Mecánica de Colisiones Vehiculares: Fuerzas, Zonas de Seguridad y Deformación

Mecánica de Colisiones Vehiculares

Tipos de Fuerzas en Colisiones

Fuerzas exteriores: Generadas por la interacción con otro objeto en la trayectoria, como otro vehículo, una pared o un poste.

Fuerzas interiores: Generadas por la inercia de los elementos del vehículo (Ec = 1/2 * m * v²).

Zonas de Seguridad del Vehículo

• Zona central: Formada por el habitáculo de pasajeros, es la zona más rígida e indeformable para evitar daños a los pasajeros.
• Dos zonas externas (Frontal/Trasera): Fácilmente deformables, su misión es proteger la zona central transformando la energía cinética en energía de deformación, evitando la transmisión de esfuerzos al interior.

Fuerzas que Intervienen en la Deformación

La deformación total dependerá de la energía de la colisión, que a su vez depende de:

1. El ángulo y la dirección en que se ha producido el golpe.
2. La velocidad del/los vehículos en el momento de producirse la colisión, que determinará la intensidad o módulo de la fuerza de colisión.
3. La zona del vehículo impactada.
4. La deformación se reparte por toda la zona, siendo más graves en ciertos puntos.

Colisión Frontal

El resto del vehículo continúa moviéndose, provocando la deformación e iniciando el levantamiento de la zona que soporta la suspensión.

Deformación Programada

• Amortigua impactos.
• Las piezas tienen prevista su deformación.

Anti-intrusión de la Mecánica

Evitar que los conjuntos mecánicos se introduzcan en el habitáculo.

Protecciones Laterales

• Reforzar el piso con traviesas.
• Reforzar el pilar central.
• Barras de protección en puertas.

Diseño de la Deformación Programada

• Geometría
• Estructura (Espesor)
• Disposición de puntos fusibles o huecos

Estructura Indeformable vs. Deformable

1. Estructura Indeformable

1.1 Golpe Frontal

Desplazamiento en la misma dirección pero en sentido contrario, como una bola de billar.

1.2 Golpe en un Extremo del Frontal

Provoca el giro de la estructura.

2. Estructura Deformable

2.1 Golpe Frontal

Un acortamiento de longitud de los lados por igual.

2.2 Golpe en un Extremo del Frontal

Siempre tenderá a girar menos que la estructura indeformable, ya que al deformarse disipa casi toda la energía cinética y el giro es menor.

Estructuras de Aluminio

Las estructuras de aluminio proporcionan:

• Ligereza, bajo peso (hasta 1/3 con respecto al acero).
• Excelente relación resistencia mecánica/peso.
• Fácil y rentable reciclado.

Inconvenientes: Aleación difícil para la construcción.

Colisión Trasera

Si el vehículo está parado o a una velocidad inferior, la masa del primero se convierte en una fuerza activa (exterior). El vehículo golpeado se opone a la fuerza aplicada. En vehículos con motor y tracción delantera, se producen dos efectos:

• Recibe la colisión, oponiéndose al desplazamiento.
• El vehículo que colisiona tiene esta sección más reforzada.

El pilar o travesaño estructural central puede desplazarse hacia arriba y deformar el techo, descentrándolo.

Colisión Lateral

La sección central comienza a moverse, los extremos se resienten al movimiento y comienza a desplazarse lateralmente.

Colisión con Vuelco

El techo golpea el suelo en una de las maniobras, sufre un gran cambio y debe soportar el peso del vehículo y la energía. Debido a la resistencia del travesaño y del pilar central, el desplazamiento se transmite también hacia la zona interior e inferior. Las zonas bajas, los largueros, los travesaños y el área del suelo mantienen el descentramiento general de la carrocería.

Efectos de Colisiones en Vehículos con Bastidor

Son aquellos definidos por dos estructuras: el bastidor y la carrocería. Se pueden producir colisiones en puntos donde la carrocería esté poco dañada y, sin embargo, el bastidor esté deformado.