DISEÑO Y ESTUDIO DE VIABILIDAD DE UN ASIENTO DE COCHE DIRECTAMENTE ADAPTABLE PARA EL TRANSPORTE DE NIÑOS

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1 ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL DISEÑO Y ESTUDIO DE VIABILIDAD DE UN ASIENTO DE COCHE DIRECTAMENTE ADAPTABLE PARA EL TRANSPORTE DE NIÑOS Autor: Directores: Fco. Javier Mariscal Galván Pedro Sánchez Martín Jesús Jiménez Octavio Kristin Dietrich Sara Lumbreras Sancho Madrid Mayo de 2012

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9 ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL DISEÑO Y ESTUDIO DE VIABILIDAD DE UN ASIENTO DE COCHE DIRECTAMENTE ADAPTABLE PARA EL TRANSPORTE DE NIÑOS Autor: Directores: Fco. Javier Mariscal Galván Pedro Sánchez Martín Jesús Jiménez Octavio Kristin Dietrich Sara Lumbreras Sancho Madrid Mayo de 2012

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11 UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL RESUMEN DISEÑO Y ESTUDIO DE VIABILIDAD DE UN ASIENTO DE COCHE DIRECTAMENTE ADAPTABLE PARA EL TRANSPORTE DE NIÑOS Autor: Directores: Mariscal Galván, Francisco Javier. Sánchez Martín, Pedro; Jiménez Octavio, Jesús; Dietrich, Kristin; Lumbreras Sancho, Sara. Entidad Colaboradora: ICAI-Universidad Pontificia Comillas RESUMEN DEL PROYECTO 1. INTRODUCCIÓN Debido a la cotidianidad que ha ido adquiriendo el uso del automóvil, es cada vez más común que viajen niños pequeños en los vehículos, aunque estos no se hayan diseñado específicamente para tal fin. Ello ha propiciado la aparición de los Sistemas de Retención Infantil, o SRI, entre los que se encuentran las sillas para niño como la que aparece en la Figura 1. Figura 1: Silla infantil. Sin embargo, estos SRI no están exentos de ciertos problemas. El principal de ellos es garantizar la correcta colocación de la silla por parte del usuario. Dado que muchos de los sistemas de anclaje existentes son engorrosos, es fácil sujetar el SRI al vehículo de forma incorrecta. Por esta razón se están estudiando otras 1

12 UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL RESUMEN alternativas a las sillas para niño, como es el caso de los sistemas integrados en los asientos del propio coche. En la Figura 2 puede verse un ejemplo al respecto. Figura 2: Asiento infantil integrado. El principal objetivo del proyecto es diseñar un nuevo asiento integrado que garantice la seguridad para niños de 9 meses en adelante, así como para adultos. Además debe proteger frente a impactos laterales, ser fácil de usar, tener compatibilidad con el sistema universal de fijación ISOFIX y no requerir de accesorios externos. 2. METODOLOGÍA Tras una etapa de documentación y estudio, tanto de los sistemas actuales como de las patentes existentes, se ha llevado a cabo un proceso de diseño conceptual. A lo largo del mismo se han concebido numerosas ideas que aplicar al nuevo asiento, de las cuales únicamente unas pocas han acabado formando parte del modelo final. Una vez obtenido un diseño preliminar, se ha investigado acerca de la antropometría de los menores, para poder dimensionar correctamente el nuevo asiento. Con la información anterior y las ideas del diseño preliminar se ha procedido después a crear un modelo tridimensional en Dassault Catia, que ha sido mejorado progresivamente hasta cumplir los objetivos propuestos. 2

13 UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL RESUMEN Por último se ha llevado a cabo un estudio de viabilidad económica del asiento, para comprobar si sería rentable patentarlo y fabricarlo. 3. RESULTADOS El resultado del proyecto es un asiento trasero de coche que sirve tanto para adultos como para niños. Su estructura, que aparece en la Figura 3, es de acero de doble fase, lo que le proporciona una gran resistencia frente a impactos, y está relleno de espuma de poliuretano. Figura 3: Estructura del asiento. Cuenta con un respaldo abatible que se convierte en el asiento del SRI. Además tiene una serie de módulos que permiten configurar el asiento de diversas maneras, adaptándolo a la altura del pasajero, como se aprecia en la Figura 4. Asimismo el reposacabezas del asiento protege la cabeza del menor frente a impactos laterales, evitando que golpee contra la puerta del vehículo. 3

14 UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL RESUMEN El asiento es compatible con ISOFIX y está pensado para utilizarse junto con un arnés infantil de cinco puntos para asegurar la correcta sujeción del niño en todo momento. Figura 4: Configuraciones del asiento. 4. CONCLUSIONES Los resultados obtenidos han sido satisfactorios. El diseño es viable, puede ser fabricado de forma sencilla con la tecnología actual y cumple los requisitos de diseño propuestos. Se requeriría ahora estudiar el comportamiento del asiento en los ensayos exigidos por la normativa para su homologación. Dicho proceso bien podría dar lugar a un nuevo proyecto fin de carrera que continuara donde este finaliza. 4

15 UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL RESUMEN DESING AND FEASABILITY STUDY OF AN ADAPTABLE CAR SEAT FOR CHILDREN TRANSPORTATION Author: Directors: Mariscal Galván, Francisco Javier. Sánchez Martín, Pedro; Jiménez Octavio, Jesús; Dietrich, Kristin; Lumbreras Sancho, Sara. Collaborating Entity: ICAI-Universidad Pontificia Comillas PROJECT ABSTRACT 5. INTRODUCTION Due to the increasing use of automobiles, it is easier to find children travelling in cars, even when these have not been specifically designed for that purpose. This has prompted to the emergence of Child Restraint Systems, or CRS, among which are child car seats like the one shown in Picture 1. Picture 5: Child car seat. However, these CRS are not without problems, being the main one to ensure correct installation of the child seat by the owner. Since many of the existing restraint systems are too complex, it is quite easy to attach the CRS to the vehicle incorrectly. For this reason other alternatives to child seats, such as built-in systems, are being developed. Figure 2 shows an example of one of these built-in child seats. 5

16 UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL RESUMEN Picture 6: Built-in child seat. The main goal of the project is to design a new built-in seat that ensures safety for children older than 9 months, as well as for adults. It must also protect against side impacts, be user-friendly, compatible with ISOFIX and require no external accessories. 6. METHODOLOGY After a period of research and study of both, current systems and existing patents, a conceptual design process has been carried out. Throughout it, numerous ideas for a new seat have been devised. However, only a few of them have made their way to the final product. The next step after sketching a preliminary design has been studying children's anthropometry, in order to dimension the new seat correctly. Based on all that information a three dimensional model has been created in Dassult Catia, which has been progressively improved to meet the pursued objectives. Finally, an economic feasibility study has been conducted to make sure it would be profitable to patent and produce the new seat. 6

17 UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL RESUMEN 7. RESULTS The project outcome is a back seat of a car usable by both children and adults. Its structure, shown in Figure 3, is made of a dual phase steel that provides high resistance to impact. The seat is also filled with polyurethane foam. Picture 7: Seat frame. A folding backrest becomes the seat of the CRS along with a series of modules. They can be placed in various ways, allowing multiple setups for the seat, ensuring it adapts to the passengers height. This is shown in Picture 4. The headrest is designed to protect the child's head against side impacts, preventing him from hitting the vehicle door. The seat is compatible with ISOFIX. A five-point child harness is intended to be used to guarantee proper child restraint at all time. 7

18 UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL RESUMEN Picture 8: Seat setups. 8. CONCLUSIONS The results have been quite successful. Not only does the new seat meet the required objectives, but it also can be manufactured easily with current technology. Further developments should be focused on testing the new design in order to verify compliance with the requirements described in the standards. This process could lead to a new final year project. 8

19 ÍNDICE DE DOCUMENTOS DOCUMENTO Nº1, MEMORIA Parte I Parte II Parte III Memoria Estudio de Viabilidad Económica Anejos DOCUMENTO Nº2, PLANOS Capítulo 1 Planos del asiento Capítulo 2 Planos de los módulos y del reposacabezas DOCUMENTO Nº3, PRESUPUESTO Capítulo 1 Cantidad Capítulo 2 Precio unitario Capítulo 3 Sumas parciales Capítulo 4 Presupuesto general

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21 DOCUMENTO Nº1 MEMORIA

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23 ÍNDICE GENERAL Índice general I Memoria 1. Introducción Objetivos del proyecto Motivaciones Recursos empleados Recursos materiales Recursos informáticos Estado del Arte Normativa Vigente Ámbito de Aplicación Clasificación de los SRI Sistema ISOFIX Ensayos exigidos por la norma Sistemas de Retención Infantil existentes Sillas para niño Cojines elevadores Asientos integrados Patentes Asiento para automóviles Asiento convertible para automóviles Asiento de vehículo convertible en asiento para niños Asiento empotrado para el transporte de niños en un vehículo automóvil Asiento infantil polivalente, ergonómicamente adaptable, integrado en un asiento para adultos de vehículos automóvil Características y funciones del nuevo asiento Análisis DAFO Características del nuevo asiento

24 ÍNDICE GENERAL Descripción general Materiales Funciones del nuevo asiento Sujeción del pasajero Protección de cabeza y cuello Protección frente a impactos laterales Proceso de diseño Etapas de diseño Objetivos de diseño Estudio antropométrico Diseños preliminares Diseños de reposacabezas Diseños de asientos Diseños de cinturones Diseño final Descripción general Componentes Colocación de los módulos Otros posibles usos del sistema modular Conclusiones Consecución de objetivos Consideraciones finales y futuros desarrollos Bibliografía 75 II Estudio de Viabilidad Económica 77 III Anejos 85

25 ÍNDICE DE FIGURAS Índice de figuras 1.1. Silla para niño Colisión lateral a baja velocidad Fotografía del asiento adquirido SRI del Grupo 0 y colocación del mismo en el vehículo SRI del Grupo 0+ y colocación del mismo en el vehículo SRI del Grupo I y colocación del mismo en el vehículo SRI del Grupo II y colocación del mismo en el vehículo SRI del Grupo III y colocación del mismo en el vehículo Sistema ISOFIX Sistema ISOFIX con pie de apoyo Sistema ISOFIX con Top Tether Ejemplo de silla para niño Ejemplo de cojín elevador Ejemplo de niño sobre cojín elevador sujeto mediante el cinturón de seguridad del propio vehículo Ejemplos de asientos integrados abatibles Ejemplos de asientos integrados de altura variable Esquema de la patente Asiento para automóviles Esquema de la patente Asiento convertible para automóviles Esquema frontal de la patente Asiento de vehículo convertible en asiento para niños Configuraciones para niño y bebe de la patente Asiento de vehículo convertible en asiento para niños Esquema de la patente Asiento empotrado para el transporte de niños en un vehículo automóvil Asiento plegado de la patente Asiento infantil polivalente, ergonómicamente adaptable, integrado en un asiento para adultos de vehículos automóvil

26 ÍNDICE DE FIGURAS Asiento adaptado a un niño del grupo I de la patente Asiento infantil polivalente, ergonómicamente adaptable, integrado en un asiento para adultos de vehículos automóvil Asiento adaptado a un niño del grupo II de la patente Asiento infantil polivalente, ergonómicamente adaptable, integrado en un asiento para adultos de vehículos automóvil Asiento adaptado a un niño del grupo III de la patente Asiento infantil polivalente, ergonómicamente adaptable, integrado en un asiento para adultos de vehículos automóvil Asiento abatible tipo Flip/Flop Estructura de un acero HSLA de doble fase Relleno de asiento de poliuretano recién salido del molde Arnés de cinco puntos ajustable Recorrido de las correas superiores Colocación las correas del arnés (colocación correcta en verde) Movimiento de la cabeza durante una colisión por alcance. Efecto látigo Simulación en banco de ensayo de una colisión lateral Boceto del reposacabezas deslizante por guías Boceto del reposacabezas con respaldo compresible Boceto del asiento con protecciones laterales extraíbles Modelo tridimensional del asiento con protecciones laterales extraíbles en asiento y respaldo Boceto del asiento con protecciones laterales abatibles Boceto del asiento con elemento de retención frontal abatible Boceto del asiento con módulos de respaldo deslizantes Modelo tridimensional del asiento con respaldo modular en configuración para adulto Modelo tridimensional del asiento con respaldo modular en configuración para niño Boceto de las guías de cinturón integradas en el respaldo Boceto de las guías de cinturón extraíbles Boceto del arnés infantil a partir de cinturón para adulto Boceto del diseño final del asiento Orificios para ISOFIX Estructura de acero del asiento Vista general del asiento Estructura del respaldo Respaldo y anclajes para las correas del arnés

27 ÍNDICE DE FIGURAS Asiento del SRI una vez abatido Estructura del asiento abatible y anclajes para las correas del arnés Cojín del asiento abatible Módulo estándar Estructura de acero de los módulos estándar Estructura del módulo del reposacabezas Módulo del reposacabezas y elementos de bloqueo Arnés infantil de cinco puntos Anclajes para los mosquetones del arnés Reposacabezas por delante Reposacabezas por detrás Primer paso de la colocación de un módulo Segundo paso de la colocación de un módulo Tercer paso de la colocación de un módulo Configuración para adulto Configuración para niño de pequeña estatura Asiento con maniquí de niño de 9 meses Asiento con maniquí de niño de 6 años Configuración para niño de estatura elevada Asiento con maniquí de niño de 10 años Silla HTS BeSafe izi Comfort X3 Isofix Silla CASUALPLAY Fix QR Silla PHIL & TEDS Tott-XT Cojín elevador con respaldo RECARO Milano Cojín elevador GRACO Junior Maxi Cojín elevador BREVI OKI B.fix

28 ÍNDICE DE FIGURAS

29 ÍNDICE DE CUADROS Índice de cuadros 2.1. Grupos de masa Resumen de los ensayos dinámicos según la norma Tabla del análisis DAFO: Fortalezas y debilidades Tabla del análisis DAFO: Oportunidades y amenazas Precios de compra de materias primas Precio de los procesos de fabricación Datos relacionados con la mano de obra Costes de materiales por asiento fabricado Costes de fabricación por asiento Costes de mano de obra por asiento fabricado Costes de materiales por asiento nuevo fabricado Costes de fabricación por asiento nuevo Costes de mano de obra por asiento nuevo fabricado Información de partida para el estudio de viabilidad Resultados obtenidos para el VAN y el PR Cálculo de flujos de caja durante un período de 5 años Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles de la silla HTS BeSafe izi Comfort X3 Isofix Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles de la silla CA- SUALPLAY Fix QR Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles de la silla PHIL & TEDS Tott-XT Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles del cojín elevador RECARO Milano Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles del cojín elevador GRACO Junior Maxi Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles del cojín elevador BREVI OKI B.fix Altura

30 ÍNDICE DE CUADROS Peso Altura sentado Altura de los ojos sentado Anchura de caderas sentado Distancia espalda-rodilla sentado Anchura de hombros Anchura de la cabeza Profundidad de la cabeza Altura de la cabeza

31 Parte I Memoria

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33 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN Capítulo 1 Introducción Desde la creación del primer automóvil a finales del siglo XIX hasta nuestros días, los avances logrados en las prestaciones de los vehículos han sido notables. Los coches son cada vez más potentes, más rápidos, más ligeros y consumen menos combustible. Esta mejoría se debe a la investigación, a la invención de nuevos componentes y sistemas, así como al desarrollo de materiales que se ha llevado a cabo durante el siglo XX. Con el aumento de la potencia de los vehículos, la seguridad de los ocupantes ha ido adquiriendo cada vez más importancia, hasta convertirse en una de las principales preocupaciones de determinados organismos internacionales. La normativa de seguridad para automóviles ha sufrido grandes cambios en los últimos treinta años, siendo cada vez más exigente, con el fin de garantizar la protección del conductor y los pasajeros en caso de accidente. Prueba de ello es la aparición de elementos como el airbag, los cinturones de seguridad o el Antiblockiersystem 1, más conocido como ABS, que podemos encontrar integrados en cualquier coche moderno. Debido a la cotidianidad que ha ido adquiriendo el uso del automóvil, es cada vez más común que viajen bebés y niños pequeños en los vehículos, aunque estos no se hayan diseñado específicamente para tal fin. Ello ha propiciado la aparición de los Sistemas de Retención Infantil, o SRI, entre los que se encuentran las sillas para niño como la que aparece en la Figura Sistema de seguridad activa que evita el bloqueo de ruedas en caso de frenada, reduciendo el deslizamiento de las mismas.

34 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN Figura 1.1: Silla para niño. Sin embargo, estos SRI no están exentos de ciertos problemas. El principal de ellos es garantizar la correcta colocación de la silla por parte del usuario. Dado que muchos de los sistemas de anclaje existentes son engorrosos, es fácil sujetar el SRI al vehículo de forma incorrecta. Por esta razón se están estudiando otras alternativas a las sillas para niño, como es el caso de los sistemas integrados en los asientos del propio coche Objetivos del proyecto La principal meta de este proyecto es diseñar un asiento integrado más completo que los existentes. Los objetivos propuestos inicialmente para ello se muestran a continuación: 1. Conocer en profundidad los distintos tipos de Sistemas de Retención Infantil ya existentes, identificando sus ventajas e inconvenientes. Servirán como base conceptual para el nuevo asiento. 2. Diseñar un asiento integrado que garantice la seguridad para niños de 9 meses en adelante, así como para adultos. Además el nuevo asiento deberá: Cumplir la normativa vigente. Proteger correctamente frente a impactos laterales. Ser cómodo y fácil de usar. Ser compatible con el sistema ISOFIX 2 para permitir la sujeción de capazos para bebé. 2 Sistema de fijación de sillas infantiles. Se explica en el Apartado

35 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN No requerir accesorios externos, como protecciones adicionales para la cabeza que no formen parte del propio asiento. 3. Comprobar la viabilidad económica del diseño. 4. Construir un prototipo, siempre que sea viable y que se cuente con el tiempo necesario para ello. Éstos servirán como base sobre la que asentar y justificar las decisiones que se vayan tomando durante el proceso de diseño. No obstante, a medida que se avanza en dicho proceso creativo, puede ser necesario redefinir los objetivos, añadiendo nuevas metas o reduciendo las aspiraciones iniciales para ajustarse al tiempo y a los recursos disponibles Motivaciones A pesar de los adelantos logrados en la seguridad de los vehículos en los últimos años, aún hay margen de mejora. De los pasajeros que pueden viajar en un automóvil, los más afectados en caso de accidente son los ancianos y los niños. Estos últimos cuentan, además, con la desventaja que supone no tener el tamaño y desarrollo óseo y muscular de un adulto. Figura 1.2: Colisión lateral a baja velocidad. 3

36 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN Ello provoca que sufran graves lesiones en caso de percance, incluso cuando éste no es en apariencia de gran importancia. Por esta razón es fundamental continuar investigando y desarrollando nuevos dispositivos de protección para niños: única forma de conseguir que, poco a poco, la gravedad de los accidentes sea cada vez menor y que choques como el de la Figura 1.2 queden en un mero susto. Este proyecto tratará de contribuir a tal fin aportando nuevas ideas y un nuevo diseño de asiento sobre el que puedan viajar niños y adultos de forma segura Recursos empleados En la realización del presente proyecto se han empleado numerosas herramientas y recursos, tanto materiales como informáticos. A continuación se describirán los más importantes Recursos materiales Figura 1.3: Fotografía del asiento adquirido. 4

37 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN Para comprender mejor cómo son y cómo funcionan los asientos para automóviles se decidió adquirir el que se muestra en la Figura 1.3. De su análisis se extrajo información sobre su estructura interna, su relleno y el funcionamiento del reposacabezas regulable en altura. También permitió hacerse una idea de las dimensiones que puede tener el asiento trasero de un vehículo. Además sirvió como punto de partida para la elaboración del SRI resultante de este proyecto Recursos informáticos Dassault Catia Es una de las herramientas de CAD/CAE más extendidas en el mercado. Dotada de infinidad de módulos de diseño y con un interfaz tremendamente intuitivo, permite generar modelos tridimensionales y planos. Todos los modelos tridimensionales que aparecen en el presente documento se realizaron con este programa Adobe Photoshop Probablemente el programa de edición de imágenes más extendido del mundo, el Adobe Photoshop permite realizar trabajos artísticos, composición, maquetación, retoque profesional, elaboración de texturas o retoques sencillos, entre otros. En este caso se utilizó para retocar, componer y corregir la mayor parte de las figuras de este documento Microsoft Excel La aplicación para creación y manejo de hojas de cálculo de Microsoft, Excel, se empleó para construir gran parte de las tablas de la memoria L Y X A la hora de escribir el texto se utilizó LYX. Se trata de una variante del sistema de composición de textos L A TEX, orientado a la creación de libros y documentos científicos y técnicos. Permite elaborar textos de forma rápida y exportarlos a PDF con resultados excelentes. Su principal diferencia y ventaja frente a otros programas basados en L A TEX es que cuenta con un interfaz gráfico que facilita enormemente su uso. 5

38 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 6

39 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Capítulo 2 Estado del Arte 2.1. Normativa Vigente En España, el Reglamento General de Circulación[1], en su Artículo 117, prohíbe circular con menores de doce años situados en los asientos delanteros, salvo que utilicen dispositivos homologados para tal fin. Excepcionalmente, cuando su estatura sea igual o superior a 135 centímetros, los menores de doce años podrán usar el cinturón de seguridad del asiento delantero del propio vehículo. Además, en lo relativo a los asientos traseros del vehículo, establece que: 1. Las personas cuya estatura no alcance los 135 centímetros, deberán utilizar obligatoriamente un dispositivo de retención homologado adaptado a su talla y peso. 2. Las personas cuya estatura sea igual o superior a 135 centímetros, y no supere los 150 centímetros, podrán utilizar indistintamente un dispositivo de retención homologado adaptado a su talla y a su peso o el cinturón de seguridad para adultos. Los SRI deben diseñarse según el Reglamento nº44 de la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas (CEPE)[2]. A continuación se llevará a cabo un pequeño resumen de los aspectos más relevantes que se recogen en dicho documento Ámbito de Aplicación El reglamento nº44 de la CEPE es aplicable a los SRI que pueden instalarse en vehículos de motor de tres o más ruedas, pero no destinados a usarse en asientos plegables o en asientos orientados hacia los lados.

40 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Clasificación de los SRI Los Sistemas de Retención Infantil se pueden clasificar en grupos de masa, categorías y clases Grupos de masa En función del peso del niño para el que han sido diseñados, los SRI pueden dividirse en cinco grupos, como se muestra en la Tabla 2.1. Posteriormente se llevará a cabo una breve descripción de cada uno de los grupos de masa[3, 4, 5]. Grupo de masa Peso Edad Orientativa Grupo 0 de 0 a 10 kg de 0 a 12 meses Grupo 0+ de 0 a 13 kg de 0 a 18 meses Grupo I de 9 a 18 kg de 9 meses a 3 años Grupo II de 15 a 25 kg de 3 a 6 años Grupo III de 22 a 36 kg de 5 a 12 años Tabla 2.1: Grupos de masa. Para garantizar en todo momento la seguridad del niño dentro del vehículo, deberá utilizarse siempre un Sistema de Retención Infantil acorde con el peso del menor. Nótese que puede haber Sistemas de Retención Infantil que pertenezcan a varios grupos a la vez, como por ejemplo al 0+/I o al I/II/III. Grupo 0 (de 0 a 10 kg) A este grupo pertenecen los cucos o capazos homologados para vehículos, dotados de un kit de seguridad. Se colocan horizontalmente en los asientos traseros (Figura 2.1), de modo que el bebé quede orientado en sentido opuesto al de la marcha. Éste va sujeto al propio SRI mediante un arnés de seguridad. 8

41 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Figura 2.1: SRI del Grupo 0 y colocación del mismo en el vehículo. Normalmente estas sillas de seguridad se adaptan también al cochecito de paseo, permitiendo trasladar al bebé al automóvil de forma cómoda y sencilla. A pesar de la protección y comodidad que ofrecen los capazos, es recomendable realizar paradas de descanso cada dos horas de viaje para que la columna vertebral del bebé no sufra. Grupo 0+ (de 0 a 13 kg) Los SRI de este grupo pueden colocarse tanto en los asientos traseros como en el delantero (Figura 2.2), siempre que el airbag correspondiente se haya desactivado previamente. En ambos casos la silla irá colocada de forma que el niño quede orientado en sentido contrario al de la marcha. Igual que en los capazos del Grupo 0, el bebé va sujeto al SRI mediante un arnés de seguridad. Las sillas del grupo 0+ también se adaptan al cochecito de paseo. Igualmente es recomendable realizar paradas de descanso cada dos horas de viaje para que la columna vertebral del bebé no sufra. 9

42 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Figura 2.2: SRI del Grupo 0+ y colocación del mismo en el vehículo. Grupo I (de 9 a 18 kg) Las sillas del Grupo I se orientan siempre en el sentido de la marcha, permitiendo al niño mantener contacto visual con sus padres (Figura 2.3). Deben instalarse en el vehículo antes de sentar al niño, comprobando siempre su correcta fijación. El menor va sujeto mediante un arnés de seguridad unido a la silla. Existen, además, SRI de este grupo cuya silla puede girarse hacia la puerta del coche, facilitando la colocación del niño y de su arnés. Figura 2.3: SRI del Grupo I y colocación del mismo en el vehículo. 10

43 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Grupo II (de 15 a 25 kg) Pertenecen a este grupo las sillas o cojines elevadores con respaldo que se usan junto con el cinturón de seguridad del propio vehículo. Se pueden colocar tanto en los asientos traseros como en el delantero, orientados siempre en el sentido de la marcha (Figura 2.4). Figura 2.4: SRI del Grupo II y colocación del mismo en el vehículo. Suelen incorporar unas guías para ajustar el cinturón de seguridad al hombro y a la cadera del menor a fin de sujetarle correctamente, evitándole lesiones abdominales o lumbares en caso de accidente. Grupo III (de 22 a 36 kg) El Grupo III engloba a los cojines elevadores que se usan junto con el cinturón de seguridad del automóvil (Figura 2.5). Es recomendable, no obstante, que incorporen un respaldo y protección lateral para la cabeza. Y deben contar, asimismo, con un sistema de regulación de altura, que permita apoyar el cinturón del vehículo sobre la clavícula del niño. 11

44 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Figura 2.5: SRI del Grupo III y colocación del mismo en el vehículo Categorías Dependiendo del grado de compatibilidad con distintos vehículos y asientos, los Sistemas de Retención Infantil pueden clasificarse en cuatro categorías. Categoría universal Las sillas pertenecientes a la categoría universal pueden utilizarse tanto en los asientos delanteros como en los traseros, teniendo en cuenta las recomendaciones del fabricante del vehículo. El SRI deberá sujetarse mediante un cinturón de seguridad de adulto o mediante fijaciones ISOFIX. Categoría restringida Su uso está permitido en los asientos delanteros, así como en los traseros, teniendo en cuenta las recomendaciones del fabricante del vehículo. La silla deberá estar sujeta mediante un cinturón de seguridad de adulto pero no mediante fijaciones ISOFIX. Categoría semiuniversal Se pueden colocar tanto en los asientos delanteros como en los traseros, teniendo en cuenta las recomendaciones del fabricante del vehículo. El SRI se sujetará necesariamente mediante fijaciones ISOFIX y no mediante un cinturón de seguridad de adulto. 12

45 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Categoría específica para un vehículo Pertenecen a esta categoría los SRI que han sido diseñados para usarse en vehículos concretos. Pueden situarse en todos los asientos, así como en la parte destinada al equipaje, siempre que el fabricante del automóvil lo permita. Del mismo modo, se permite su instalación como un sistema integrado en el propio vehículo Clases En función de si la sujeción del niño dentro del sistema de retención depende o no de algún medio directamente conectado al vehículo, los SRI pueden ser de dos clases. Clase integral La retención del niño dentro del SRI es independiente de cualquier medio directamente conectado al vehículo. Clase no integral La retención del niño dentro del SRI es dependiente de cualquier medio directamente conectado al vehículo Sistema ISOFIX El ISOFIX es un sistema de anclaje válido para SRI de los grupos de peso 0, 0+ y I. Los vehículos compatibles con ISOFIX tienen dos conectores por asiento unidos a la estructura del vehículo. Del mismo modo, los SRI con ISOFIX cuentan con dos fijaciones preparadas para acoplarse a los conectores del asiento, como puede verse en la Figura

46 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Figura 2.6: Sistema ISOFIX. Algunos SRI, además de los dos anclajes mencionados, llevan un sistema que evita el vuelco de la silla en caso de impacto frontal. Este sistema anti vuelco puede ser un pie de apoyo o un Top Tether. Como se aprecia en la Figura 2.7, el pie de apoyo se presiona contra el suelo del vehículo y evita el movimiento de rotación de la silla hacia delante. Figura 2.7: Sistema ISOFIX con pie de apoyo. Por su parte, el Top Tether es un cinturón de sujeción adicional situado en la parte alta del asiento del coche, como se observa en la Figura 2.8. Nótese que, para utilizar el sistema ISOFIX con Top Tether, el vehículo debe contar con dicho sistema. 14

47 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Figura 2.8: Sistema ISOFIX con Top Tether Ensayos exigidos por la norma Para que un SRI pueda homologarse, antes debe superar con éxito una serie de ensayos que se especifican detalladamente en la norma. Por un lado se realizarán ensayos al sistema de retención montado y, por otro lado, se ensayarán individualmente algunas de las piezas que lo componen, como se verá a continuación Ensayos del sistema de retención montado Corrosión Un SRI completo o sus partes susceptibles de sufrir corrosión serán expuestos a una atmósfera salina en una cámara de nebulización. Tras el ensayo, no deberán ser visibles en ningún caso, a simple vista de un observador cualificado, signos de deterioro que puedan poner en peligro el correcto funcionamiento del SRI, ni señales significativas de corrosión. Absorción de energía Se realizará, para todos los dispositivos con respaldo, un ensayo simulando el impacto de la cabeza del menor contra el asiento, midiéndose la aceleración de la misma. La cual no deberá ser mayor de 60 g. 15

48 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Vuelco El SRI, con un maniquí, se sujetará a un asiento de ensayo, que rotará alrededor de un eje horizontal, de 2-5 grados por segundo de velocidad, trazando un ángulo de 360. Se realizará nuevamente con el eje de rotación a 90 respecto a los dos ensayos anteriores. Se comprobará que el sistema es apto tanto para el menor como para mayor de los maniquíes apropiados del grupo o grupos a los que pertenezca el SRI. Para ello no deberán caerse del dispositivo y, cuando el asiento de ensayo se encuentre cabeza abajo, la cabeza del maniquí no deberá desplazarse más de 300 mm desde su posición inicial en la vertical del asiento. Ensayos dinámicos Se trata de una serie de pruebas, resumidas en la Tabla 2.2, en las que se simula la colisión del vehículo en distintas condiciones. Se llevarán a cabo siempre sobre SRI que no hayan sido sometidos a cargas con anterioridad. Se exige que durante estos ensayos no se rompa ninguna pieza del SRI que contribuya a mantener al menor en su sitio, y que no se suelte ninguna hebilla ni ningún sistema de bloqueo o de desplazamiento. Igualmente, la aceleración del tórax del maniquí deberá ser menor de 55 g, salvo en períodos menores de 3 ms. Además, la componente vertical de la aceleración desde el abdomen hasta la cabeza no superará las 30 g, excepto en períodos de tiempo menores de 3 ms. No deberá haber signos visibles de penetración abdominal provocados por ninguna pieza del SRI. Finalmente, el desplazamiento del maniquí deberá situarse dentro de los límites que indica la norma Ensayos de componentes sueltos Se ensayarán piezas como las hebillas, retractores, correas y dispositivos de cierre para comprobar su correcto funcionamiento, así como su resistencia en caso de impacto, su acondicionamiento al frío y al calor, su resistencia a la humedad y a la exposición continuada a la luz. 16

49 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Tabla 2.2: Resumen de los ensayos dinámicos según la norma Sistemas de Retención Infantil existentes Antes de comenzar a diseñar un nuevo SRI es necesario analizar los ya existentes. En este apartado se indicarán las características y funcionalidades que poseen los SRI integrados actuales, así como los aspectos en los que pueden mejorarse. Ahora bien, tomar como referencia únicamente este tipo concreto de SRI no es suficiente. Las sillas para niño no integradas constituyen la mayor parte de los sistemas de retención presentes en el mercado, siendo además los más avanzados en ergonomía y seguridad. Por esta razón se incluirán también en el siguiente análisis. 17

50 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Al no ser objetivo de este proyecto la creación de un asiento adaptable para bebés, se obviará el estudio de los capazos y de las sillas que deban colocarse necesariamente en sentido contrario al de la marcha del vehículo Sillas para niño Son sistemas ampliamente extendidos. Las sillas, como la de la Figura 2.9, suelen componerse de un asiento, un respaldo, un reposacabezas y cierto número de elementos de retención (cinturones, retractores, hebillas). Su estructura puede ser enteriza o estar compuesta de varias piezas unidas. Sirven para un rango determinado de pesos o edades, según indique su homologación. Figura 2.9: Ejemplo de silla para niño. A continuación se presentan las principales características y aspectos mejorables de estos SRI Características y funciones En caso de colisión frontal el movimiento relativo entre la cabeza y el torso es mínimo, dado que el SRI sujeta el cuerpo del niño. Así, las cargas sufridas en la cabeza y en la nuca del menor son muy reducidas. 1 Suponiendo un uso correcto de los mismos. 18

51 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Gracias a la correa de entrepierna que poseen se evita que el niño pueda resbalar por debajo del cinturón. Esto se conoce como efecto submarino 2. Si la silla cuenta con protecciones laterales, el menor no llega a tener contacto alguno con otras partes del vehículo, reduciéndose de este modo el riesgo de que sufra lesiones en caso de accidente. Las sillas con ISOFIX quedan firmemente sujetas al vehículo. El diseño ergonómico de estos asientos se traduce en una gran comodidad del menor a todas las edades para las que esté homologado. Al elevar al niño sobre el asiento del vehículo, se le facilita que pueda mirar a través de la ventanilla, se aumenta su comodidad y entretenimiento y se evita que sienta claustrofobia. Permiten a los Servicios de Emergencia extraer al niño inmovilizado en la propia silla, en caso de accidente Aspectos mejorables El manejo y sujeción de estos SRI puede ser engorroso, siendo difícil a veces instalarlos de forma correcta, lo que supone una merma en la seguridad que ofrecen. Ocupan mucho espacio y deben retirarse del vehículo si se desea que viaje un adulto en el asiento sobre el que habitualmente se instalan. Suelen ser sistemas pesados, pudiendo provocar lesiones musculares a las personas que los trasladen y coloquen en sus vehículos. Las sillas sin ISOFIX no suelen quedar bien sujetas al vehículo, reduciendo drásticamente la seguridad del sistema. Suponen un desembolso económico, al no venir incluidos en los vehículos. Su precio oscila entre los 200 y los Deslizamiento del cuerpo por debajo del arnés o cinturón de seguridad debido a un ajuste incorrecto del mismo o a una holgura. 19

52 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Ejemplos Se tomará como referencia el último estudio del RACE[6] sobre SRI. En la Parte III se presentan tres sillas evaluadas en dicho estudio, una de ellas con resultado satisfactorio y dos con resultado insatisfactorio. Cada una cuenta con su correspondiente tabla resumen en la que se muestran sus principales puntos fuertes y débiles Cojines elevadores Los cojines elevadores, Figura 2.10, cuentan simplemente con un elemento de asiento, generalmente dotado de reposabrazos. Algunos modelos poseen además respaldo y reposacabezas, aumentando notablemente la seguridad del dispositivo. Su uso se restringe a niños mayores o grandes, que van sujetos mediante el cinturón de seguridad del propio vehículo, como se aprecia en la Figura Figura 2.10: Ejemplo de cojín elevador. 20

53 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Figura 2.11: Ejemplo de niño sobre cojín elevador sujeto mediante el cinturón de seguridad del propio vehículo Características y funciones Ocupan menos espacio que las sillas para niño, siempre que no tengan respaldo y reposacabezas, y son más fáciles de instalar y de retirar. Son ligeros, lo que facilita su manejo y colocación. Elevan al menor, colocando su cabeza a la altura del reposacabezas y permitiendo que vaya sujeto mediante el cinturón de seguridad del propio vehículo. De esta manera, además, puede ver a través de la ventanilla. Son más baratos que las sillas. Su precio se encuentra en torno los 70 y los Aspectos mejorables La fijación de los cojines al vehículo es difícil y, en algunos casos, inexistente. Esto repercute muy negativamente en su seguridad. No evitan el efecto submarino, al no haber un arnés de entrepierna que lo impida. Si no cuentan con respaldo y protección para la cabeza, es muy probable que el niño sufra graves daños en caso de colisión lateral. Suele ser difícil sujetar al niño con el cinturón de seguridad del vehículo. 21

54 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Ejemplos De nuevo se tomará como referencia el último estudio del RACE[6] sobre SRI. En la Parte III se muestran tres cojines elevadores evaluados en dicho estudio, uno de ellos con resultado satisfactorio y dos con resultado insatisfactorio. Cada cojín cuenta, igualmente, con su respectiva tabla resumen en la que se indican sus principales puntos fuertes y débiles Asientos integrados Son aquellos SRI que forman parte del propio vehículo. Un asiento trasero para adulto se transforma, mediante una serie de operaciones, permitiendo transportar niños de manera segura. Para asegurar el confort y la seguridad de los menores, la mayor parte de estos asientos requiere elementos adicionales, como protectores laterales para la cabeza. Como todo SRI, son aptos únicamente para un rango de pesos y edades determinado. Existen diversos modelos, siendo dos los más extendidos por su sencillez de uso, como se verá a continuación Modelo con respaldo abatible Utiliza el mismo sistema que los reposabrazos que poseen numerosos coches. El respaldo del asiento para adulto se abate, dando lugar a un asiento sobre el que se coloca al niño, que va sujeto mediante un arnés (generalmente de cinco puntos). Es un sistema sencillo, tanto en su diseño como en su operación. En la Figura 2.12 pueden verse ejemplos de este tipo de asientos. Figura 2.12: Ejemplos de asientos integrados abatibles. 22

55 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Modelo con asiento de altura variable En este caso es el asiento, y no el respaldo, el elemento que se mueve, como se aprecia en la Figura Se eleva mediante un mecanismo, asegurando que la cabeza del menor se sitúe a la altura del reposacabezas. Sus prestaciones se asemejan notablemente a las de un cojín elevador, si bien en este caso la fijación del asiento está asegurada. Además la altura del mismo suele ser regulable, pudiéndose adaptar al crecimiento del niño. Figura 2.13: Ejemplos de asientos integrados de altura variable Características y funciones La sujeción del SRI al vehículo está garantizada. Se evitan posibles errores de colocación o manejo. La transformación desde la configuración para adulto hasta la configuración para niño es rápida y sencilla. No ocupan espacio adicional, a diferencia de lo que ocurre con las sillas y los cojines elevadores. Están siempre presentes en el vehículo Aspectos mejorables No proporcionan seguridad óptima para todas las edades. La protección lateral que aportan suele ser escasa, por lo que requieren la instalación de elementos adicionales, como el protector para la cabeza que aparece en la Figura

56 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Suponen un coste adicional sobre el precio del vehículo que oscila entre los 200 y los 500, según modelos y marcas. Si no cuentan con arnés de seguridad sufren los mismos problemas de efecto submarino que los cojines elevadores. Ofrecen menor comodidad que los asientos normales Patentes Además de indagar acerca de los modelos de SRI existentes, es conveniente informarse sobre las ideas que tanto empresas como particulares protegen mediante patentes. A lo largo del presente apartado se mostrarán varias de ellas [7, 8, 9, 10, 11]. Algunas ya han sido llevadas a la práctica, mientras que otras aún esperan su momento Asiento para automóviles Se trata de un asiento posterior pensado para adultos que, gracias a un elemento abatible, se convierte en asiento infantil, como se aprecia en la Figura En un principio está concebido para albergar únicamente un asiento infantil abatible, si bien permite añadir un segundo para que puedan viajar dos menores en la parte trasera del vehículo. Figura 2.14: Esquema de la patente Asiento para automóviles. 24

57 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE La principal ventaja que presenta este concepto es que es muy sencillo de llevar a la práctica, motivo por el cual ya se utiliza, como se vio en el Apartado Además la transformación del asiento es rápida y muy fácil de realizar para el usuario. Su mayor problema es, sin embargo, que no es un SRI adaptable al crecimiento del niño Asiento convertible para automóviles El asiento convertible de esta patente se transforma en SRI mediante una serie de piezas móviles que van dando lugar al asiento, las protecciones laterales y los reposabrazos. En la Figura 2.15 se muestra esquemáticamente el proceso de transformación mencionado. El orden seguido va de izquierda a derecha y de arriba a abajo. Figura 2.15: Esquema de la patente Asiento convertible para automóviles. Es un concepto interesante, adaptable al menor y que aparentemente le protege con garantías. Cuenta además con un arnés de seguridad para sujetar al niño. 25

58 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Desgraciadamente se antoja un tanto complicado, tanto en lo que a su construcción se refiere como a su operación por parte del usuario. La complejidad constructiva lleva consigo, encima, un coste mayor de fabricación, lo que sugiere que el dispositivo mostrado tendría un precio elevado en el mercado si se llevara a la práctica Asiento de vehículo convertible en asiento para niños El siguiente diseño hace uso nuevamente de elementos abatibles, que en este caso se encuentran tanto en el asiento como en el respaldo. Asimismo, la patente contempla el uso de elementos extraíbles del respaldo que puedan usarse como protecciones del SRI (números 4 en la Figura 2.16). Figura 2.16: Esquema frontal de la patente Asiento de vehículo convertible en asiento para niños. En la Figura 2.17 pueden verse las posibles configuraciones del SRI, válido tanto para niños como para bebés. 26

59 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Figura 2.17: Configuraciones para niño y bebe de la patente Asiento de vehículo convertible en asiento para niños. Las principales ventajas de este asiento son su sencillez de uso y que permite también llevar bebés. A pesar de los intentos de su inventor para darlo a conocer[12], aún no se ha llevado a la práctica. 27

60 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Asiento empotrado para el transporte de niños en un vehículo automóvil Se trata del concepto mostrado en el Apartado El asiento para adulto cuenta con un elemento móvil que se desplaza verticalmente, adaptándose a la estatura del niño que viaje sentado sobre él. Un esquema de la invención se muestra en la Figura Figura 2.18: Esquema de la patente Asiento empotrado para el transporte de niños en un vehículo automóvil. A pesar de su sencillez de uso, el diseño, tal y como se muestra únicamente sirve para niños cuya estatura supere los 135 cm, de modo que puedan utilizar el cinturón de seguridad del vehículo para sujetarse. Además el sistema no protege frente a impactos laterales. 28

61 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Asiento infantil polivalente, ergonómicamente adaptable, integrado en un asiento para adultos de vehículos automóvil El asiento para adulto descrito en esta invención se transforma en un SRI que se adapta, mediante elementos móviles, al crecimiento del menor. Partiendo del asiento plegado de la Figura 2.19, se pueden obtener las distintas configuraciones mostradas en las Figuras 2.20, 2.21 y El sistema cubre los grupos de masa I/II/III. Cuenta con protecciones laterales, frontales, elementos de retención del menor y asiento regulable en altura. Quizás su único inconveniente es su complejidad constructiva y el elevado precio que tendría en el mercado. Figura 2.19: Asiento plegado de la patente Asiento infantil polivalente, ergonómicamente adaptable, integrado en un asiento para adultos de vehículos automóvil. 29

62 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Figura 2.20: Asiento adaptado a un niño del grupo I de la patente Asiento infantil polivalente, ergonómicamente adaptable, integrado en un asiento para adultos de vehículos automóvil. Figura 2.21: Asiento adaptado a un niño del grupo II de la patente Asiento infantil polivalente, ergonómicamente adaptable, integrado en un asiento para adultos de vehículos automóvil. 30

63 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE Figura 2.22: Asiento adaptado a un niño del grupo III de la patente Asiento infantil polivalente, ergonómicamente adaptable, integrado en un asiento para adultos de vehículos automóvil. 31

64 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE 32

65 CAPÍTULO 3. CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DEL NUEVO ASIENTO Capítulo 3 Características y funciones del nuevo asiento 3.1. Análisis DAFO A fin de determinar el nicho de mercado que puede cubrirse con un nuevo concepto de asiento integrado, así como las principales características y funciones que éste debe tener, se realizará un análisis DAFO (Debilidades, Amenazas, Fortalezas y Oportunidades). En él se compararán las sillas infantiles, los cojines elevadores, los asientos integrados existentes y el nuevo asiento que se desea diseñar, partiendo de la información obtenida en el Apartado 2.2. En la Tabla 3.1 pueden verse las ventajas y debilidades intrínsecas del nuevo asiento. De las primeras cabe destacar que pueden usarlo tanto niños, de diversas edades, como adultos, que ofrece protección frente a impactos laterales, que no ocupa espacio extra y que no requiere de elementos de seguridad adicionales. Trata, por tanto, de combinar las principales ventajas del resto de SRI. Sus principales desventajas son que quizás no resulte tan cómodo como un asiento convencional y que su precio será elevado. Por otra parte, en la Tabla 3.2 se muestran las oportunidades y amenazas coyunturales a las que ha de hacer frente el nuevo asiento. En lo relativo a las oportunidades, la creciente preocupación por la seguridad infantil y la normativa de seguridad cada vez más estricta favorecen el interés, tanto de fabricantes como de consumidores, por SRI más seguros y fiables. Además el abaratamiento actual de los vehículos facilita que los nuevos compradores tengan menos reparos en pagar un pequeño extra a cambio de contar con asientos integrados.

66 CAPÍTULO 3. CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DEL NUEVO ASIENTO Sillas infantiles Cojines elevadores Asientos integrados Fortalezas Debilidades Ofrecen protección óptima. Evitan el efecto submarino. Buena sujeción al vehículo con ISOFIX. Gran comodidad. Aptos para varios grupos de masa. Ocupan menos espacio que las sillas. Son ligeros. Son más baratos que las sillas. Se utilizan con el cinturón de seguridad del propio vehículo. Aptos para varios grupos de masa. Pueden usarse por adultos y niños. Sujeción del SRI garantizada. No ocupan espacio adicional. Aptos para varios grupos de masa. Si poseen arnés de seguridad, evitan el efecto submarino. Nuevo asiento Puede usarse por adultos y niños. Evita el efecto submarino. Sujeción del SRI garantizada. Apto para varios grupos de masa. Ofrece protección frente a impactos laterales. No ocupa espacio adicional. No requiere de elementos adicionales de protección. Manejo engorroso, que puede provocar errores de colocación. Ocupan mucho espacio. Son pesados. Mala sujeción al vehículo sin ISOFIX. Precio elevado. Fijación al vehículo difícil o inexistente. No evitan el efecto submarino. Si carecen de respaldo y reposacabezas no protegen adecuadamente. La sujeción del menor mediante el cinturón de seguridad no es óptima. No proporcionan seguridad óptima para todas las edades. Mala protección lateral, por lo que requieren de elementos adicionales de protección. Si carecen de arnés de seguridad, no evitan el efecto submarino. Menor comodidad que los asientos normales. Precio elevado. Menor comodidad que los asientos normales. Precio elevado. Tabla 3.1: Tabla del análisis DAFO: Fortalezas y debilidades. 34

67 CAPÍTULO 3. CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DEL NUEVO ASIENTO Sillas infantiles Cojines elevadores Asientos integrados Oportunidades Amenazas Creciente preocupación por la seguridad infantil desde hace varios años. Normativa de seguridad cada vez más estricta. Aumento del número de marcas y modelos de vehículo. El sistema ISOFIX está cada vez más extendido. Creciente preocupación por la seguridad infantil desde hace varios años. Precio atractivo debido a la crisis económica actual. Aumento del número de marcas y modelos de vehículo. Creciente preocupación por la seguridad infantil desde hace varios años. Abaratamiento del precio de los vehículos. Cada vez más familias cuentan con más de un vehículo. Familias numerosas Nuevo asiento Creciente preocupación por la seguridad infantil desde hace varios años. Normativa de seguridad cada vez más estricta. Abaratamiento del precio de los vehículos. Cada vez más familias cuentan con más de un vehículo. Familias numerosas. Proliferación de los asientos integrados. Una vez el niño crece lo suficiente carecen de utilidad. Cada vez más familias cuentan con más de un vehículo[14]. Informes de seguridad negativos de los cojines sin respaldo. Normativa de seguridad cada vez más estricta. Proliferación de los asientos integrados. Una vez el niño crece lo suficiente carecen de utilidad. Cada vez más familias cuentan con más de un vehículo. Las sillas infantiles dominan el mercado. Normativa de seguridad cada vez más estricta. Carecen de la publicidad necesaria. Aumento del número de marcas y modelos de vehículo. Las sillas infantiles dominan el mercado. Aumento del número de marcas y modelos de vehículo. Tabla 3.2: Tabla del análisis DAFO: Oportunidades y amenazas. 35

68 CAPÍTULO 3. CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DEL NUEVO ASIENTO Otra oportunidad de mercado para el nuevo diseño es que cada vez hay más familias con más de un coche que seguramente preferirían no tener que desmontar, trasladar y volver a montar una silla infantil cada vez que tuvieran que llevar a sus hijos pequeños en un coche distinto. Del mismo modo, los asientos integrados suponen un alivio para las familias numerosas, dado que evitan tener la parte trasera del vehículo totalmente ocupada por las sillas infantiles, con los inconvenientes e incomodidades que esto genera. Las principales amenazas a las que se enfrenta el nuevo asiento son, en primer lugar, que las sillas infantiles dominan el mercado, por lo que desbancarlas se antoja complicado. Además, el aumento de marcas y modelos de coche que viene produciéndose desde hace años obligaría a adaptar el asiento desarrollado en este proyecto a cada coche en particular. Puede que algunos modelos, incluso, no pudieran contar con asientos de este tipo por problemas dimensionales o de otra índole Características del nuevo asiento Partiendo de la información obtenida a lo largo del Capítulo 2, así como del análisis DAFO, se procedió al diseño del nuevo asiento integrado que se muestra a continuación. El proceso llevado a cabo se describirá más adelante, en el Capítulo 4. El resultado obtenido se presenta seguidamente Descripción general El SRI diseñado es de tipo integrado, de modo que sirve tanto para adultos como para niños a partir de 9 meses (grupos de masa I/II/III). Pertenece a la clase no integral, dado que la retención del menor dentro del SRI depende directamente de medios conectados al propio automóvil. Se trata de un asiento trasero, cuyo respaldo es reclinable. Montado sobre un bastidor apropiado puede abatirse también todo el asiento hacia delante, como sucede con el asiento de la Figura 3.1, aumentando la capacidad del maletero del vehículo. 36

69 CAPÍTULO 3. CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DEL NUEVO ASIENTO Figura 3.1: Asiento abatible tipo Flip/Flop. El respaldo tiene la peculiaridad de contar con una parte abatible y una serie de módulos intercambiables. La parte abatible da lugar al asiento del SRI, mientras que los módulos conforman el respaldo del mismo, igualmente que se adapte a la altura del niño a medida que crece. Asimismo es compatible con el sistema ISOFIX, por lo que pueden montarse sobre él sillas infantiles que hagan uso de dicho sistema, siempre que se desee Materiales El asiento consta de una estructura fabricada mediante láminas de acero estampadas y un relleno de espuma de poliuretano. Siendo, también, compatible con las tapicerías habituales utilizadas en la industria del automóvil Acero El armazón del asiento debe ser capaz de soportar las cargas que puedan producirse durante una colisión. También ha de poderse conformar mediante estampado y debe soldarse con facilidad. Los aceros microaleados de alta resistencia (HSLA), y más concretamente los de doble fase, como el 600 DP[15, 16], cumplen todas las exigencias anteriores. Su microestructura ferrítico-martensítica, mostrada en la Figura 3.2, les proporciona gran resistencia y ductilidad, permitiendo su conformación por estampado. Poseen además una resistencia a la fatiga notable y una gran capacidad de absorción de energía, lo que los hace adecuados para componentes 37

70 CAPÍTULO 3. CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DEL NUEVO ASIENTO estructurales y de protección. Por esta razón se utilizan habitualmente en la industria automovilística Figura 3.2: Estructura de un acero HSLA de doble fase. Para evitar la corrosión y cumplir con la normativa vigente, los aceros de doble fase se galvanizan en caliente. El acero elegido para la estructura del asiento será, por tanto, el 600 DP Espuma de poliuretano Para el relleno del asiento se ha escogido la espuma de poliuretano flexible, al ser uno de los materiales más usados en la industria. Puede moldearse fácilmente con la forma deseada y variarse su densidad para conferirle un tacto más duro o más blando, según se desee. En la Figura 3.3 puede observarse un relleno de poliuretano recién salido del molde. 38

71 CAPÍTULO 3. CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DEL NUEVO ASIENTO Figura 3.3: Relleno de asiento de poliuretano recién salido del molde Tapicería El asiento es compatible con las tapicerías utilizadas habitualmente en el sector de la automoción. Sin embargo, como en todo SRI, conviene que las partes accesibles para el niño no contengan sustancias peligrosas y sean, a poder ser, hipoalergénicas Funciones del nuevo asiento Además de proporcionar comodidad a los ocupantes de un vehículo durante un trayecto, el asiento diseñado tiene otras funciones. A continuación se muestran las más relevantes Sujeción del pasajero Dado que los coches cuentan con cinturones de seguridad pensados para la sujeción de los pasajeros adultos, el asiento no incluirá elementos adicionales para tal fin. Sin embargo, en lo que respecta a los pasajeros menores, el SRI del respaldo cuenta con un arnés de cinco puntos ajustable (Figura 3.4) para garantizar la correcta sujeción de los mismos. 39

72 CAPÍTULO 3. CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DEL NUEVO ASIENTO Figura 3.4: Arnés de cinco puntos ajustable. Las tres correas inferiores están ancladas a la parte inferior del asiento infantil, mientras que las dos superiores se enganchan a la parte superior del respaldo tras pasarse por las guías del reposacabezas, como se muestra en la Figura 3.5. Dichas guías aseguran un correcto apoyo de las correas sobre los hombros del menor, como el que se observa en la Figura 3.6. Figura 3.5: Recorrido de las correas superiores. 40

73 CAPÍTULO 3. CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DEL NUEVO ASIENTO Figura 3.6: Colocación las correas del arnés (colocación correcta en verde). Dichas guías aseguran un correcto apoyo de las correas sobre los hombros del menor. Al incluir una correa de entrepierna, se evita el efecto submarino Protección de cabeza y cuello Para proteger la cabeza y el cuello, tanto del pasajero adulto como del niño, el asiento cuenta con un reposacabezas regulable en altura. Durante una frenada brusca o una colisión frontal o trasera, la cabeza se desplaza hacia delante y luego hacia atrás, o viceversa. Este hecho, que puede verse en la Figura 3.7, se conoce como efecto látigo y es el responsable de la mayor parte de las lesiones cervicales que sufren los ocupantes de un vehículo accidentado. Gracias a los reposacabezas se evitan dichas lesiones o, al menos, se reduce su gravedad. 41

74 CAPÍTULO 3. CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DEL NUEVO ASIENTO Figura 3.7: Movimiento de la cabeza durante una colisión por alcance. Efecto látigo Protección frente a impactos laterales Gracias a la forma del respaldo y del reposacabezas, el SRI protege al niño en caso de colisión lateral, evitando que golpee con la cabeza en otras partes del vehículo, como las puertas o las ventanillas. En la Figura 3.8 puede comprobarse el peligro de los choques laterales, incluso cuando son a baja velocidad. Se aprecia cómo la cabeza del maniquí del ensayo golpea violentamente contra la puerta. En un impacto de semejante magnitud, un niño sufriría gravísimas lesiones craneales y cervicales. Figura 3.8: Simulación en banco de ensayo de una colisión lateral. 42

75 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Capítulo 4 Proceso de diseño 4.1. Etapas de diseño Una vez obtenida una idea general sobre la normativa y las características de los SRI existentes se comenzó la fase de diseño del asiento. El proceso seguido consta de diversas etapas, enumeradas a continuación por orden cronológico y que se desarrollarán a lo largo del presente capítulo: 1. Definición de objetivos de diseño. 2. Estudio antropométrico. 3. Elaboración de diseños preliminares. 4. Elaboración de un diseño final Objetivos de diseño Partiendo de las metas globales del proyecto, descritas en el Apartado 1.1, y de las características y aspectos mejorables de los SRI existentes, se definieron los objetivos que había de cumplir el nuevo diseño de SRI y sus características principales: El asiento ha de servir para niños de 9 meses en adelante. Será de categoría específica para un vehículo, siendo un asiento de tipo integrado. Pertenecerá a la clase no integral, dado que la retención del menor dentro del SRI dependerá directamente de medios conectados al propio automóvil. Protegerá al niño en caso de colisión, tanto frontal (y trasera), como lateral.

76 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Contará con correa de entrepierna para evitar el efecto submarino. Elevará al menor para que pueda ver a través de la ventanilla, aumentando así su comodidad. Incluirá un cinturón de seguridad de cinco puntos, ajustable a las dimensiones del pasajero. Será fácil de manejar y no requerirá montar elementos externos al asiento. Tendrá compatibilidad con el sistema ISOFIX Se adaptará al crecimiento del niño para garantizar su seguridad sea cual sea su edad. Deberá ser un diseño innovador Estudio antropométrico Antes de comenzar cualquier diseño, sea del ámbito que sea, es conveniente tener una idea, al menos aproximada, de las dimensiones que debe tener. Si además el elemento que se va a proyectar ha de servir para niños de diversas edades, en continuo crecimiento, tener una idea clara de la antropometría infantil es absolutamente necesario. Un asiento cuyas dimensiones no se ajusten a la anatomía del pasajero será incómodo, pero también peligroso. Un reposacabezas demasiado pequeño o un respaldo demasiado bajo pueden originar graves lesiones al menor en caso de accidente. En la Parte III se presenta la información antropométrica[13] de la que se ha partido en el presente proyecto, así como su utilidad concreta en el diseño. En todos los casos se ha tomado como medida representativa la correspondiente al percentil 95. De este modo se garantiza que el diseño sea válido para la mayor parte de los menores mayores de 9 meses Diseños preliminares En los procesos de diseño industrial se generan numerosos bocetos e ideas. Si bien la mayoría no acaba viendo la luz, de su consideración y análisis suelen extraerse conceptos aplicables al modelo final. A lo largo de este apartado se describirán los diseños conceptuales creados y posteriormente descartados durante la realización del presente proyecto. 44

77 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Al contener ideas sobre diversos elementos del asiento, se organizarán en función de los mismos Diseños de reposacabezas Reposacabezas deslizante por guías Figura 4.1: Boceto del reposacabezas deslizante por guías. El reposacabezas que aparece en la Figura 4.1 desliza a lo largo de dos guías, coloreadas en rojo, paralelas a la superficie del respaldo y situadas dentro del mismo. La principal ventaja que aporta frente a los reposacabezas convencionales es que se puede colocar a cualquier altura, por baja que sea. De este modo permite que un niño viaje en el asiento con la cabeza correctamente apoyada, sin necesidad de añadir otros elementos al asiento. Los orificios que han de practicarse en el respaldo, sin embargo, reducen la comodidad del mismo. Por este motivo, y por la dificultad para fijar el reposacabezas una vez colocado a la altura deseada, se decidió descartar el diseño. 45

78 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Reposacabezas con respaldo compresible Figura 4.2: Boceto del reposacabezas con respaldo compresible. En la Figura 4.2 se muestra un concepto muy parecido al del Apartado En este caso el reposacabezas se desplaza verticalmente mediante un sistema de guías telescópicas. A medida que baja comprime la parte inferior del respaldo, coloreada de rojo. Así se adapta a la altura de la cabeza del pasajero. La dificultad para llevar este diseño a la práctica radica en que la espuma de relleno del respaldo debe proporcionar comodidad al pasajero sea cual sea su compresión. Esto es bastante complicado puesto que, cuanto más comprimida esté, más dura e incómoda resultará Diseños de asientos Asiento con protecciones laterales extraíbles Figura 4.3: Boceto del asiento con protecciones laterales extraíbles. 46

79 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO El asiento de la Figura 4.3 está pensado para garantizar la protección del pasajero en caso de colisión lateral. Posee una serie de protecciones, coloreadas en rojo, que forman parte del propio respaldo. Al extraerlas, tirando de ellas, se forma una barrera de protección que evita que el niño que viaje en el asiento pueda golpear con la cabeza en el lateral del vehículo. Las protecciones requieren un sistema de fijación para que no se retraigan por sí solas. Internamente deben ser resistentes y estar bien unidas a la estructura del respaldo, de modo que no se salgan ni se doblen al recibir un impacto. La misma idea, aplicada tanto al respaldo como al asiento y modelada en tres dimensiones, puede verse en la Figura 4.4. Figura 4.4: Modelo tridimensional del asiento con protecciones laterales extraíbles en asiento y respaldo. 47

80 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Asiento con protecciones laterales abatibles Figura 4.5: Boceto del asiento con protecciones laterales abatibles. El diseño, representado en la Figura 4.5, es similar al del Apartado , salvo por el mecanismo de extracción de las protecciones, que en este caso es por abatimiento. Su propia naturaleza provoca que sea más probable que las protecciones se cierren solas al sufrir un impacto lateral, por lo que requieren un mecanismo de bloqueo que lo impida Asiento con elemento de retención frontal abatible Figura 4.6: Boceto del asiento con elemento de retención frontal abatible. El asiento de la Figura 4.6 cuenta con una parte abatible que da lugar a un elemento frontal de retención. El cual limita el movimiento del niño, le protege en caso de colisión frontal y le sirve como reposabrazos. No ofrece, sin embargo, protección lateral para la cabeza. Requiere elementos de bloqueo para inmovilizar el sistema en la posición deseada. 48

81 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Para mayor versatilidad, el asiento puede hacerse adaptable a cualquier edad, aumentándose la complejidad del mecanismo. Una vez concebida la idea, se descubrió su similitud con cierta patente de la Universidad Politécnica de Cataluña comentada en el Apartado 2.3.5, por lo que fue descartada Asiento con módulos de respaldo deslizantes Figura 4.7: Boceto del asiento con módulos de respaldo deslizantes. El respaldo del asiento que aparece en la Figura 4.7 se compone de una serie de módulos en forma de U. Estos se deslizan verticalmente a lo largo de unas guías hasta quedar colocados en posición. Su forma hace que sean reversibles, pudiendo formar un respaldo para adulto o para niño, como se explicará a continuación. Si los módulos se colocan como muestra la Figura 4.8, el respaldo es como el de cualquier asiento para adulto. Si, por el contrario, se sitúan como en la Figura 4.9, forman un respaldo con protecciones laterales especialmente pensado para niños. Puede observase además que este concepto permite colocar el reposacabezas a distintas alturas mediante un módulo especialmente diseñado para tal fin. 49

82 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Figura 4.8: Modelo tridimensional del asiento con respaldo modular en configuración para adulto. Figura 4.9: Modelo tridimensional del asiento con respaldo modular en configuración para niño. El asiento desarrollado finalmente en el proyecto, y que se mostrará más adelante, parte de este concepto, añadiéndole además diversas mejoras. 50

83 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Diseños de cinturones Guías de cinturón integradas en el respaldo Figura 4.10: Boceto de las guías de cinturón integradas en el respaldo. El diseño mostrado en la Figura 4.10 está ideado para usarse conjuntamente con un arnés infantil de cinco puntos. Tiene por objetivo garantizar el correcto apoyo de las correas del mismo sobre los hombros del niño, independientemente de su altura, evitando posibles holguras que repercutan negativamente en la seguridad del menor. Para ello, el respaldo cuenta con una serie de orificios o guías, coloreadas en rojo, a través de las cuales se hacen pasar las correas, que se sujetan a la parte trasera del asiento. Dichas guías, sin embargo, pueden provocar que el respaldo resulte incómodo para los pasajeros. Además, la fricción de las correas con las guías puede hacer que las primeras se desgasten Guías de cinturón extraíbles Figura 4.11: Boceto de las guías de cinturón extraíbles. 51

84 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO El objetivo de este sistema es el mismo que el del Apartado Esta vez, sin embargo, las correas superiores se extraen por la parte superior del asiento y se hacen pasar por unas guías extraíbles del respaldo, como se aprecia en la Figura Aunque a priori puede resultar más cómodo su manejo, presenta los mismos inconvenientes que el diseño anterior Arnés infantil a partir de cinturón para adulto Figura 4.12: Boceto del arnés infantil a partir de cinturón para adulto. En la Figura 4.12 aparece un cinturón de seguridad para adulto de tres puntos dotado de un anclaje, en azul, pensado para unirle dos correas más. Éstas se extraen de sendos tambores, en rojo, dando lugar a un sistema de retención de cinco puntos, más seguro para niños que el de tres. A pesar de ser cómodo y rápido de usar, presenta un problema importante. Ya que parte del cinturón está diseñado para adultos, no asegura que las correas se apoyen correctamente sobre los hombros y la cadera de un menor, de modo que no garantizan su seguridad Diseño final Descripción general El diseño final elegido para el asiento parte del concepto modular mostrado en el Apartado En este caso, sin embargo, los módulos no se introducen por la parte superior del respaldo sino a través de la parte frontal del mismo, mediante un mecanismo que se describirá más adelante. Para mantener al niño en una posición elevada el respaldo dispone de una parte abatible, que da lugar al asiento del SRI, como se aprecia en el boceto de 52

85 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO la Figura Esto permite al menor mirar a través de la ventanilla del coche y usar el cinturón de seguridad del vehículo (una vez alcance la estatura requerida). Figura 4.13: Boceto del diseño final del asiento. La sujeción del niño se lleva a cabo mediante un arnés de cinco puntos con correas de longitud regulable. Al ir anclado al asiento mediante mosquetones, puede montarse y desmontarse con facilidad. Cuando el menor alcance la estatura de 135 centímetros que dicta la norma, podrá usar el cinturón de seguridad del propio vehículo en lugar del arnés. El reposacabezas es regulable en altura, utilizando el sistema habitual de colocación mediante guías verticales y elementos de bloqueo que predomina en la industria. Cuenta además con protección lateral para la cabeza y elementos de guiado del arnés de cinco puntos del menor. Figura 4.14: Orificios para ISOFIX. 53

86 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Como se ve en la Figura 4.14, el asiento cuenta además con dos orificios para permitir la instalación de sillas infantiles con ISOFIX Componentes Asiento El asiento, propiamente dicho, cuenta con una estructura de acero 600 DP estampado soldada, tal y como se muestra en la Figura La parte inferior iría soldada o atornillada al bastidor instalado sobre el vehículo. Soporta todo el peso del respaldo y aloja al eje de abatimiento del mismo. Figura 4.15: Estructura de acero del asiento. Lleva además un relleno de espuma de poliuretano, para comodidad del pasajero. En la Figura 4.16 hay una vista general del mismo. 54

87 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Figura 4.16: Vista general del asiento Respaldo Es, sin duda, la parte más compleja del diseño, dado que incluye el SRI. Su estructura, mostrada en la Figura 4.17, es de acero 600 DP. Al igual que el asiento, va relleno de espuma de poliuretano. Figura 4.17: Estructura del respaldo. En la parte superior del respaldo se encuentran los anclajes de las correas 55

88 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO superiores del arnés infantil, coloreados en rojo en la Figura Figura 4.18: Respaldo y anclajes para las correas del arnés. Además del armazón principal, posee una serie de elementos que se describirán a continuación. Asiento abatible Su parte frontal da forma al respaldo para adulto, mientras que su zona posterior da lugar al asiento del SRI, una vez abatido, como se aprecia en la Figura Su estructura, de acero 600 DP soldada, lleva soldados los anclajes para las tres correas inferiores del arnés infantil, mostrados en rojo en la Figura

89 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Figura 4.19: Asiento del SRI una vez abatido. Figura 4.20: Estructura del asiento abatible y anclajes para las correas del arnés. Para permitir regular la distancia entre la correa de entrepierna del arnés y el vientre del niño, el asiento cuenta con un cojín extraíble cuyos orificios, mostrados en la Figura 4.21, sirven como guía de la correa. El cojín se adhiere al asiento mediante cintas de velcro. 57

90 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Figura 4.21: Cojín del asiento abatible. Tanto el relleno del asiento como el del cojín son de espuma de poliuretano. Módulos estándar Una vez situados, estos dos módulos, similares al de la Figura 4.22, dan lugar al respaldo del SRI y aumentan la rigidez del respaldo para adulto. Figura 4.22: Módulo estándar. 58

91 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Su estructura en forma de U es de acero 600 DP estampado, estando también rellenos de espuma de poliuretano. Las guías que se aprecian en la Figura 4.23 permiten alojar los extremos de las barras de soporte del reposacabezas que pudieran sobresalir de su módulo correspondiente. Figura 4.23: Estructura de acero de los módulos estándar. Su colocación se lleva a cabo como se explica en el Apartado Además son reversibles, permitiendo las distintas configuraciones mostradas en el Apartado Gracias a su forma, limitan el desplazamiento lateral del cuerpo del niño en caso de colisión lateral. Módulo del reposacabezas Similar a los módulos estándar en concepto, forma, relleno y estructura, salvo por el hueco que sirve de alojamiento para el reposacabezas que se aprecia en la Figura Igualmente lleva instalados los elementos de bloqueo de éste, que son de tipo estándar con gatillos de desbloqueo, como puede verse en la Figura

92 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Figura 4.24: Estructura del módulo del reposacabezas. Figura 4.25: Módulo del reposacabezas y elementos de bloqueo. Arnés Para la correcta sujeción del menor al SRI se utiliza un arnés de cinco puntos (como el de la Figura 4.26), con hebillas para regular la longitud de las correas. Dicho arnés se asegura a los anclajes con los que cuenta el SRI (ver Figura 4.27) mediante mosquetones. 60

93 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Figura 4.26: Arnés infantil de cinco puntos. Figura 4.27: Anclajes para los mosquetones del arnés Reposacabezas Ha de montarse siempre sobre el módulo del reposacabezas. Su estructura es de acero y su relleno de espuma de poliuretano. Para proteger la cabeza del pasajero frente a impactos laterales, cuenta con protecciones a los lados. 61

94 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Se regula en altura gracias a las barras de soporte que tiene, adaptándose a la cabeza del pasajero y aumentando su seguridad. En las Figuras 4.28 y 4.29 se muestra el reposacabezas diseñado, visto desde delante y desde detrás para apreciar mejor las hendiduras con las que cuenta para dirigir las correas superiores del arnés de cinco puntos hacia los hombros del niño. Figura 4.28: Reposacabezas por delante. Figura 4.29: Reposacabezas por detrás. 62

95 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Colocación de los módulos Procedimiento de colocación Los módulos se ubican de forma sencilla, como se verá en este apartado. Antes de comenzar se debe tener en cuenta que, para lograr un correcto montaje de los mismos, se debe colocar primero el módulo inferior, después el inmediatamente superior y, finalmente, el superior. Los tres pasos a seguir para instalar cada módulo son los siguientes: 1. Alinear las hendiduras de los módulos, que sirven de guía, con los salientes del respaldo, tal y como muestra la Figura Figura 4.30: Primer paso de la colocación de un módulo. 2. Desplazar horizontalmente el módulo hasta que alcance el tope del respaldo, quedando en la posición de la Figura

96 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Figura 4.31: Segundo paso de la colocación de un módulo. 3. Empujar verticalmente el módulo hasta que quede colocado en su posición final, representada en la Figura Figura 4.32: Tercer paso de la colocación de un módulo. Para colocar los dos módulos restantes basta con repetir con cada uno los pasos anteriores. En el caso de querer instalar el módulo del reposacabezas 64

97 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO como módulo intermedio, será necesario poner el reposacabezas antes de montar el módulo superior Configuraciones Gracias al sistema modular del respaldo, el asiento diseñado puede configurarse de diversas maneras, como se explicará a continuación. El paso de una configuración a otra se lleva a cabo fácilmente cambiando los módulos de lugar. Configuración para adulto Se trata de la configuración básica del asiento. Los dos módulos estándar se colocan en la parte inferior del respaldo con los brazos de la U mirando hacia fuera, como en la Figura El asiento abatible se retrae y posteriormente se sitúa el módulo del reposacabezas en la parte superior. De este modo se puede elevar el reposacabezas todo lo que se necesite, adaptándolo a la altura del pasajero. Figura 4.33: Configuración para adulto. Configuración para niño de pequeña estatura En el caso de que queramos que un niño de pequeña estatura viaje sentado en el asiento, se utilizará la configuración correspondiente. Esta vez se abate el asiento del SRI y se coloca el módulo del reposacabezas entre los dos 65

98 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO módulos estándar, como muestra la Figura De este modo el reposacabezas quedará a la altura de la cabeza del menor. Para garantizar su sujeción se utilizará el arnés de seguridad, asegurándolo a los anclajes correspondientes. Como se ve en la Figura 4.34, todos los módulos se colocarán con los brazos de la U orientados hacia el exterior. Figura 4.34: Configuración para niño de pequeña estatura. En las Figuras 4.35 y 4.36 se incluyen sendos maniquíes, cuyas dimensiones se definen en el Reglamento nº44, para demostrar que el asiento se adapta correctamente al tamaño de los menores. 66

99 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Figura 4.35: Asiento con maniquí de niño de 9 meses. Figura 4.36: Asiento con maniquí de niño de 6 años. Configuración para niño de estatura elevada Si se desea configurar el asiento para niños de estatura elevada, basta con situar nuevamente el módulo del reposacabezas en lo más alto. Esta vez, sin embargo, los módulos se orientarán con los brazos de la U mirando hacia el respaldo, como se aprecia en la Figura

100 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Dependiendo de la comodidad del menor y de la seguridad que se desee ofrecerle, podrá ir sujeto mediante el arnés de cinco puntos o mediante el cinturón de seguridad del propio vehículo. Figura 4.37: Configuración para niño de estatura elevada. En la Figura 4.38 se incluye nuevamente un maniquí para comprobación dimensional. Figura 4.38: Asiento con maniquí de niño de 10 años. 68

101 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO Otros posibles usos del sistema modular Además de servir como SRI, el respaldo puede tener otros usos, si se construyen módulos adaptados para lo que se desee. Podrían comercializarse independientemente, como extras, según las necesidades de los consumidores. Algunas ideas interesantes de nuevos tipos de módulos que podrían diseñarse, siempre que la normativa lo permitiera, incluyen: Módulo para transporte de latas y botellas Permitiría transportar latas y botellas en la parte trasera del coche de forma segura, pues contaría con elementos para asegurar la carga. Además se evitarían los posibles desplazamientos de las latas y botellas que suelen tener lugar en el maletero y que resultan sumamente molestos. Igualmente se dejaría más espacio en este último, pudiéndose transportar más carga en cada viaje. Módulo nevera Se podría construir un módulo nevera para transportar alimentos refrigerados, lo que permitiría llevar alimentos durante largos viajes sin temor a que se estropeasen. Módulo para mascotas Otro módulo interesante podría servir de cesta de viaje para mascotas pequeñas, como gatos o perros de pequeño tamaño. Módulo para transporte de portátiles y demás dispositivos electrónicos Serviría para transportar ordenadores y otros dispositivos electrónicos de forma segura en la parte trasera del coche. Evitaría los golpes que estos dispositivos pueden sufrir si se transportan en el maletero. Además podría contar con un bolsillo para CD, DVD y similares. 69

102 CAPÍTULO 4. PROCESO DE DISEÑO 70

103 CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES Capítulo 5 Conclusiones De los objetivos propuestos inicialmente para el presente proyecto, se ha satisfecho la gran mayoría, si bien no todos, como se verá a continuación Consecución de objetivos Conocer en profundidad los distintos tipos de Sistemas de Retención Infantil ya existentes, identificando sus ventajas e inconvenientes. Servirán como base conceptual para el nuevo asiento. Como puede comprobarse, leyendo detenidamente el Capítulo 2, se ha realizado un estudio exhaustivo de los SRI existentes. Además se ha indagado acerca de la normativa correspondiente y se ha buscado información adicional en el registro de patentes. Del análisis de todo lo anterior se han extraído valiosas ideas, que han permitido desarrollar el proyecto. Diseñar un asiento integrado que garantice la seguridad para niños de 9 meses en adelante, así como para adultos. A lo largo del Capítulo 4 se ha descrito el proceso de diseño realizado. El resultado obtenido es un asiento apto para pasajeros de 9 meses en adelante, que cuenta con elementos de seguridad para niños y para adultos. Debía cumplir la normativa vigente, es decir, ser capaz de superar los ensayos exigidos por la norma. Por la naturaleza de los mismos (requieren ensayar el asiento, junto con un maniquí normalizado y todos los elementos de retención del asiento), no ha sido posible lograr dicho objetivo, dada la dificultad para simular todo lo anterior mediante elementos finitos y las limitaciones temporales existentes. La simulación por ordenador de los ensayos bien podría constituir por sí misma un proyecto fin de carrera completo.

104 CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES Sí se ha cumplido, no obstante, el siguiente objetivo propuesto. Gracias a los módulos en forma de U y al reposacabezas con protecciones laterales, el asiento protege frente a impactos laterales, evitando que la cabeza del pasajero golpee contra la puerta o la ventanilla del vehículo. El sistema propuesto es además cómo y fácil de usar, dado que el cambio entre configuraciones se realiza rápidamente y la colocación de los módulos es tremendamente simple. Gracias a los orificios con los que cuenta el respaldo, el asiento es compatible con ISOFIX. Además, no se necesitan accesorios externos al asiento. Comprobar la viabilidad económica del diseño. Como se demuestra en la Parte II, el proyecto resulta económicamente rentable con los supuestos realizados. Construir un prototipo, siempre que sea viable y que se cuente con el tiempo necesario para ello. No ha sido posible construir un prototipo, por falta de tiempo y recursos. En su lugar, se ha elaborado un modelo tridimensional con Catia Consideraciones finales y futuros desarrollos Gracias a los avances que se van logrando, la seguridad en los vehículos va siendo cada vez mayor. El abaratamiento y desarrollo de los procesos productivos permite, además, que la gran mayoría de vehículos cuente con sistemas de protección que hace años eran exclusivos de los modelos de las gamas más altas. Quizás no sea, por tanto, muy descabellado pensar que en un futuro pueda ser habitual que los coches vengan de serie con asientos integrados para niños. Uno no imagina un vehículo actual sin cinturones o reposacabezas traseros y, sin embargo, hace veinte años eran muy pocos los automóviles que los llevaban. Sucederá lo mismo con los asientos integrados? El tiempo lo dirá. Lo que sí es seguro es que el trabajo realizado a lo largo de este proyecto puede tomarse como punto de partida para futuros desarrollos basados en el asiento concebido. Las tareas que deberían comenzar abordándose en ese caso, serían las siguientes: 1. Preparar y realizar simulaciones de los ensayos exigidos en la norma. 72

105 CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES 2. Adaptar el asiento para cumplir las especificaciones, si no las cumpliera. 3. Mejorar la ergonomía del asiento, tanto para el adulto como para el niño. 4. Estudiar distintos materiales de relleno. 5. Diseñar un arnés de cinco puntos específico para el asiento. 6. Construir un modelo a tamaño real. 73

106 CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES 74

107 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía [1] Real Decreto 1428/2003, de 21 de noviembre, por el que sea aprueba el Reglamento General de Circulación para la aplicación y desarrollo del texto articulado de la Ley sobre Tráfico, Circulación de Vehículos a Motor y Seguridad Vial, aprobado por el Real Decreto Legislativo 339/1990, de 2 de marzo de 1990 [en línea]. Disponible en Web: <Reglamento de Circulación>. [2] COMISIÓN ECONÓMICA PARA EUROPA DE LAS NACIONES UNIDAS. Prescripciones uniformes relativas a la homologación de dispositivos de retención de niños ocupantes de vehículos de motor («sistemas de retención infantil»). ECE R44/04. Revisión 2. Diario Oficial de la Unión Europea, [3] SILLA COCHE BEBÉ. Cuestiones básicas antes de comprar una silla [en línea]. Disponible en Web: <Silla Coche Bebé>. [4] WINE, Agustín. Los Sistemas de Retención Infantil [en línea]. Seguridad Vial = Movilidad Segura, 5 de enero de Disponible en Web: <Seguridad Vial=Movilidad Segura>. [5] ORGANIZACIÓN DE CONSUMIDORES Y USUARIOS. Sillitas de coche para niños [en línea]. Organización de Consumidores y Usuarios, 19 de noviembre de Disponible en Web: <OCU>. [6] REAL AUTOMÓVIL CLUB DE ESPAÑA. Informe RACE: Análisis de los Sistemas de Retención Infantil 2011 [en línea]. Real Automóvil Club de España, junio de Disponible en Web: <RACE> [7] PASCUAL FERRER, Pablo J.; TORIL ESPEJO, Manuel. Asiento para automóvil es. Oficina Española de Patentes y Marcas. Patente ES U, 1 de marzo de 2005.

108 BIBLIOGRAFÍA [8] TZIOURAS, Juan A. Asiento convertible para automóvil es. Oficina Española de Patentes y Marcas. Patente ES U, 1 de octubre de [9] RODRIGO PEREÑA, Juan M. Asiento de vehículo convertible en asiento para niños. Oficina Española de Patentes y Marcas. Patente ES U, 18 de octubre de [10] LAPORTE, Alain; CARILLO, Pierre-Louis. Asiento empotrado para el transporte de niños en un vehículo automóvil. Oficina Española de Patentes y Marcas. Patente ES T3, 1 de febrero de [11] RODRÍGUEZ MONDELO, Pedro; SIMONET COMAS, Jaime. Asiento infantil polivalente, ergonómicamente adaptable, integrado en un asiento para adultos de vehículos automóvil. Oficina Española de Patentes y Marcas. Patente ES B1, 20 de octubre de [12] FERNÁNDEZ, Javier. Un vallisoletano patenta un asiento fijo de coche para bebés y niños [en línea]. El Norte de Castilla: Diario de Castilla y León, 28 de abril de Disponible en el Web: <El Norte de Castilla> [13] SNYDER, Richard G. Ph.D.; SCHNEIDER, Lawrence W. Ph.D.; OWINGS, Clyde L. Ph.D.; REYNOLDS, Herbert M. Ph.D.; GOLOMB, D. Henry Ph.D.; SCHORK, M. Anthony Ph.D. Anthropometry of infants, children, and youths to age 18 for product safety design [en línea]. Universidad de Michigan, 31 de mayo de Disponible en el Web: <Universidad de Michigan> [14] SEGUROS.ES. Más de familias en España poseen al menos cuatro coches [en línea]. Disponible en Web: <Seguros.es> [15] ACERLORMITTAL. Aceros Dual Phase [en línea]. AcerlorMittal, 26 de enero de Disponible en Web: <AcerlorMittal> [16] SWEDISH STEEL AB. Docol DP/DL Cold reduced dual phase steels [en línea]. Swedish Steel AB, 20 de mayo de Disponible en Web: <SSAB> 76

109 Parte II Estudio de Viabilidad Económica

110

111 Consideraciones preliminares Debido al celo con el que las empresas protegen toda aquella información que pueda proporcionarles ventaja competitiva, es complicado obtener datos reales de la fabricación de un asiento para coche. Por tanto, para poder realizar el estudio de viabilidad económica, se harán diversas suposiciones. El estudio constará de tres partes. En la primera se calcularán los costes de fabricación de un asiento estándar y se compararán con su precio de venta sin IVA, obteniéndose el margen de beneficio. Se llevará a cabo un proceso similar con el nuevo asiento, al que se le supondrá un margen de beneficio parecido al del asiento estándar. Finalmente se hará el estudio de rentabilidad, cuya finalidad será comprobar si en cinco años puede recuperarse la inversión realizada para patentar el diseño del asiento a nivel internacional. Se supondrá que la fábrica encargada de fabricar los asientos ya existe, y dispone de dos líneas de producción (con etapas de estampado, galvanizado e inyección de poliuretano), por lo que no serán necesarias inversiones en maquinaria, terrenos o edificaciones. Costes del asiento convencional Para el cálculo de costes se partirá de la información presentada en las Tablas 5.1 y 5.2. MATERIA PRIMA Acero laminado Zinc Poliuretano PRECIO 3,00 /kg 1,50 /kg 500,00 /m3 Tabla 5.1: Precios de compra de materias primas. PROCESO Estampado Inyección Galvanizado Soldadura Tapizado PRECIO 30,00 /h 30,00 /h 30,00 /h 15,00 /m 70,00 Tabla 5.2: Precio de los procesos de fabricación. En cuanto a la mano de obra, los datos de partida serán los siguientes: 79

112 DATO VALOR Jornada laboral h/año Horas productivas totales h/año Demanda anual de SRI 1,5 millones Producción anual de asientos Tabla 5.3: Datos relacionados con la mano de obra. Se ha supuesto que el número de asientos fabricados es de 15000, es decir, el 1 % de la demanda anual de SRI. Además, solamente se utilizará una de las líneas de producción de que se dispone. Siendo 6000 las horas productivas anuales, se puede concluir que se fabrican 2,5 asientos a la hora. Suponiendo que el tiempo de estampado es el doble que el de inyección y galvanizado, se han obtenido los costes por asiento mostrados en las Tablas 5.4, 5.5 y 5.6. MATERIA PRIMA PRECIO CANTIDAD NECESARIA COSTE Acero laminado 3,00 /kg 5,00 kg 15,00 Zinc 1,50 /kg 1,08 kg 1,61 Poliuretano 500,00 /m3 0,14 m3 70,50 TOTAL 87,11 Tabla 5.4: Costes de materiales por asiento fabricado. PROCESO PRECIO TIEMPO/CANTIDAD COSTE Estampado 30,00 /h 0,20 h 6,00 Inyección 30,00 /h 0,10 h 3,00 Galvanizado 30,00 /h 0,10 h 3,00 Soldadura 15,00 /m 0.6 m 10,00 Tapizado 70,00-70,00 TOTAL 92,00 Tabla 5.5: Costes de fabricación por asiento. Nº OPERARIOS SUELDO TIEMPO COSTE 5 (1 por proceso) 30 /h 0,4 h 60,00 TOTAL 60,00 Tabla 5.6: Costes de mano de obra por asiento fabricado. 80

113 El coste total de producción de cada asiento asciende, por tanto, a 239,11. El precio de venta, por otra parte, se supondrá de 260, obteniéndose un margen de beneficio del 8.8 %. Costes del nuevo asiento El cálculo de los costes del nuevo asiento se llevará a cabo del mismo modo que con el asiento convencional. Los datos de partida serán los mismos, salvo el del precio del tapizado, que será de 90, al ser mayor la superficie a tapizar. En este caso se utilizarán ambas líneas de producción, dado que el número de piezas que han de construirse es mayor. La plantilla, por tanto, se duplicará. A partir de las premisas anteriores se han calculado los costes presentados en las Tablas 5.7, 5.8 y 5.9. MATERIA PRIMA PRECIO CANTIDAD NECESARIA COSTE Acero laminado 3,00 /kg 9,50 kg 28,50 Zinc 1,50 /kg 1,61 kg 2,42 Poliuretano 500,00 /m3 0,14 m3 70,50 TOTAL 101,42 Tabla 5.7: Costes de materiales por asiento nuevo fabricado. PROCESO PRECIO TIEMPO/CANTIDAD COSTE Estampado 60,00 /h 0,20 h 12,00 Inyección 60,00 /h 0,10 h 6,00 Galvanizado 60,00 /h 0,10 h 6,00 Soldadura 15,00 /m 1 m 15,00 Tapizado 70,00-90,00 TOTAL 129,00 Tabla 5.8: Costes de fabricación por asiento nuevo. Nº OPERARIOS SUELDO TIEMPO COSTE 10 (2 por proceso) 30 /h 0,4 h 120,00 TOTAL 120,00 Tabla 5.9: Costes de mano de obra por asiento nuevo fabricado. El coste total de producción de cada asiento asciende, esta vez, a 350,42. Manteniendo el margen de beneficio en torno al 8 %, el precio de venta del 81

114 asiento se establecería en 380. La diferencia con el asiento estándar es de 120, precio competitivo frente a las sillas infantiles. Resultados Obtenidos los costes del nuevo asiento y su precio de venta, puede procederse a comprobar su rentabilidad. Se han supuesto los datos mostrados en la Tabla DATO VALOR Inflación 5 % Tasa de crecimiento real del coste 5 % Tasa de descuento 10 % Impuestos 36 % Inversión (patente internacional) ,00 Unidades vendidas Tabla 5.10: Información de partida para el estudio de viabilidad. Posteriormente se han obtenido los flujos de caja (en dinero corriente), suponiendo un período de 5 años para recuperar la inversión. En la Tabla 5.11 puede verse la evolución anual de los mismos. Finalmente se han calculado el Valor Actual Neto (VAN) y el Período de Retorno (PR), obteniéndose los siguientes resultados: INDICADOR Valor Actual Neto Período de Retorno VALOR ,34 3 años Tabla 5.12: Resultados obtenidos para el VAN y el PR. Dado que el VAN es positivo, puede concluirse que el proyecto es rentable en 5 años. No sólo se amortiza la inversión en la patente, sino que se obtendrían beneficios. El período de amortización de la inversión sería de 3 años, como indica el PR. Todos los cálculos del presente apartado se han basado en las ecuaciones descritas en la Parte III. 82

115 AÑO Ingresos , , , , ,41 Costes , , , , ,39 Margen Bruto , , , , ,02 Amortización , , , , ,00 Flujo de caja , , , , ,57 Flujo de caja descontado , , , , ,46 Tabla 5.11: Cálculo de flujos de caja durante un período de 5 años. 83

116 84

117 Parte III Anejos

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119 Ejemplos de sillas infantiles HTS BeSafe izi Comfort X3 Isofix Evaluación general: SATISFACTORIO Grupo de masa: I Tipo de SRI: Silla con cinturón tipo arnés y tensión central del cinturón. Peso: 14,7 kg Precio: 479,00 en Figura 5.1: Silla HTS BeSafe izi Comfort X3 Isofix. 87

120 Seguridad Manejo Ergonomía Puntos fuertes Muy bajos coeficientes de carga en choque lateral. Recorrido óptimo del cinturón de seguridad. La silla se mantiene estable en el vehículo. Muy poco riesgo de manejo erróneo. La adaptación a la talla del niño es muy sencilla. El montaje y la sujeción del niño con el cinturón de seguridad resultan fáciles. Instrucciones de manejo y advertencias fácilmente comprensibles. El apoyo para las piernas es satisfactorio. Acolchado satisfactorio. El niño se sienta en una posición conveniente. Ocupa un espacio aceptable. Puntos débiles Coeficientes de carga medios en choque frontal. La silla es muy pesada. La silla es muy estrecha. El niño tiene poca visibilidad hacia el exterior. Tabla 5.13: Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles de la silla HTS BeSafe izi Comfort X3 Isofix. CASUALPLAY Fix QR Evaluación general: MUY INSATISFACTORIO Grupo de masa: I Tipo de SRI: Silla con cinturón tipo arnés y tensión central del cinturón. Peso: 12,3 kg Precio: 246,43 1 en 1 Precio rebajado. Su precio normal es de 345,00. 88

121 Figura 5.2: Silla CASUALPLAY Fix QR. Seguridad Manejo Ergonomía Puntos fuertes Bajos coeficientes de carga en choque lateral. Es posible sujetar la silla muy firmemente al vehículo. Poco riesgo de manejo erróneo. Instrucciones de manejo y advertencias fácilmente comprensibles. El apoyo para las piernas es satisfactorio. Acolchado satisfactorio. El niño tiene buena visibilidad hacia el exterior. El niño se sienta en una posición conveniente. Puntos débiles Altos coeficientes de carga en choque frontal. Recorrido incorrecto del cinturón. El montaje y la sujeción del niño con el cinturón resultan complicados. La silla es pesada. Ocupa bastante espacio. La silla es muy estrecha. Tabla 5.14: Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles de la silla CA- SUALPLAY Fix QR. 89

122 PHIL & TEDS Tott-XT Evaluación general: MUY INSATISFACTORIO Grupo de masa: I/II/III Tipo de SRI: Silla con cinturón tipo arnés y tensión central del cinturón. Peso: 5,0 kg Precio: 111,80 2 en Figura 5.3: Silla PHIL & TEDS Tott-XT. 2 Precio rebajado. Su precio normal es de 124,22. 90

123 Seguridad Manejo Ergonomía Puntos fuertes Recorrido satisfactorio del cinturón. El montaje es muy sencillo y rápido. Silla muy ligera. El apoyo para las piernas es muy satisfactorio. Acolchado satisfactorio. El niño tiene buena visibilidad hacia el exterior. El niño se sienta en una posición conveniente. Ocupa un espacio aceptable. Ofrece un espacio satisfactorio. Puntos débiles Coeficientes de carga medios en choque frontal. Altos coeficientes de carga en choque frontal. Resulta difícil unir la silla al vehículo. Resulta complicado sujetar al niño con el cinturón. Las instrucciones y las advertencias son contradictorias. Tabla 5.15: Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles de la silla PHIL & TEDS Tott-XT. Ejemplos de cojines elevadores RECARO Milano Evaluación general: SATISFACTORIO Grupo de masa: II/III Tipo de SRI: Cojín elevador con respaldo. Peso: 5,4 kg Precio: 147,01 en 91

124 Figura 5.4: Cojín elevador con respaldo RECARO Milano. Seguridad Manejo Ergonomía Puntos fuertes Bajos coeficientes de carga en choque lateral. Recorrido satisfactorio del cinturón. Muy poco riesgo de manejo erróneo. El montaje y la sujeción del niño con el cinturón de seguridad resultan fáciles. Instrucciones de manejo y advertencias fácilmente comprensibles. Silla muy ligera. El apoyo para las piernas es satisfactorio. Acolchado muy satisfactorio. Ocupa un espacio aceptable. Puntos débiles Coeficientes de carga medios en choque frontal. La silla no se puede sujetar firmemente del todo al vehículo. La posición sentada es inconveniente. La silla es muy estrecha. El niño tiene poca visibilidad hacia el exterior. Tabla 5.16: Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles del cojín elevador RECARO Milano. 92

125 GRACO Junior Maxi Evaluación general: MUY INSATISFACTORIO Grupo de masa: II/III Tipo de SRI: Cojín elevador con respaldo. Peso: 3,2 kg Precio: 74,99 en Figura 5.5: Cojín elevador GRACO Junior Maxi. 93

126 Seguridad Manejo Ergonomía Puntos fuertes Poco riesgo de manejo erróneo. Resulta fácil sujetar al niño con el cinturón de seguridad. El montaje es muy sencillo y rápido. Instrucciones de manejo y advertencias fácilmente comprensibles. Silla muy ligera. El apoyo para las piernas es satisfactorio. Acolchado satisfactorio. El niño tiene buena visibilidad hacia el exterior. El niño se sienta en una posición conveniente. Ocupa poco espacio. Puntos débiles Coeficientes de carga medios en choque frontal. Altos coeficientes de carga en choque frontal. Recorrido incorrecto del cinturón. Resulta difícil unir la silla al vehículo. Tabla 5.17: Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles del cojín elevador GRACO Junior Maxi. BREVI OKI B.fix Evaluación general: MUY INSATISFACTORIO Grupo de masa: II/III Tipo de SRI: Cojín elevador con respaldo. Peso: 6,8 kg Precio: 169,00 en 94

127 Figura 5.6: Cojín elevador BREVI OKI B.fix. Seguridad Manejo Ergonomía Puntos fuertes Recorrido satisfactorio del cinturón. Poco riesgo de manejo erróneo. Resulta fácil instalar la silla. Instrucciones de manejo y advertencias fácilmente comprensibles. Silla ligera. El apoyo para las piernas es satisfactorio. Acolchado satisfactorio. El niño tiene buena visibilidad hacia el exterior. El niño se sienta en una posición conveniente. Ocupa un espacio aceptable. Puntos débiles Coeficientes de carga medios en choque frontal. Altos coeficientes de carga en choque frontal. Resulta difícil unir la silla al vehículo. Resulta complicado sujetar al niño con el cinturón. Tabla 5.18: Tabla resumen de los puntos fuertes y débiles del cojín elevador BREVI OKI B.fix. 95

128 Estudio antropométrico Altura y peso Tanto la altura como el peso son parámetros en los que se basa la normativa vigente para regular el uso y homologación de los SRI. A la hora de diseñar un asiento, además, es necesario que sea capaz de soportar el peso del menor a cualquier edad. Edad (Años) Media (cm) Percentil 95 (cm) 9-11 meses 73,0 77, meses 76,5 80, meses 79,2 84, meses 82,6 88,3 2,0-3,5 93,4 100,8 3,5-4,5 101,4 109,1 4,5-5,5 108,3 115,8 5,5-6,5 114,6 123,7 6,5-7,5 121,2 130,5 7,5-8,5 126,9 136,9 8,5-9,5 133,0 142,3 9,5-10,5 137,7 148,3 10,5-11,5 143,3 154,6 11,5-12,5 148,8 160,4 Tabla 5.19: Altura. 96

129 Edad (Años) Media (kg) Percentil 95 (kg) 9-11 meses 9,2 10, meses 10,1 12, meses 10,6 ** meses 11,5 13,2 2,0-3,5 14,1 17,1 3,5-4,5 16,2 19,6 4,5-5,5 18,3 22,1 5,5-6,5 20,5 25,6 6,5-7,5 23,7 31,1 7,5-8,5 26,6 36,9 8,5-9,5 29,7 40,0 9,5-10,5 33,1 45,5 10,5-11,5 37,2 53,2 11,5-12,5 40,3 54,7 ** No se tienen datos. Tabla 5.20: Peso. A la vista de la información antropométrica y de los objetivos propuestos anteriormente, queda claro que el asiento que se diseñe pertenecerá a los grupos de masa I/II/III definidos en el Apartado Dimensiones corporales Se necesitan para diseñar correctamente el asiento y el respaldo del SRI. 97

130 Altura sentado Edad (Años) Media (cm) Percentil 95 (cm) 9-11 meses 47,6 50, meses 49,0 51, meses 49,8 53, meses 51,5 54,9 2,0-3,5 54,4 58,8 3,5-4,5 57,6 61,5 4,5-5,5 60,5 64,9 5,5-6,5 63,4 67,7 6,5-7,5 65,8 70,9 7,5-8,5 68,2 73,0 8,5-9,5 70,3 75,2 9,5-10,5 72,1 76,9 10,5-11,5 74,5 80,7 11,5-12,5 76,7 83,2 Tabla 5.21: Altura sentado. Medida como se muestra en la Tabla 5.21, da una idea de la altura que ha de tener el asiento con su correspondiente reposacabezas para garantizar la seguridad del pasajero en todo momento. 98

131 Altura de los ojos sentado Edad (Años) Media (cm) Percentil 95 (cm) 2,0-3,5 43,7 47,5 3,5-4,5 46,8 51,6 4,5-5,5 49,8 54,5 5,5-6,5 51,9 56,6 6,5-7,5 54,4 59,3 7,5-8,5 57,1 62,0 8,5-9,5 59,4 64,7 9,5-10,5 60,5 64,8 10,5-11,5 62,5 69,2 11,5-12,5 65,0 69,9 Tabla 5.22: Altura de los ojos sentado. Sirve para determinar la altura a la que el pasajero apoyaría su cabeza sobre el reposacabezas. Se mide según indica la Tabla Anchura de caderas sentado Para que el pasajero viaje cómodo, el ancho del asiento del SRI debe ser igual o mayor que su anchura de caderas. Si el asiento cuenta con protecciones laterales para limitar el desplazamiento del cuerpo en caso de choque lateral, debe garantizarse que el menor quede situado entre ellas. De no ser así, si el niño se sentara sobre las protecciones, por ser el asiento demasiado estrecho, la utilidad de las mismas sería nula. 99

132 Edad (Años) Media (cm) Percentil 95 (cm) 9-11 meses 16,6 18, meses 16,9 18, meses 17,1 19, meses 17,1 19,1 2,0-3,5 19,1 21,3 3,5-4,5 19,9 21,9 4,5-5,5 20,7 23,0 5,5-6,5 21,5 23,8 6,5-7,5 22,7 26,6 7,5-8,5 23,9 28,1 8,5-9,5 24,9 29,2 9,5-10,5 26,0 29,7 10,5-11,5 27,2 32,8 11,5-12,5 28,3 33,2 Tabla 5.23: Anchura de caderas sentado. Distancia espalda-rodilla sentado Esta dimensión es necesaria para determinar la profundidad que debe tener el asiento del SRI. Una profundidad de asiento inadecuada puede hacer que el pasajero no pueda doblar las piernas o, por el contrario, que apenas pueda apoyarlas. Dado que la distancia espalda-rodilla varía con la altura del menor, hay que encontrar una profundidad de asiento válida a lo largo de todo su crecimiento. 100

133 Edad (Años) Media (cm) Percentil 95 (cm) 9-11 meses 19,2 21, meses 19,9 22, meses 21,3 24, meses 22,6 26,5 2,0-3,5 28,4 31,4 3,5-4,5 31,4 35,0 4,5-5,5 33,9 37,0 5,5-6,5 36,1 39,4 6,5-7,5 39,1 43,3 7,5-8,5 41,3 45,7 8,5-9,5 43,8 48,2 9,5-10,5 45,9 51,1 10,5-11,5 48,2 53,9 11,5-12,5 50,3 55,4 Tabla 5.24: Distancia espalda-rodilla sentado. Anchura de hombros Determina la anchura que debe tener el respaldo del SRI para que el menor viaje cómodamente. En caso de que el respaldo cuente con protecciones laterales, se debe asegurar que ni la espalda del pasajero, ni sus hombros, se apoyen sobre ellas. 101

134 Edad (Años) Media (cm) Percentil 95 (cm) 9-11 meses 21,1 23, meses 21,3 23, meses 21,7 23, meses 22,4 23,9 2,0-3,5 24,4 26,9 3,5-4,5 25,7 28,2 4,5-5,5 26,8 29,1 5,5-6,5 28,1 31,3 6,5-7,5 29,5 33,1 7,5-8,5 30,7 34,1 8,5-9,5 32,1 35,7 9,5-10,5 33,1 37,9 10,5-11,5 34,4 39,9 11,5-12,5 35,3 39,9 Dimensiones de la cabeza Tabla 5.25: Anchura de hombros. Son necesarias a la hora de diseñar el reposacabezas del asiento. Anchura de la cabeza Para garantizar la seguridad del pasajero, la anchura del reposacabezas debe ser igual o mayor que la de su cabeza. Las protecciones laterales del mismo han de situarse siempre a los lados de la cabeza del menor. De no ser así, éste podría sufrir graves lesiones en caso de choque lateral. 102

135 Edad (Años) Media (cm) Percentil 95 (cm) 9-11 meses 12,2 12, meses 12,7 13, meses 12,7 13, meses 12,9 13,6 2,0-3,5 13,4 14,4 3,5-4,5 13,7 14,5 4,5-5,5 13,8 14,7 5,5-6,5 13,9 14,8 6,5-7,5 14,1 15,0 7,5-8,5 14,2 14,9 8,5-9,5 14,2 15,1 9,5-10,5 14,4 15,1 10,5-11,5 14,5 15,4 11,5-12,5 14,6 15,3 Tabla 5.26: Anchura de la cabeza. Profundidad de la cabeza Con ella se determina la profundidad que deben tener las protecciones laterales del reposacabezas. Si bien éstas pueden limitar la visión del pasajero, aumentan notablemente su protección frente a ciertos impactos. 103

136 Edad (Años) Media (cm) Percentil 95 (cm) 9-11 meses 16,0 16, meses 16,7 17, meses 16,7 17, meses 17,1 18,4 2,0-3,5 17,5 18,4 3,5-4,5 17,9 18,9 4,5-5,5 18,1 19,2 5,5-6,5 18,2 19,0 6,5-7,5 18,2 19,3 7,5-8,5 18,6 19,6 8,5-9,5 18,6 19,4 9,5-10,5 18,6 19,6 10,5-11,5 18,6 19,7 11,5-12,5 18,8 19,7 Tabla 5.27: Profundidad de la cabeza. Altura de la cabeza El reposacabezas debe estar diseñado de manera que abarque la altura completa de la cabeza. Ello aumenta la seguridad del dispositivo y evita que se puedan producir lesiones de cuello derivadas de un mal apoyo de la cabeza del pasajero sobre el reposacabezas. 104

137 Edad (Años) Media (cm) Percentil 95 (cm) 2,0-3,5 17,3 19,0 3,5-4,5 17,9 19,3 4,5-5,5 17,9 19,0 5,5-6,5 18,4 19,7 6,5-7,5 18,7 19,9 7,5-8,5 18,8 20,5 8,5-9,5 19,0 20,8 9,5-10,5 19,5 21,0 10,5-11,5 19,9 21,8 11,5-12,5 20,0 21,7 Tabla 5.28: Altura de la cabeza. 105

138 Ecuaciones utilizadas en el estudio de rentabilidad Variables V 0 P 0 Ventas. Pagos. V j Ventas en dinero corriente en el año j. P j Pagos en dinero corriente en el año j. MB j Margen Bruto en dinero corriente en el año j. FC j Flujos de caja en dinero corriente en el año j. FC j descontado Flujo de caja en dinero corriente una vez aplicada la tasa de descuento en el año j. r i r r Inflación. Tasa de crecimiento real del coste. i Tasa de descuento. j Año. INV Inversión inicial. N Número de años. Ecuaciones para el cálculo de flujos de caja V j = V 0 (1 + r i ) j (1 + r r ) j (5.1) P j = P 0 (1 + r i ) j (1 + r r ) j (5.2) MB j = V j P j (5.3) F C j = MB j t (MB j INV N ) (5.4) 106

139 F C descontado j Índices de rentabilidad Valor Actual Neto (VAN) V AN = = MB j t (MB j INV N ) (1 + i) j (5.5) N j=1 Período de Retorno de la inversión (PR) V AN(P R) = F C j INV (5.6) (1 + i) j N j=1 F C j INV (5.7) (1 + i) j 107

140

141 DOCUMENTO Nº2 PLANOS

142

143 ÍNDICE GENERAL Índice general 1. Planos del asiento 1 2. Planos de los módulos y del reposacabezas 13

144 ÍNDICE GENERAL

145 CAPÍTULO 1. PLANOS DEL ASIENTO Capítulo 1 Planos del asiento A lo largo del presente capítulo se mostrará el plano general del asiento, así como los planos de las piezas más relevantes de su estructura, indicadas en la Figura 1.1. Figura 1.1: Componentes de la estructura del asiento.

146 CAPÍTULO 1. PLANOS DEL ASIENTO 2

147 100 D C B A DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO A4 20/05/2012 ESCALA 1:10 XXX MASA (kg) PIEZA PFC Universidad Pontificia de Comillas ICAI XXX 1/10 PFCVISTA GENERALASIENTO Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. HOJA I H G F E D C B A 1 D A

148 D C 4 B A A A Sección A-A R DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO A4 ESCALA 1:5 20/05/2012 XXX MASA (kg) 0.42 PIEZA PFC Universidad Pontificia de Comillas ICAI 1-PFCBARRASUPERIOR Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. HOJA 2/10 I H G F E D C B A 1 D A

149

150 D C 4 B A 4 62 R5 R R R52 R R9 R18.5 R8.5 R R DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO A4 ESCALA 1:5 20/05/2012 XXX MASA (kg) 0.35 PIEZA PFC Universidad Pontificia de Comillas ICAI 3-PFCPLACALATERALRESPALDO 4/10 Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. HOJA I H G F E D C B A 1 D A

151 D C 4 B A 4 R R R2.5 R A R R2 Detalle A Escala: 2:5 R30 R20.5 R DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO A4 ESCALA 1:5 20/05/2012 XXX MASA (kg) 0.27 PIEZA PFC Universidad Pontificia de Comillas ICAI 4-PFCLATERALASIENTOMENOR 5/10 Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. HOJA I H G F E D C B A 1 D A

152 D C 4 B A R DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO A4 ESCALA 1:5 20/05/2012 XXX MASA (kg) 0.29 PIEZA PFC Universidad Pontificia de Comillas ICAI 5-PFCMALLAASIENTOMENOR 6/10 Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. HOJA I H G F E D C B A 1 D A

153 D C B A R A R Vista Auxiliar A DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO A4 ESCALA 1:5 20/05/2012 XXX MASA (kg) 0.26 PIEZA PFC Universidad Pontificia de Comillas ICAI 6-PFCPLANCHATRASERA 7/10 Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. HOJA I H G F E D C B A 1 D A

154 D C 4 B A R55 R R R DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO A4 ESCALA 1:5 20/05/2012 XXX MASA (kg) 0.63 PIEZA PFC Universidad Pontificia de Comillas ICAI 7-PFCLATERALASIENTO 8/10 Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. HOJA I H G F E D C B A 1 D A

155 D C 4 B A R34 R DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO A4 ESCALA 1:5 20/05/2012 XXX MASA (kg) 0.40 PIEZA PFC Universidad Pontificia de Comillas ICAI 8-PFCPLANCHADELANTERA 9/10 Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. HOJA I H G F E D C B A 1 D A

156 D C B A R R250 3 R DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO 20/05/2012 A4 XXX Universidad Pontificia de Comillas ICAI ESCALA MASA (kg) PIEZA HOJA 1: PFC 9-PFCPLANCHAASIENTO 10/10 Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. I H G F E D C B A 1 D A

157 CAPÍTULO 2. PLANOS DE LOS MÓDULOS Y DEL REPOSACABEZAS Capítulo 2 Planos de los módulos y del reposacabezas En el presente capítulo se incluye la vista general del reposacabezas y los planos de la estructura interna, tanto de los módulos como del reposacabezas del asiento. Dichos elementos se muestran en la Figura 2.1. Figura 2.1: Elementos estructurales de los módulos y el reposacabezas.

158 CAPÍTULO 2. PLANOS DE LOS MÓDULOS Y DEL REPOSACABEZAS 14

159 D C B A R R DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO 20/05/2012 A4 XXX ESCALA MASA (kg) PIEZA HOJA 1:5 XXX PFC Universidad Pontificia de Comillas ICAI PFCCONJUNTOREPOSACABEZAS Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. 1/4 I H G F E D C B A 1 D A

160 D C 4 B A R R R R DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO A4 ESCALA 1:5 20/05/2012 XXX MASA (kg) 0.92 PIEZA PFC Universidad Pontificia de Comillas ICAI 1-PFCMÓDULOESTÁNDAR Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. HOJA 2/4 I H G F E D C B A 1 D A

161 D C B A R R R DISEÑADO POR: F. JAVIER MARISCAL GALVÁN FECHA: COMPROBADO POR: XXX FECHA: TAMAÑO A4 ESCALA 1:5 20/05/2012 XXX MASA (kg) 0.73 PIEZA PFC Universidad Pontificia de Comillas ICAI 2-PFCMÓDULOREPOSACABEZAS Este plano pertenece a su autor; queda prohibida su reproducción sin el consentimiento escrito del mismo. HOJA 3/4 I H G F E D C B A 1 D A

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