecuentemente los más utilizados por lo que su respuesta es determinante
  • El estado de los elementos de desgaste (pastillas o zapatas, discos o tambores y líquido de frenos) y su resistencia a la fatiga (fading por cristalización de pastillas o zapatas o ebullición del líquido) son los factores principales
  • Contar con circuitos hidráulicos independientes es un factor añadido de seguridad activa o primaria

Ayudas a la conducción

  • Primero el conductor ha de accionar los mandos con la rapidez y acierto necesarios, la ayuda facilita la acción iniciada por el conductor
  • Si la situación es crítica y las actuaciones han sido correctas, hay muchas posibilidades de haber evitado el accidente
  • Hay ayudas que contribuyen a que la respuesta a las acciones sobre los mandos del conductor sea más eficiente, servofreno, servodirección, caja de cambios automática o automatizada, climatización automática, antibloqueo de frenos, potenciador de frenada de emergencia, control de tracción, control de retención, control de estabilidad, …

Ayudas avanzadas a la conducción ADAS

  • Informan de situaciones relacionadas con lo que pasa alrededor del automóvil, que el conductor puede no haber percibido, y pueden accionar algunos mandos sin intervención del conductor, como estos:
    • limpiaparabrisas automático
    • encendido y apagado automático de luces exteriores
    • faros adaptativos
    • aviso de salida de carril
    • información de ángulos muertos
    • detección de fatiga del conductor, …
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Al final de la animación aparecen estos testigos o símbolos representando a algunos de los elementos o sistemas que han actuado:

  • neumáticos (testigo de baja presión)
  • dirección (testigo de servodirección eléctrica)
  • suspensión (mando de selección de dureza de amortiguación y de altura de carrocería)
  • frenos (testigos de desgaste de pastillas y nivel de líquido de frenos)
  • caja de cambios automática o automatizada (palanca y sus posiciones)
  • climatización (panel de mandos de climatización automática e independiente)
  • antibloqueo de frenos (testigo del ABS)
  • control de tracción y de estabilidad (testigo compartido por ambos sistemas)

Todo lo que de una u otra forma colabora para evitar un accidente se incluye en la seguridad activa o primaria.

Seguridad pasiva secundaria

Si no se puede evitar un accidente con la seguridad activa o primaria interviene la seguridad pasiva secundaria.

  • Circula un coche correctamente y otro que sale de una vía a la izquierda no respeta la señal de stop

El coche que circula correctamente se da cuenta y trata de evitar el accidente, pero el conductor del otro coche no reacciona y se produce el impacto.

Esto es lo que sucede durante la colisión:

Estructura de la carrocería

  • Dispone de zonas rígidas, anti intrusión, deformables y de reparto de tensiones entre otros comportamientos para proteger a los ocupantes
  • El coche que circula correctamente recibe el golpe por el lado izquierdo, desde el punto del impacto se genera un reparto de tensiones por la estructura para reducir todo lo posible las deformaciones excesivas en la zona de la carrocería que recibe el golpe que es el habitáculo y es rígido, pero cede lo justo para absorber parte de la energía de la colisión
  • En el coche que ha provocado el accidente se deforma la zona delantera absorbiendo energía y el habitáculo rígido no debe deformarse

Retención y protección de los ocupantes

  • A la vez que citamos algunos sistemas se indica entre paréntesis en cuál de los dos coches intervienen (el coche que circula correctamente es B y M el que se salta el stop):
    • cinturón de seguridad (B y M)
    • bloqueo del cinturón (más M que B)
    • asientos antideslizantes y antisubmarino (M)
    • pretensor del cinturón (M)
    • limitador de esfuerzo (M)
    • airbag (conductor y pasajero delantero M, laterales del conductor y pasajero trasero izquierdo B y de techo o cabeza izquierdo (B)
    • volante retráctil (M)
    • pedal de freno fusible (M si la colisión es fuerte)
    • guía de desplazamiento del motor (M si la colisión es muy fuerte)

Complementos de protección

  • Zonas del interior del habitáculo con materiales deformables absorbentes de energía, fusibles anticolisión, auto desconexión de la batería, …
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Se ha supuesto que los dos coches utilizados para esta exposición disponen de los sistemas de retención y protección que se han explicado.

Como se verá más adelante para llegar a estos equipamientos ha habido un largo proceso de evolución de la seguridad pasiva secundaria, primero identificamos algunos sistemas y elementos y presentaremos el concepto de protección o retención de varios de estos como anticipación.

Se complementa esta información con algunos testigos o símbolos que aparecen al final de la animación; estructura de carrocería (habitáculo rígido con zonas deformables frontal, trasera y eje longitudinal central bajo el habitáculo), retención y protección de los ocupantes (puesto del conductor con sistemas para estas funciones más los testigos de cinturón abrochado, de airbag y pretensores) y sistema de auto desconexión de la batería (a la salida del borne positivo +) 

Seguridad pasiva terciaria

No se ha podido evitar el accidente con la seguridad activa o primaria y con la seguridad pasiva secundaria se ha tratado de reducir lesiones físicas a los ocupantes.

Después del accidente entra en acción la seguridad pasiva terciaria:

  • Circula un coche correctamente y otro que sale de una vía a la izquierda no respeta la señal de stop y se produce el accidente

Una vez que la seguridad pasiva secundaria ha desarrollado sus acciones de retención y protección de los ocupantes, estos son los resultados de la seguridad pasiva terciaria:

Llamada automática de asistencia

  • Si alguno de los coches implicados dispone de este equipamiento, en este caso el coche que circula correctamente, se produce el aviso del accidente a emergencias, que se pone en contacto con el automóvil para valorar lo que se necesita como asistencia

Apertura de puertas

  • No están afectadas por la colisión; para poder salir o ser evacuados del interior del automóvil
  • En este accidente se pueden abrir sin esfuerzos todas las puertas pues no han sido directamente afectadas por la colisión

Complementos post colisión

  • Para reducir posibles efectos como incendios, en este caso actuarían los fusibles de los circuitos eléctricos que se han visto afectados por el accidente
  • En el coche que se ha saltado el stop se aprecia como se produce un conato de incendio que debería haberse evitado si hubiese actuado el fusible correspondiente al circuito implicado; si es por fuga de carburante tendría que haberse parado la bomba de combustible
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Al final de la animación se ve como algunos ocupantes, tras abrir sus puertas, van saliendo por sus propios medios de los automóviles; los conductores de ambos coches y el pasajero trasero derecho del que circulaba correctamente.

Es sumamente importante lo que sucede justo después del accidente para evitar daños mayores, uno de estos aspectos es tratar de apartar los vehículos accidentados de la vía, si es posible, y señalizar rápidamente la situación para avisar a los demás vehículos del entorno.

Análisis de la seguridad activa o primaria

Informaciones necesarias para el conductor

El conductor es el protagonista, hasta que llegue el coche autónomo, por lo que se ha de empezar por analizar lo que afecta a su labor de conducción:

  • Se ve el puesto del conductor rodeado de todo lo que debe controlar y tener a su alcance
  • Se coloca el conductor en su posición
  • Ha de poder ver perfectamente por el parabrisas, que debe de estar totalmente limpio, el mayor campo y profundidad que sea posible
  • Los retrovisores tienen que permitir la mejor visión de lo que hay detrás y a los lados del vehículo
  • Las informaciones aportadas por el cuadro de instrumentos deben ser accesibles para ser vistas fácilmente, así como los mandos de uso habitual que además han de poder ser activados con movimientos simples, sin esfuerzos ni contorsiones
  • Los sonidos que oye el conductor son también útiles, pero no determinantes
  • La información necesaria para el conductor es visual al 90%
  • La información acústica es importante en el porcentaje restante pero no es imprescindible
  • El conductor ha de poder ver para controlar lo que hay en el entorno y lo que va sucediendo para ir tomando las decisiones más adecuadas a cada situación
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Se representan al final de la animación diversas posibilidades presenciales de vehículos y personas en el entorno del automóvil que pueden estar paradas o en movimiento, el conductor tiene que poder verlas para que el automóvil que conduce se integre con precisión y seguridad.

El protagonista es el conductor; primeros reglajes de su posición en el asiento

Empezamos con un automóvil de carrocería familiar de hace ya bastantes años, pues para llegar a lo que hay actualmente es útil conocer lo que había antes.

Se hizo enseguida necesario disponer de algunos reglajes en el puesto del conductor para hacerlo adecuado a personas con diferentes alturas y complexiones:

  • El objetivo es que el conductor vea lo mejor posible por el parabrisas a la vez que puede desenvolverse con comodidad y soltura en las acciones inherentes a la conducción, tanto sobre los mandos directos para el desplazamiento del automóvil, volante, acelerador, frenos y embrague, este es el más importante como luego veremos, como también los que requieren puntualmente su atención, como el panel de mandos de ventilación y calefacción del habitáculo que se representa
  • El primer reglaje permitía el desplazamiento longitudinal del asiento, conjuntamente banqueta y respaldo, entonces no se disponía de apoyacabezas. Se buscaba ver lo mejor posible por el parabrisas y acceder sin contorsiones a los diferentes mandos
  • A continuación llegó la posibilidad poder inclinar el respaldo sobre la banqueta, que permite ajustar mejor la visión y acceso a los mandos, con posición ergonómica que no implique posturas forzadas
  • En estos ajustes se ha de comprobar que la visibilidad del cuadro de instrumentos, por el o los retrovisores y que también se ven y manejan sin esfuerzos los mandos más habitúales, encendido de luces, intermitentes, limpiaparabrisas, climatización, …
  • Qué el conductor esté cómodo, vea bien y acceda a los diferentes mandos es determinante como punto de partida de la seguridad activa o primaria
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Los coches de la época del que vemos en la imagen tenían reglajes limitados, habitualmente los que se han comentado, por lo que no era fácil encontrar la adecuada posición para muchas personas, sobre todo si su anatomía variaba bastante de la media.

Con la evolución del automóvil se han ido añadiendo posibilidades de ajustes para que prácticamente cualquier persona pueda encontrar la posición que mejor conjuga comodidad y seguridad.

Ergonomía del puesto del conductor con los diferentes reglajes y ajustes relacionados

Se representa un automóvil al que se van incorporando los elementos relacionados con el conductor:

  • Banqueta, respaldo, apoyacabezas, pedales, volante, palanca de cambios y retrovisores exteriores e interior
  • Se sienta el conductor en su posición
  • Altura del asiento; se puede modificar conjuntamente la banqueta, respaldo y apoyacabezas para tener buena visibilidad por el parabrisas y algunas cosas más que veremos
  • Distancia a los pedales y volante; se desplazan en conjunto banqueta, respaldo y apoyacabezas. Se ha de lograr la posición que permite accionar estos mandos cómodamente sin forzar las posturas o contorsiones, es importante cómo se acciona el pedal de embrague, luego lo vemos con más detalle. La visibilidad por el parabrisas ha de seguir siendo buena
  • Inclinación del respaldo; pivota sobre la banqueta y ayuda a compensar los anteriores ajustes para estar cómodo, ver bien y acceder a los mandos sin esfuerzos
  • Distancia y posición del volante; se puede regular en profundidad, distancia, e inclinación. Es importante encontrar la posición correcta de las manos sobre el aro y la distancia desde este al cuerpo, luego lo detallamos
  • Altura e inclinación del apoyacabezas; para que pueda hacer bien su función de proteger cabeza, cuello y espalda en colisiones por detrás
  • Ajuste de los retrovisores; el conductor tiene que ver lo más posible lo que hay detrás y a los lados del coche, una vez que ya ha logrado la posición más adecuada del asiento ajusta los retrovisores
  • Cinturón tensado; se coloca el cinturón de seguridad el conductor de tres puntos de anclaje, y una vez abrochado lo tensa para que los sistemas de retención y protección puedan realizar sus funciones con la mayor eficiencia
  • Visión de las informaciones del cuadro de instrumentos; y también otras fuentes de información visual para el conductor, para saber lo que indican manteniendo la atención en la marcha del automóvil
  • Fácil y cómodo acceso a todos los mandos; el conductor ha de accionar diferentes sistemas complementarios a la marcha del coche, ha de poder verlos con facilidad y su accionamiento ha de ser sencillo sin requerir que pierda atención ni forzar posturas (se ve el panel de mandos de climatización)
  • Cualquier persona que conduzca un automóvil, con su complexión y estatura, ha de poder encontrar la posición más cómoda; es la ergonomía del puesto del conductor
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Con la evolución del automóvil se han ido incluyendo más posibilidades de reglaje del puesto del conductor y en mayor amplitud, además de las comentadas, en algunos vehículos es posible regular también la posición de los pedales.

Reglajes del puesto del conductor

Vamos ir viendo y haciendo los reglajes del puesto del conductor en un orden determinado, que no es imprescindible seguir, pero ayuda a ir adecuando progresivamente la posición:

Distancia

  • Se ha de lograr la postura para ver lo mejor posible por el parabrisas con buen accionamiento de los mandos
  • El que tiene más recorrido es el pedal de embrague y se ha de poder pisar a fondo sin estirar en exceso la pierna o pie ni forzar la postura
  • En coches con caja de cambios automática o automatizada se puede simular que se pisa el embrague para la regulación de distancia del asiento
  • También se valora la posición con respecto al volante
  • Habitualmente el desplazamiento longitudinal del asiento es en un plano ligeramente inclinado, baja al separarse y sube al acercarse, como complemento a la mayor o menor altura del conductor

Inclinación del respaldo

  • Permite mejorar la postura obtenida con la distancia manteniendo la mayor visibilidad posible por el parabrisas
  • Al hacer este reglaje y el de distancia se va comprobando la posición de brazos y manos sobre el volante:
    • Las manos se ponen sobre el aro en la posición de las diez y diez (de la esfera de un reloj)
    • Los brazos han de estar ligeramente flexionados
    • La distancia del aro al cuerpo debe ser de unos 25 cm, por ergonomía y para la eficacia del airbag del conductor

Altura del asiento

  • Sube y baja la banqueta y lo más frecuente es que a la vez lo hagan el respaldo y el apoyacabezas
  • Con este reglaje se ajusta con más precisión la postura, el accionamiento del pedal de embrague y del volante, las posiciones de manos y brazos

Apoyo lumbar variable

  • Si se cuenta con esta posibilidad se puede modificar la forma y presión de apoyo de esta parte de la espada, además de ofrecer más confort permite reducir la fatiga en largos recorridos

Regulación del volante

  • Profundidad para colaborar en la mejor colocación de las manos en el aro del volante, posición de los brazos y distancia al cuerpo
  • Con la inclinación del volante complementaria se precisan mejor los anteriores ajustes, incluyendo la visibilidad exterior e interior, cuadro y mandos, así como su correcto accionamiento

Regulación del apoyacabezas

  • Para que pueda proteger correctamente en colisiones por detrás, la parte superior debe estar más o menos a la altura de la cabeza, los ojos han de estar en la línea horizontal de protección, nunca por encima pues provocaría graves lesiones en cervicales, la distancia a la parte posterior de la cabeza debe ser de unos 4 cm
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Con tantas posibilidades de reglaje, al conducir por primera vez un automóvil es habitual que se vayan retocando los diferentes ajustes una y otra vez, hasta encontrar la mejor posición entre visibilidad, confort y acciones a realizar durante la marcha.

Reglajes eléctricos del puesto de conducción. Memoria de diferentes posiciones

En busca de facilitar la consecución de la mejor postura de conducción se incorporan motores y empujadores eléctricos controlados por sus respectivos mandos, además de simplificar la forma de conseguirlo se pueden hacer ajustes más precisos.

La asistencia eléctrica puede permitir memorizar diferentes posiciones de los reglajes, veámoslo con tres posiciones de memoria en estas propuestas de reglajes eléctricos del puesto del conductor; distancia (y altura), inclinación del respaldo, apoyo lumbar, apoyacabezas, volante y retrovisores:

Distancia y altura

  • Se desplaza longitudinalmente el asiento completo al accionar el conductor el mando, subiendo al acercarse y bajando al separarse como ya se ha comentado
  • Se puede contar también con reglaje eléctrico específico de altura del asiento

Inclinación del respaldo

  • Sobre la banqueta con el ajuste lumbar y apoyacabezas

Apoyo lumbar

  • Al permitir reducir la fatiga en viaje puede ser útil retocar su posición tras ciertos periodos durante el recorrido

Apoyacabezas

  • Subida, bajada e inclinación para la posición más efectiva de protección

Inclinación y profundidad del volante

  • Complementa los demás ajustes para lograr con más precisión la mejor postura

Una vez lograda la posición más equilibrada, si el automóvil dispone de posibilidad de memorizarla, el conductor acciona el mando correspondiente, en este caso hemos propuesto que hay tres posiciones posibles de memorizar y elige la suya como 1.

Si el automóvil es habitualmente conducido por otras personas con sus particulares anatomías, cada una puede hacer lo mismo, ajustar la postura en la que mejor se encuentra y memorizarla en las opciones 2 y 3.

Cuando cambie el conductor, éste no tiene más que pulsar el número de su memoria y automáticamente se adaptan los ajustes correspondientes.

A estos reglajes eléctricos y memorizados es habitual que estén incluidos los espejos retrovisores, exteriores e incluso el interior.

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Para evitar trabajo excesivo a la batería es mejor no accionar los ajustes eléctricos de los asientos con el motor parado, pues algunos requieren bastante intensidad y la electricidad es aportada por la batería.

Con el motor en marcha es el alternador el encargado de generar la electricidad que haga falta y cargar simultáneamente la batería si es necesario.

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