car turned upside-down after road collision and reflection in the water

La seguridad vehicular es un aspecto crucial que los fabricantes abordan con diseños y materiales específicos para proteger a los ocupantes en caso de colisiones o vuelcos. Analicemos cómo la carrocería, en su evolución constante, responde a situaciones de vuelco, comprendiendo la importancia de estos elementos para garantizar la seguridad en la carretera.

En eventos de vuelco, originados principalmente por pérdida de control o presencia de objetos en la vía, se genera un giro sobre el eje longitudinal de la trayectoria del vehículo y la carrocería entra en contacto directo con el suelo. La capota y las estructuras de los parales delanteros, centrales y traseros son fundamentales para soportar las cargas y que no se comprima la célula de seguridad, asegurando así el espacio vital para los ocupantes.

La deformación del habitáculo durante un vuelco aumenta el riesgo de lesiones graves en la cabeza y la columna vertebral, ya que partes del cuerpo impactan contra superficies rígidas del vehículo, como el techo, los parales, las puertas o los vidrios que rodean a los ocupantes. Lesiones cervicales, torácicas, lumbares o a la altura del sacro son comunes en estos casos. La continua evolución en la seguridad vehicular se refleja en la resistencia y adaptabilidad de la carrocería ante eventos de colisión o vuelco.

¿Cómo responde la carrocería ante un vuelco?

La zona central del vehículo utiliza aceros de altos y ultra altos límites elásticos (UHSS), brindando mayor resistencia que los aceros en otras zonas. Los fabricantes emplean materiales con características especiales en parales panorámicos, centrales y laterales para reducir deformaciones en capotas o techos.

 

 

En fabricación, los aceros han evolucionado desde resistencias mecánicas iniciales de 200 MPa hasta alcanzar los 2.000 MPa gracias a tratamientos empleados. Este último se refleja en la reducción de hasta un 20% del peso entre ambos materiales utilizados en las nuevas carrocerías.

Gráfico de tensión Vs. Elongación de los aceros

 

Los ángulos de inclinación de los parales son fundamentales en las características constructivas, brindando resistencia para evitar la compresión del techo. Esta función se complementa con vidrios panorámicos y laterales que retienen a los ocupantes y en caso de volcamiento, evitan la salida de los vidrios delantero y trasero (en el caso de sedanes) o elementos móviles como compuertas (en hatchbacks, SUVs, Camionetas, etc.).

Sistemas complementarios que mitigan lesiones ante vuelcos

Actualmente hay diversos sistemas que reducen los riesgos de lesiones en eventos de colisión y vuelco. Los sistemas de seguridad activa, como el control electrónico de estabilidad (ESC o ESP), evitan fenómenos de vuelco al mantener el vehículo en trayectoria.

En cuanto a seguridad pasiva, tenemos elementos primarios como cinturones de seguridad, indispensable para mantener a los pasajeros sujetos y elementos complementarios como los airbags que juegan un papel fundamental para minimizar el contacto con partes rígidas de la carrocería.

 

Pruebas y resultados internacionales:

Instituciones como el Instituto para la Seguridad en Carreteras (IIHS) llevan a cabo pruebas de resistencia de techo para evaluar la capacidad de las estructuras frente a deformaciones. Los resultados de estas pruebas permiten identificar vehículos capaces de resistir esfuerzos sobre el techo y otorgan calificaciones que reflejan la eficacia estructural.

Con el uso de una prensa de gran magnitud, se genera presión a una velocidad constante sobre elementos estructurales como el paral, marco lateral y parte de la capota en la parte delantera sobre la zona del conductor.

El siguiente gráfico muestra los resultados de dos vehículos que fueron testeados con este dispositivo, para así evaluar la relación máxima de resistencia estructural de la carrocería frente al peso del vehículo. En este contexto, el vehículo A demostró una notable capacidad para resistir esfuerzos sobre su techo, obteniendo una calificación adecuada en contraste con el vehículo B, que registró una puntuación baja debido a su menor capacidad para soportar esfuerzos.

Resultados de prueba de resistencia de techo
Procesos de reparación
Ensamble de una capota luego de sustitución.

En la sustitución de elementos de carrocería, es esencial seguir los procedimientos y estándares establecidos por la marca en la sustitución de componentes estructurales. Utilizar equipos y productos adecuados, junto con la correcta aplicación de adhesivos estructurales, garantiza la rigidez y seguridad estructural de la carrocería.

Conclusiones

El diseño, los materiales y los sistemas complementarios en los vehículos trabajan en conjunto para mitigar riesgos de daños o lesiones a los ocupantes, permitiendo que la célula de seguridad se deforme lo menos posible ante un evento de colisión o volcamiento.

Es imperativo que los procesos de sustitución de componentes estructurales se realicen con precisión, asegurando que la unión entre piezas sea sólida, garantizando la rigidez y seguridad estructural de la carrocería a los ocupantes.

A nivel mundial, instituciones buscan reducir lesiones y muertes en accidentes de tránsito, respaldando sus esfuerzos con laboratorios de investigación y ensayos destructivos para validar la resistencia de los vehículos ante posibles volcamientos.

Referencias:

https://revistacentrozaragoza.com/la-evolucion-del-acero-en-la-fabricacion-de-carrocerias/pdf

https://www.iihs.org/ratings/about-our-tests#roof-strengthtest-2009-2022

 

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