Leater

Introducción Airbag (Bolsa de aire) es un sistema de seguridad pasiva del vehículo que amortigua los golpes cuando hay algún choque. Este sistema fue patentado el 23 de octubre de 1971 por la firma Mercedes-Benz, después de cinco años de desarrollo. Se estima que para dentro de diez años todos los automóviles los tenga instalados. Definición y funcionamiento de Airbag Se trata de un sistema de seguridad pasiva del automóvil consistente en una bolsa de aire, situada ante el conductor o pasajero, o en ambos lugares, que se hincha de forma automática en el momento en que se produce una colisión amortiguando sus efectos. Ya, su instalación en los vehículos está comenzando a ser obligatoria en algunos países de la Unión Europea. El airbag es un dispositivo que se instala en el interior del volante, en el tablero (airbag frontales) y en los paneles laterales de los asientos (airbag laterales). Apenas sucede un impacto frontal, en fracciones de segundo se inflan bolsas, las cuales se interponen entre el volante y el conductor o entre el tablero y el acompañante, para así impedir que impacten la cabeza y el pecho. Los sensores del airbag frontal detectan los impactos delanteros del vehículo. Cuando el nivel del impacto es suficiente como para que el airbag actúe reduciendo riesgos a los ocupantes, entonces el módulo de control envía una señal para que éste se active. Para que los airbag funcionen a tiempo, se deben desplegar de forma rápida; por ello la fuerza de inflado es muy elevada. Por lo tanto, resulta imprescindible que los ocupantes del vehículo utilicen los cinturones de seguridad para mantenerse alejados de estos dispositivos durante esta fase, para recién tomar contacto cuando se inicia la etapa de desinflado. Debe quedar claro que los airbag están diseñados para complementar la función de los cinturones de seguridad, no para sustituirlos. El cinturón de seguridad mantiene a la persona en la posición apropiada para lograr la mayor efectividad del airbag. Un poco de historia Las primeras patentes de airbag datan de 1920 y son de dos estadounidenses (A. H. Parrot y H. Round), pero no se referían a sistemas de seguridad en automóviles sino en aviones su propósito era proteger a los pasajeros en el caso de un accidente mediante globos inflados permanentemente. Haría falta esperar hasta 1953 para que llegase la primera patente destinada a la industria automovilística, pero los primeros intentos, aunque ingeniosos no tenían posibilidades realistas de llevarse a la práctica. El primero en proponer un airbag para coche fue el estadounidense John W. Hetrick: en 1952 se había visto envuelto en un accidente de tráfico que estuvo a punto de costarle la vida, y decidió diseñar un sistema para proteger a los ocupantes de un vehículo que funcionase mejor que los cinturones de seguridad. Al principio la idea de muchos no era aumentar la seguridad del cinturón sino sustituirlo. Hoy en día el airbag es una medida adicional al cinturón, no un sustituto. El sistema de Hetrick era relativamente sencillo: en primer lugar, una bomba con un gas comprimido (nitrógeno, por ejemplo) se instalaba bajo el capó. Dentro del volante, en la guantera y el salpicadero había globos inflables, inicialmente desinflados y plegados, conectados a la bomba. Lo mismo sucedía en la parte trasera de los asientos delanteros, para proteger a los ocupantes de los asientos traseros. Finalmente, el primitivo sensor que activaba todo el sistema era una masa deslizante: cuando el coche chocaba contra algo, este peso se deslizaba hasta abrir la válvula de la bomba, que liberaba el gas contenido en su interior, inflando los globos. El mismo año, el alemán Walter Linderer registró una patente muy similar a la de Hetrick, salvo que en su caso el sistema podía ser activado, además de automáticamente durante un choque, manualmente por parte del conductor. Tanto la patente de Hetrick como la de Linderer eran ideas inspiradas, pero tenían el mismo problema: tardaban mas tiempo en inflarse los globos del que los ocupantes tardaban en golpearse contra el salpicadero y el volante. Puesto que sus diseños eran muy parecidos, las razones de esto eran las mismas para ambos. En primer lugar, ambos empleaban sistemas mecánicos para funcionar: un peso que se mueve, una válvula que se abr. Estos procesos pueden realizarse rápidamente, pero no lo suficiente. En segundo lugar, el propio sistema de inflado hacía imposible que los globos se llenasen a tiempo de recibir el impacto de la cabeza de los pasajeros del vehículo: un gas comprimido se expande al abrir la válvula, pero demasiado lento. Hacía falta que la tecnología avanzase lo suficiente como para llevar a cabo las ideas de estos dos pioneros de una manera realista, y sus patentes nunca llegaron a llevarse a producción. Desde luego, a estas alturas las empresas constructoras de automóviles empezaron a mostrar interés por el asunto y desarrollaron sistemas más y más rápidos de forma independiente, basándose en los conceptos iniciales de Linderer y Hetrick. No está demasiado claro quién lo logró antes, pero las dos marcas que realizaron los desarrollos más importantes fueron General Motors en Estados Unidos y Mercedes-Benz en Alemania a finales de los años 60. Ambas empresas, además de otras, tenían buenas razones para concentrarse en este asunto: aparte ya de las ideas iniciales de Linderer y Hetrick, existía una motivación “extra”. La administración estadounidense estaba presionando para que se añadiesen medidas de protección a los automóviles, y el mercado americano era enorme para ambas marcas. De hecho, en un momento dado se dijo que sería obligatorio tener medidas activas y automáticas de protección de los ocupantes en todos los coches antes de 1969. Desde luego, pronto se hizo evidente que iba a ser imposible que nadie cumpliera ese plazo y se postergó la obligatoriedad varias veces, hasta que se hizo firme en los años 90. En otros países del mundo la legislación varía: en algunos son obligatorios y en otros no. Los ingenieros pusieron manos a la obra tratando de acelerar el proceso de detección de choques e inflado. Tanto Mercedes-Benz como General Motors resolvieron uno de los dos problemas de las patentes primitivas: hacía falta una velocidad enorme de inflado de los globos, mucho más rápida que la expansión del gas comprimido… una velocidad explosiva. La solución era, naturalmente, utilizar explosivos. Los ingenieros empezaron utilizando nitroglicerina y nitrocelulosa con estabilizantes, pero pronto se pasaron a combustibles sólidos, que producían una reacción aún más rápida. El más utilizado durante bastante tiempo fue el trinitruro de sodio (NaN3) junto con un oxidante como el nitrato cálcico (Ca(NO3)2). Se introducían los dos en un recipiente cerrado junto con un detonador. Cuando el detonador sometía los compuestos químicos a una chispa eléctrica (hoy en día se calienta el conductor hasta que se produce la ignición del combustible), ambos se combinaban en una reacción de combustión extraordinariamente violenta, muy parecida a la que propulsa a un cohete. Como resultado de esta explosión se liberaba un enorme volumen de nitrógeno gaseoso (N2). El pico del globo se colocaba contra el recipiente que contenía los explosivos, y éste se inflaba muy rápido, en unos 30 milisegundos, suficientemente rápido como para que el sistema pudiera funcionar. Como puedemos imaginar, los problemas prácticos de todo esto eran enormes. Para empezar, cuando los gobiernos empezaron a escuchar todo esto de “explosivo sólido”, “combustible de cohetes”, “detonador”… se pusieron algo nerviosos. Los ingenieros de las empresas automovilísticas tuvieron que realizar cursos para manejar material pirotécnico, puesto que aquello no era ningún juego de niños. De hecho, aún se regula bastante estrictamente la fabricación y desguace de airbags, pues los reactivos permanecen activos muchos años y hace falta deshacerse de ellos de manera controlada. Pero además de los problemas burocráticos se produjo lo que, en mi opinión, es la constante en el desarrollo del airbag: la aparición de pequeños problemas continuos, pero que hacía falta solucionar uno tras otro. Por ejemplo, la violencia de la explosión era tal que en muchos casos el airbag no sólo se inflaba, sino que salía disparado como un proyectil, o reventaba (hoy en día son de nylon, una opción muy ligera y resistente, y la base está anclada firmemente). Además, estaba el problema del ruido: lo que infla el globo es una explosión que se produce, literalmente, delante de la cara del conductor o el acompañante, y el nivel de sonoridad supera con creces el umbral del dolor, entre 165 y 175 dB (decibeles). Para comprobar los efectos del ruido, los ingenieros de Mercedes-Benz probaron el sistema utilizando jaulas de canarios. Al final resultó que el estallido, aunque muy potente, es de una duración tan corta que raramente produce daños en el oído ni de canarios ni de humanos, en algunos casos si ha habido problemas de oído tras el estallido. La violencia necesaria de la explosión tenía otras consecuencias: mientras se infla el airbag, sus paredes se expanden a una velocidad enorme (más de 300 km/h). Si la cabeza del conductor o acompañante, que se mueven hacia él a gran velocidad, se topan con el airbag mientras se infla los daños pueden ser considerables o llegar a la muerte del conductor o acompañante. Hacía falta regular el tiempo de inflado de modo que fuera absolutamente seguro que, para cuando dan el golpe contra él, la bolsa ya estuviera perfectamente hinchada. Otro problema se encontraba en los combustibles y oxidantes empleados. Por ejemplo, el NaN3 es una sustancia muy venenosa. Además, cuando se producía la reacción química de la explosión, no sólo se producía nitrógeno (que no es peligroso), sino cierta cantidad de hidróxido de sodio (NaOH), que sí lo es. Aunque la cantidad no era grande, tanto el NaN3 como el NaOH hacían de todo el asunto algo aún más preocupante. A veces el hidróxido sódico producía irritaciones en los ojos o la garganta de los ocupantes. Con el tiempo se han ido utilizando cosas menos peligrosas como combustibles ricos en nitrógeno, como los triazoles (C2H3N3) y los tetrazoles (CH2N4). Finalmente, en lo que al inflado se refiere existía otro problema: cuando se probaron los airbags inflados, el golpe de la cabeza de los muñecos de prueba contra el globo era tan violento que hubiera podido herir seriamente a un hombre. La solución era, por supuesto, poner agujeros en la bolsa, de ese modo se desinflaba rápidamente, más aún cuando recibía el impacto de la cabeza, de manera que absorbía la energía cinética de manera razonablemente suave hasta detener la cabeza del pasajero. Naturalmente, a la par que se desarrollaban los sistemas de inflado para ser más y más rápidos, hacía falta hacer lo mismo con sensores capaces de identificar la situación en la que hacía falta inflar el airbag y hacerlo muy rápidamente. Los primeros sistemas mecánicos eran demasiado lentos, y se empezaron a mejorar poco a poco: en un principio se emplearon rodamientos de muy baja fricción, pero en los años 90 se pasó a sistemas microelectromecánicos (MEMS). Estos dispositivos combinan una parte mecánica de tamaño minúsculo que actúa de acelerómetro con otra electrónica: disponen de un pequeño condensador que, al ser sometido a aceleración, modifica su capacidad, de modo que el circuito electrónico nota el cambio y, si la aceleración de frenado es suficientemente grande, activa el sistema de inflado. Hoy en día, desde luego, la cosa es bastante más complicada que al principio. En los coches con computadora de a bordo, los sensores de aceleración no “deciden” nada directamente. Se utilizan algoritmos, que las marcas protegen como oro, para determinar si hace falta inflar los airbags, cuáles inflar, cómo hacerlo, etc. Analizan la velocidad, la aceleración de frenado, si se va a producir un vuelco o no, si hay alguien sentado en el asiento del pasajero, si es un niño o no dependiendo del peso, etc., todo en unos 10-20 milisegundos. Sin embargo, incluso después de solventar todos los problemas que se presentaron para desarrollarlos, existían otros inevitables: los airbags, incluso cuando lograban inflarse a tiempo y cuando hacían falta, eran a veces peligrosos. Esto no debe resultar sorprendente: se produce una explosion delante del conductor. Si una persona no usa el cinturón de seguridad, es posible que impacte contra el airbag demasiado pronto, mientras se está inflando, lo cual es peligroso. Lo mismo sucede si no se mantiene una distancia razonable con el volante o el salpicadero (al menos 25 cm): al inflarse puede golpear la parte del cuerpo que esté demasiado cerca. Importante Esta es una de las razones por las que es peligroso utilizar sillas de niño en el asiento delantero de un coche: la silla pone al niño demasiado cerca del salpicadero, y si el airbag se infla lo golpea a gran velocidad. Un niño no debe sentarse en ese asiento delantero hasta que tenga el tamaño suficiente como para utilizar el cinturón como un adulto, puesto que ambas medidas de protección (el cinturón y el airbag) están diseñadas para personas adultas. En la actualidad la mayor parte de los coches permiten desactivar el airbag del pasajero para casos así. Imagenes de un AIRBAG en camara lenta