Cómo funcionan las pruebas de choque

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Galería de imágenes de seguridad del automóvil

Instituto de Seguros de Seguridad Vial / AP
Los programas de pruebas de choque salvan vidas. Ver más fotos de seguridad en el automóvil.

Los muñecos de prueba de choque han sido objeto de anuncios de servicio público, dibujos animados, parodias e incluso el nombre de una banda. Sin embargo, los maniquíes de prueba de choque reales son verdaderos salvavidas como parte integral de las pruebas de choque automotrices. Aunque los automóviles se vuelven un poco más seguros cada año y las tasas de mortalidad están disminuyendo, los accidentes automovilísticos siguen siendo una de las principales causas de muerte y lesiones en los Estados Unidos..

Una de las razones por las que los automóviles se han vuelto más seguros es debido a un programa de pruebas bien establecido. En este artículo, aprenderá todo sobre las pruebas de choque automotrices, incluidos los programas de prueba de choque, las calificaciones, los maniquíes y las mejoras futuras. Se sorprenderá de lo mucho que se piensa y se prepara para asegurarse de que haya vehículos seguros en las carreteras.!

- El trabajo del muñeco es simular a un ser humano durante un choque, mientras recopila datos que no serían posibles de recopilar de un ocupante humano..

Todas las pruebas de choque frontal en los Estados Unidos se realizan utilizando el mismo tipo de maniquí, el maniquí Hybrid III. Esto garantiza resultados consistentes. Un maniquí está construido con materiales que imitan la fisiología del cuerpo humano. Por ejemplo, tiene un lomo hecho de capas alternas de discos de metal y almohadillas de goma..

Los maniquíes vienen en diferentes tamaños (haga clic aquí para ver algunos de los maniquíes), y se mencionan por percentil y género. Por ejemplo, la variable ficticia masculina del percentil cincuenta representa el tamaño mediano de los hombres: es más grande que la mitad de la población masculina y más pequeño que la otra mitad. Este es el maniquí más utilizado en las pruebas de choque. Pesa 170 libras (77 kg) y mide 70 pulgadas (5 pies 10 pulgadas o 1,78 m) de altura.

Los maniquíes contienen tres tipos de instrumentación:

  • Acelerómetros
  • Sensores de carga
  • Sensores de movimiento

Acelerómetros
Estos dispositivos miden la aceleración en una dirección particular. Estos datos se pueden utilizar para determinar la probabilidad de lesiones. La aceleración es la tasa a la que cambia la velocidad. Por ejemplo, si golpea su cabeza contra una pared de ladrillos, la velocidad de su cabeza cambia muy rápidamente (¡lo que puede doler!). Pero, si golpea su cabeza contra una almohada, la velocidad de su cabeza cambia más lentamente a medida que la almohada se aplasta (¡y no duele!).

El muñeco de prueba de choque tiene acelerómetros por todas partes. Dentro de la cabeza del maniquí, hay un acelerómetro que mide la aceleración en las tres direcciones (adelante-atrás, arriba-abajo, izquierda-derecha). También hay acelerómetros en el pecho, la pelvis, las piernas, los pies y otras partes del cuerpo..


Un gráfico de la aceleración de la cabeza durante una prueba de choque.

El gráfico anterior muestra la aceleración de la cabeza del conductor durante un choque frontal de 56,3 kph (35 mph). Tenga en cuenta que no es un valor constante, sino que fluctúa hacia arriba y hacia abajo durante el choque. Esto refleja la forma en que la cabeza se ralentiza durante un choque, con los valores más altos cuando la cabeza golpea objetos duros o el airbag..

Sensores de carga
Dentro del maniquí hay sensores de carga que miden la cantidad de fuerza en diferentes partes del cuerpo durante un choque..


Foto cortesía de NHTSA
Un gráfico de la fuerza en el fémur del conductor durante un choque.

El gráfico anterior muestra la fuerza en Newtons en el fémur del conductor (el hueso del muslo), durante un choque frontal de 35 mph. La carga máxima en el hueso se puede utilizar para determinar la probabilidad de que se rompa..

Sensores de movimiento
Estos sensores se utilizan en el pecho del muñeco. Miden cuánto se desvía el pecho durante un choque..


Foto cortesía de NHTSA
La desviación del pecho durante un impacto frontal de 35 mph

El escaneo de arriba muestra la desviación del pecho del conductor durante un choque. En este choque en particular, el pecho del conductor se comprime aproximadamente 2 pulgadas (46 mm). Esta lesión sería dolorosa, pero probablemente no fatal..

Ahora echemos un vistazo a una prueba de choque real.

La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) realiza dos tipos de pruebas de choque como parte del Programa de Evaluación de Autos Nuevos.

  • Impacto frontal de 35 mph - A 56 kph (35 mph), el automóvil choca directamente contra una sólida barrera de concreto. Esto es equivalente a un automóvil que se mueve a 35 mph y choca con otro automóvil de peso comparable que se mueve a 35 mph..

  • Impacto lateral de 35 mph - Un trineo de 3,015 libras (1,368 kg) con un "parachoques" deformable choca contra el costado del vehículo de prueba. Los neumáticos del trineo están en ángulo. La prueba simula un automóvil que está cruzando una intersección y es golpeado por un automóvil que pasa una luz roja. El trineo en realidad se mueve a 38.5 mph, pero cuando haces los cálculos, es equivalente a un impacto lateral de 35 mph debido a la forma en que las ruedas del trineo están en ángulo..


Foto cortesía de NHTSA
Haga clic en esta imagen para ver un video de una prueba de choque real.
(Tiempo de video: 2 min, 33 seg)

Pintura de prueba de choque
Antes de colocar los maniquíes de prueba de choque en el vehículo, los investigadores les aplican pintura. Se aplican diferentes colores de pintura a las partes del cuerpo de los maniquíes con más probabilidades de chocar durante un choque. Las rodillas, la cara y las áreas del cráneo del maniquí están pintadas con un color diferente. En la siguiente foto se puede ver que la pintura azul de la cara del maniquí está manchada en el airbag y que su rodilla izquierda (pintada de rojo) golpeó la columna de dirección..


Foto cortesía de NHTSA
La pintura multicolor del maniquí muestra dónde chocan las diferentes partes del cuerpo con el coche..

Si los investigadores notan una aceleración particularmente grande en los datos de los acelerómetros en la cabeza del conductor ficticio, las marcas de pintura en el automóvil indicarán qué parte del cuerpo golpeó qué parte del vehículo dentro de la cabina. Esta información ayuda a los investigadores a desarrollar mejoras para prevenir ese tipo de lesión en accidentes futuros..


Foto cortesía de NHTSA
Las rodillas del maniquí del lado del pasajero delantero golpearon el tablero durante el choque. Además, tenga en cuenta que nada del compartimiento del motor penetró en la cabina. En la mayoría de los automóviles, el motor está montado de modo que, en caso de choque, sea forzado hacia atrás y hacia abajo para que no entre en la cabina..

Ahora, echemos un vistazo a una prueba de impacto frontal de 35 mph.

Configuración del vehículo
La foto de abajo muestra una camioneta que está lista para estrellarse. Los maniquíes se han colocado en el coche y están en posición. Toda la instrumentación del automóvil y los maniquíes se ha conectado y verificado. El lastre se agrega al automóvil para que el peso del vehículo de prueba de choque y la distribución de ese peso sea igual al de un vehículo completamente cargado. Se ha montado un sensor de velocidad en el automóvil y se ha colocado de manera que pase a través de una camioneta cuando el automóvil golpea la barrera..


Foto cortesía de NHTSA
Una minivan frente a una barrera (tenga en cuenta el sensor de velocidad de la cámara)

Hay 15 cámaras de alta velocidad, incluidas varias debajo del automóvil que apuntan hacia arriba. Disparan alrededor de 1.000 fotogramas por segundo. A continuación, el automóvil se aleja de la barrera y se prepara para chocar. Una polea, montada en una pista, empuja el coche por la pista. El auto golpea la barrera a 35 mph. Solo toma alrededor de 0.1 segundos desde el momento en que el automóvil golpea la barrera hasta que se detiene.

Después del accidente
Echemos un vistazo a algunas imágenes. Este auto obtuvo cuatro estrellas para ambos ocupantes en esta prueba de choque frontal.


Foto cortesía de NHTSA
La parte delantera del mismo coche, antes y después de la prueba.

Como puede ver, la parte delantera del automóvil está completamente aplastada después de la prueba. Esto es bueno, ya que el automóvil debe aplastarse y colapsar para absorber la energía cinética y detener el automóvil..


Foto cortesía de NHTSA
Una mejor vista del aplastamiento frontal.

La parte delantera de la camioneta está aplastada contra las ruedas delanteras, que se empujan hacia atrás. En este accidente, la camioneta se acortó 23 pulgadas (58 cm)!

Obviamente, el choque ideal sería sin choque en absoluto. Pero supongamos que se va a estrellar y que quiere las mejores posibilidades de supervivencia. ¿Cómo se pueden combinar todos los sistemas de seguridad para brindarle el choque más suave posible??

Sobrevivir a un accidente se trata de energía cinética. Cuando su cuerpo se mueve a 56 kph (35 mph), tiene una cierta cantidad de energía cinética. Después del choque, cuando se detenga por completo, tendrá energía cinética cero. Para minimizar el riesgo de lesiones, le gustaría eliminar la energía cinética de la manera más lenta y uniforme posible. Algunos de los sistemas de seguridad de su automóvil ayudan a hacer esto.

Idealmente, su automóvil tiene pretensores de cinturón de seguridad y limitadores de fuerza; ambos se abrochan los cinturones de seguridad poco después de que su automóvil golpea la barrera, pero antes de que se despliegue el airbag. El cinturón de seguridad puede absorber parte de su energía a medida que avanza hacia el airbag. Milisegundos después, la fuerza en el cinturón de seguridad que lo sujeta hacia atrás comenzaría a lastimarlo, por lo que los limitadores de fuerza se activan ahora, asegurándose de que la fuerza en los cinturones de seguridad no sea demasiado alta..

A continuación, el airbag se despliega y absorbe un poco más de su movimiento hacia adelante mientras lo protege de golpear cualquier cosa fuerte..

En este hipotético accidente, los sistemas de seguridad del automóvil trabajaron juntos para frenarlo. Si no usó su cinturón de seguridad, la primera etapa de su protección se perderá y le dolerá mucho más cuando golpee el airbag. Muchos automóviles tienen pretensores de cinturones de seguridad y limitadores de fuerza, pero se avecinan algunas mejoras de seguridad aún más emocionantes..

Parece que las bolsas de aire brotan de casi todas partes dentro de los automóviles. Y si ayudan a evitar que su cuerpo golpee objetos duros durante una colisión, están haciendo su trabajo. Pero siempre hay margen de mejora. En este momento (y en el futuro previsible) el énfasis en el equipo de seguridad es hacerlo "más inteligente".

El avance más reciente en equipos de seguridad se conoce como bolsa de aire inteligente. Estas bolsas de aire pueden desplegarse con diferentes velocidades y presiones, dependiendo del peso y la posición del asiento del ocupante, y también de la intensidad del choque..

Desafortunadamente, a veces el despliegue de una bolsa de aire puede causar lesiones graves e incluso la muerte al conductor o al pasajero. La nueva tecnología en sistemas avanzados de airbags frontales está diseñada para reducir este posible riesgo y mejorar el rendimiento del propio airbag. La implementación de esta nueva tecnología se está tomando en serio, tanto que se ha hecho una enmienda a la Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados No. 208. Esta enmienda requiere que, durante los próximos años, los fabricantes instalen este nuevo sistema de bolsas de aire. en todos sus vehículos modelo nuevos destinados a la venta, de modo que para el 1 de septiembre de 2005 todos los vehículos modelo 2006 estarán equipados con el sistema.

En el futuro veremos cinturon de seguridad que también detectará el peso y la posición de los ocupantes y ajustará la tensión y la fuerza máxima en consecuencia.

La tecnología está permitiendo a los fabricantes de automóviles diseñar y fabricar vehículos más seguros e inteligentes, y los consumidores respaldan claramente esta tendencia reflejada en los patrones de compra. Puede ser necesario destruir muchos autos y maniquíes de prueba de choque, pero la información obtenida de las pruebas de choque automotriz significa que usted y sus seres queridos pueden sobrevivir a un accidente automovilístico con poca o ninguna lesión..

Airbags frontales avanzados
Según la NHTSA, estos vehículos están certificados actualmente para los requisitos avanzados de bolsas de aire frontales o, en algún momento antes del 1 de septiembre de 2004, estarán certificados para los requisitos avanzados de bolsas de aire frontales..
  • BMW 525i, 530i y 545i
  • BMW 645Ci y 645Ci convertible
  • BMW X3 (2.5i y 3.0i)
  • BMW Z4 roadster (2.5i y 3.0i)
  • Dodge Durango
  • Jeep Liberty
  • Ford Escape
  • Ford F-150
  • Ford Tauro / Sable
  • Mazda 3
  • Mazda Tributo
  • Mazda MPV
  • Jaguar S-TYPE
  • Jaguar XJ
  • Jaguar X-TYPE
  • Cadillac Escalade
  • Cadillac Escalade EXT
  • Cadillac Escalade ESV
  • Chevrolet Avalanche
  • Chevrolet Silverado
  • Chevrolet Suburban
  • Chevrolet Tahoe
  • GMC Yukon, Yukon XL, Yukon Denali, Yukon XL Denali
  • GMC Sierra
  • Honda Accord
  • Honda Odyssey
  • Acura MDX
  • Hyundai Elantra
  • Kia LD
  • Mitsubishi Galant
  • Nissan Pathfinder Armada
  • Nissan Quest
  • Nissan Titan (King Cab y Crew Cab)
  • Subaru Legacy
  • Subaru Outback
  • Suzuki Grand Vitara XL-7
  • Lexus RX330
  • Lexus ES330
  • Toyota Camry
  • Toyota Highlander
  • Volkswagen nuevo escarabajo
  • Volkswagen New Beetle Convertible
Fuente: Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras

En los últimos años, los automóviles se han vuelto mucho más seguros. Una razón es que la seguridad es ahora un punto de venta en los automóviles nuevos: la gente busca y compra automóviles más seguros. En los Estados Unidos, la NHTSA choca autos y analiza datos con el objetivo de mejorar la seguridad de los autos..

Los propios fabricantes de automóviles chocan muchos vehículos cada año. Los fabricantes de automóviles deben certificar que sus automóviles cumplen con los Estándares federales de seguridad de vehículos motorizados (FMVSS). Estas reglas cubren todo, desde qué tan brillantes deben ser las bombillas de los intermitentes hasta los requisitos de las pruebas de choque. Los fabricantes de automóviles deben estar seguros de que si la NHTSA va a cualquier distribuidor en los Estados Unidos, compra un automóvil y lo choca a 30 mph, el automóvil pasará todos los requisitos de FMVSS. Para asegurarse de que todas las diferentes combinaciones de motores, transmisiones y accesorios pasen, los fabricantes de automóviles pueden chocar entre 60 y 100 vehículos..

Es raro que un automóvil no cumpla con los requisitos de FMVSS, por lo que para desafiar aún más a los fabricantes de automóviles y proporcionar información valiosa a los consumidores que compran automóviles, la NHTSA inició su Programa de evaluación de vehículos nuevos (NCAP). NCAP choca autos a 35 mph (56 kph) tanto en impacto frontal como lateral, y califica los autos según la probabilidad de que los ocupantes se lesionen durante un choque. Puede encontrar las calificaciones en línea, una buena primera parada cuando busca un automóvil nuevo.

¿Cuáles son mis posibilidades de sufrir lesiones graves??
Ésta es una pregunta bastante difícil. Para responder, tenemos que definir un lesion grave. Se han realizado muchas investigaciones (y todavía se están realizando) para clasificar las lesiones. Los investigadores de pruebas de choque idearon un estándar llamado Escala abreviada de lesiones (AIS) para clasificar diferentes lesiones. Estos mismos investigadores publicaron un manual que contiene descripciones detalladas de todas las lesiones que normalmente se encuentran en accidentes automovilísticos. A cada lesión se le asigna un rango en función de su gravedad: 1 son solo cortes y magulladuras menores; 3 indica una lesión grave que requiere tratamiento médico inmediato y puede poner en peligro la vida; 6 es fatal.

Sistemas de clasificación
Los investigadores han utilizado datos de pruebas de choque para determinar la probabilidad de lesiones que se pueden sufrir en un choque. Además, esos datos se utilizaron para crear el sistema estelar de la NHTSA. Este sistema hace que las calificaciones de seguridad del automóvil sean más fáciles de entender para los consumidores al comprar un automóvil..

En choques frontales, la calificación de estrellas está determinada por la peor puntuación en estos tres criterios:

  • Criterios de lesión en la cabeza (HIC)
  • Desaceleración del pecho
  • Carga del fémur

Para recibir una calificación de cinco estrellas, estos tres criterios deben estar por debajo del nivel que indica un 10 por ciento de probabilidad de sufrir lesiones graves. Hay una clasificación de estrellas para cada uno de los pasajeros del asiento delantero, para cada tipo de prueba que se realizó (impacto frontal o lateral).

Calificaciones para pruebas de impacto frontal
# de estrellas Resultado
5 10% o menos de probabilidad de sufrir lesiones graves
4 11% a 20% de probabilidad de sufrir lesiones graves
3 21% a 35% de probabilidad de sufrir lesiones graves
2 36% a 45% de probabilidad de lesiones graves
1 46% o más de probabilidad de sufrir lesiones graves

En choques de impacto lateral, hay dos criterios:

  • Índice de trauma torácico (TTI)
  • Aceleración pélvica lateral (LPA)
Para lograr una calificación de cinco estrellas en choques de impacto lateral, ambos criterios deben estar en el rango que indique menos del 5 por ciento de probabilidad de lesiones graves..

Calificaciones para pruebas de impacto lateral
# de estrellas Resultado
5 5% o menos probabilidad de sufrir lesiones graves
4 6% a 10% de probabilidad de sufrir lesiones graves
3 11% a 20% de probabilidad de sufrir lesiones graves
2 21% a 25% de posibilidades de sufrir lesiones graves
1 26% o más de probabilidad de sufrir lesiones graves

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