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AMORTIGUAMIENTO DE CHOQUES - Definición - Significado

Es la capacidad o la característica de un cuerpo, de una estructura o un material para disminuir las consecuencias de un choque contra otro cuerpo a una velocidad relativa determinada. En el campo de las construcciones automovilísticas tienen gran importancia las características de amortiguamiento o absorción de choques, tanto del vehículo en conjunto como de algunos elementos específicos, para colaborar en la protección de los pasajeros en caso de que se produzca un choque, de modo que se aumenta la denominada seguridad pasiva.

Los motivos por los cuales el vehículo ha de estar construido de modo que amortigüe los choques exteriores dependen fundamentalmente del hecho de que si todo el conjunto fuese perfectamente rígido, al producirse una colisión, por ejemplo a 50 km/h contra un muro, la deceleración del habitáculo sería considerablemente elevada, puesto que la velocidad pasaría en un instante de 50 km/h a cero; además el vehículo retrocedería a una velocidad variable según su grado de elasticidad y el de la pared u obstáculo de que se tratase. En tales circunstancias, las solicitaciones sobre los pasajeros sujetados por cintu-rones en el interior del habitáculo, o bien libres para golpearse contra las estructuras por acción de las fuerzas de inercia, resultarían del mismo orden que las experimentadas por el parachoques del vehículo. Puesto que las deceleraciones que el cuerpo humano puede soportar son del orden de pocas docenas de g (aceleración de la gravedad) y dependen también de la duración, es evidente que en aquellas condiciones no existiría posibilidad de supervivencia. Por el contrario, si las partes que entran primero en contacto con los cuerpos externos se pueden deformar, el vehículo se detiene progresivamente, y, por tanto, la deceleración a que se somete el habitáculo resulta inferior a la que corresponde a la parte delantera.

En la práctica, incluso los vehículos más consistentes son extremadamente deforma-bles, por lo que el problema consiste en aumentar el trabajo de deformación en caso de choque; para ello se emplea un habitáculo o cabina de estructura rígida, mientras que las partes delantera y trasera se proyectan para que su deformación se produzca del modo más progresivo posible. En particular, los vehículos grandes, que están dotados de un mayor espacio de deformación en torno al habitáculo, pueden poseer las estructuras delantera y trasera de modo que se absorba energía, con un esfuerzo de deformación menor; en cambio, los vehículos pequeños y ligeros, cuya distancia útil de deformación es menor, tendrán que ofrecer unas tensiones de deformación menores. Además de las partes delantera y trasera que se acaban de considerar, desde hace pocos años se toman especialmente en consideración también las puertas laterales y el techo para aumentar la capacidad de amortiguamiento en caso de choque lateral o de vuelco.

El parachoques constituye un elemento de importancia considerable en la cuestión que se está considerando, puesto que es la primera parte del vehículo que entra en contacto con los cuerpos externos en el caso de los peligrosísimos choques frontales. Durante bastantes años, dicho elemento ejerció una limitada función protectora de la carrocería, en los choques a velocidad muy baja que se suelen producir en las maniobras de aparcamiento. Pero su capacidad de amortiguamiento de choques fue siempre muy limitada, salvo en casos particulares, como por ejemplo en el modelo construido por Pierre Arrow en 1932, en el que el parachoques se encontraba unido al bastidor por medio de elementos elásticos, lo cual le permitía soportar choques de magnitud ligeramente mayor. A partir de 1971, muchos vehículos norteamericanos y también algunos europeos fueron equipados con sistemas que podían soportar choques de hasta 8 km/h. Los sistemas más utilizados van provistos de: amortiguadores hidráulicos, dispositivos telescópicos (cargados con elastó-meros de siliconas a presiones muy elevadas), elementos deformables de cauchos a la sili-cona, muelles de acero de formas diversas, sistemas con espuma de poliuretano de alta densidad (compacta) o sistemas con estructura celular de plástico con revestimiento de caucho.

Además de estos sistemas, se han estudiado otros más complejos y artificiosos para resistir choques a velocidad superior o para disminuir los efectos de los golpes cuando se alcance a un peatón. Cabe citar, por ejemplo, los parachoques de goma con cámaras de agua, la cual es expulsada en caso de choque por unos orificios situados convenientemente; los que incluyen soportes deformables en aleación de aluminio y estructura en panal, que pueden absorber el choque de un vehículo de 1.500 kg a una velocidad de 50 km/h en un espacio de deformación de 40 cm a una deceleración media de 20 g.

Pasando a examinar las características de amortiguamiento de los elementos internos del habitáculo, hay que explicar primero por qué éstos son necesarios. En caso de choque, el pasajero no sujeto por cinturón de seguridad chocará contra las estructuras internas debido a la acción de las fuerzas de inercia; este choque se produce al cabo de 0,8-0,10 s del impacto inicial. Es importante destacar que la velocidad de este choque es independiente a la capacidad de deformación y amortiguamiento del vehículo y corresponde a la velocidad con que éste se desplaza en el momento del impacto. Además, en este caso el choque contra una estructura rígida provocaría una deceleración infinita (si se prescinde de la posibilidad de amortiguamiento propia de la constitución fisiológica del hombre) con consecuencias mortales. Por ello se comprende que la estructura interna del habitáculo ha de presentar características de defor-mabilidad y de amortiguamiento del choque. Así, desde los primeros tiempos del automovilismo, se utilizan sistemas de acolchamien-to y de protección; sin embargo, sólo a partir de 1950, aproximadamente, se comenzó a plantear en serio este problema, en el cual resultan implicados todos los elementos de la estructura del habitáculo.

El grupo principal al que hay que exigir especiales características de amortiguamiento es el conjunto constituido por el volante y su eje y columna correspondientes. Uno de los sistemas más utilizados emplea un eje de varias piezas unidas por medio de articulaciones, de modo que en caso de choque cedan los soportes de la columna y el conjunto se doble sobre sí mismo. Otros tipos son los de elementos telescópicos a los que se ha incorporado un dispositivo de absorción de energía por fricción o rodamiento, o bien por deformación plástica. Constituye objeto de especial interés el sistema utilizado en el Ford Pinto, con la parte terminal junto a la caja de cambios constituida por un cable de acero flexible, que se dobla en caso de choque frontal.

También el volante se construye a menudo de forma que pueda absorber una parte de la energía; son los denominados volantes en cáliz, que disponen de un elemento de conexión a la columna constituido por chapa deformable (Ford Escort, Ford Capri, Mercedes y Pininfarina Sigma), y los volantes provistos de escudos de protección de poliuretano para aumentar la superficie de contacto con el cuerpo del conductor. Otro elemento que puede acolcharse o revestirse con espumas expandidas para mejorar la protección interna es frecuentemente el tablero portainstru-mentos; sin embargo, conviene precisar que los efectos de esta protección son mínimos.

Sólo hace relativamente pocos años que las fábricas de automóviles iniciaron el estudio científico del choque de los pasajeros situados al lado del conductor. Entre los sistemas de amortiguamiento a los que se han dedicado mayores estudios conviene recordar los almohadones de aire unidos al volante, al salpicadero y, en los vehículos experimentales de seguridad (ESV), también al respaldo del asiento anterior y al techo. Desgraciadamente, estos almohadones de aire no protegen en todas las condiciones, como las que se producen en caso de vuelco y en los choques sucesivos, y por este motivo se estudian también activamente los cinturones de seguridad con sistemas de amortiguamiento por fricción. En este caso, el acolchamiento del salpicadero y de otros elementos internos con sistemas de notable grosor permitiría resistir choques incluso a velocidades elevadas.

Naturalmente, además de los elementos mencionados, hay que tener en cuenta todos los demás contra los cuales es posible chocar, y así éstos suelen construirse con materiales abatibles o deformables. Por ejemplo, el espejo retrovisor interior se desengancha, los montantes están revestidos con plástico, y los mandos, los brazos de los asientos y demás elementos se fabrican de material deformable y con aristas redondeadas.

Las normas que se refieren a la necesidad de un mayor amortiguamiento de los choques se dictaron inicialmente en EE.UU. y, posteriormente, se han ido aplicando en parte en Europa y otros países. (En realidad, la normativa de la seguridad de un automóvil no es uniforme en todos los países.)

Haciendo, pues, referencia a las normas norteamericanas cabe decir que se designan por la sigla MVSS (Motor Vehicle Safety Standard) y son: el estándar n.° 201, que se refiere a la protección de los ocupantes respecto de los choques interiores (asientos, parasol, etc.); el n.° 203, que especifica la carga máxima transmisible por el volante y su columna sobre un maniquí humano; el n.° 204, que precisa el retroceso máximo permitido por el volante (12,7 cm) en un choque contra una barrera fija cuando el vehículo se desplaza a 50 km/h; el n.° 205, que especifica las características de los cristales, en particular del parabrisas, que debe ser de estructura en láminas; el n.° 208, que da las características de los sistemas de protección activa-pasiva para los ocupantes del vehículo; el n.° 209, que se refiere a las características de resistencia del cinturón de seguridad; el n.° 214, que da las normas de resistencia y de amortiguamiento de las puertas laterales; el n.° 215, con las características de resistencia y amortiguamiento del parachoques, y el n.° 216, que se refiere a la resistencia de amortiguamiento por hundimiento del techo.

Las normas europeas se recogen en el reglamento ECE; pero, como se ha indicado, su aplicación en los diversos países es aún parcial.

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