1. Prueba de impacto delantero

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1 Fichas Técnicas de Reparación de Vehículos Carrocería No.3 MAYO 2009 DEFORMACIONES PROGRAMADAS INTRODUCCIÓN La carrocería de los automóviles ha evolucionado con el paso de los años, en sus inicios eran fabricadas en madera, años más tarde se empezó a introducir el empleo de materiales más resistentes como el acero; hoy en día se están utilizando materiales como el aluminio, fibra de carbono y plástico, además de las diferentes aleaciones de acero. Los vehículos en otro tiempo eran demasiado rígidos y muy resistentes en todo su conjunto; ante un impacto la mayor parte de la energía se proyectaba hacia el habitáculo, ocasionando con ello daños considerables en los ocupantes. En la actualidad los automóviles están diseñados de tal forma que ante un impacto su deformación ocurre de modo progresivo y se origina desde el propio diseño del vehículo; a este aspecto se le conoce como deformación programada y es parte de la seguridad pasiva de los automóviles. 1. Prueba de impacto delantero LA CARROCERÍA DEL AUTOMÓVIL Es importante mencionar como se compone una carrocería autoportante para entender el comportamiento de la misma en una colisión, en la cual se pueden diferenciar tres zonas en función a su deformación al momento de una colisión, siendo éstas: Zona Central (habitáculo) Zona Anterior (delantera) Zona Posterior (trasera)

2 1. Zona Central (habitáculo) La parte central es considerada como la zona más resistente del vehículo debido a su diseño, los materiales con los que está fabricado, así como a los métodos de unión y a la gran cantidad de refuerzos con los que cuentan las piezas como el estribo, el piso y los postes, entre otros. Es una zona muy rígida e indeformable a diferencia de las zonas delantera y trasera las cuales se deforman de manera programada. 2. Prueba de impacto lateral 2. Zona Anterior (delantera) Los accidentes más comunes ocurren por la parte frontal del vehículo y es uno de los impactos más penetrantes. Por lo que es la zona con mayor número de puntos fusibles. Las partes principales de la estructura en la zona delantera de la carrocería son: los largueros, alma metálica, marco del radiador, y cajas de rueda. Desde el punto de vista de seguridad esta zona está diseñada con la finalidad de disipar la mayor cantidad de energía producida durante un impacto. Para esto, se realizan distintos estudios enfocados a la deformación de dichos elementos, por medio de los puntos fusibles, logrando distancias amplias de deformación. Los fabricantes de automóviles toman en cuenta los siguientes criterios para disipar la energía liberada en un impacto: Integración de puntos fusibles. Duplicar la rigidez de las piezas manteniendo su longitud. Aumentar la longitud de los elementos manteniendo la rigidez (mayor espacio en el alojamiento del motor, aumentando la longitud de los largueros). La conjunción de las alternativas anteriores. Dispositivos de absorción de impactos (brack s). 2

3 Los largueros delanteros son componentes importantes para la disipación de la energía en un impacto frontal. Su estructura más común es en forma de C o de U y van soldados de tal forma que representan la apariencia de una caja. También se toman en cuenta circunstancias particulares en su diseño geométrico, y así poder albergar algunos componentes y sistemas de absorción (brack s). Los espesores utilizados en la lámina son diversos. Encontramos largueros formados por la unión de varias láminas fusionadas mediante soldadura, obteniendo así distintos niveles de resistencia. Para poder obtener la deformación progresiva de los largueros es necesaria la creación de puntos fusibles, esto se consigue al cambiar la forma del larguero en zonas específicas, variando los espesores de las láminas y la geometría de los mismos, dependiendo del grado de deformación que se quiera obtener. Este proceso es simple hasta cierto punto, y se basa en la interpretación del diseño de la carrocería para identificar los distintos niveles de energía que ocurrirán durante un impacto. La unión de los largueros es de vital importancia ya que se debe evitar la inserción de éstos en el piso del habitáculo. Por tal motivo, se debe realizar la transmisión de fuerzas a los largueros en conjunto con determinadas piezas del habitáculo como postes centrales o marco de parabrisas, los cuales se encargan de disipar la energía en distintas direcciones. 3. Zona Posterior (trasera) La parte trasera de la carrocería, estructuralmente es más simple que la delantera y la forma en que se distribuye la energía es similar ha como se produce en la parte delantera: la energía es transferida a lo largo de la estructura, por medio de los largueros posteriores, de los postes y marco del medallón. En un caso de colisión trasera (alcance), la parte posterior a diferencia de la frontal también resulta menos peligrosa desde el punto de vista de la seguridad, lo anterior se debe gracias al piso de la cajuela, el cual por su conformación se encarga de distribuir muy eficientemente los esfuerzos al producirse un alcance. Aunque los alcances son menos frecuentes, igualmente se integran zonas de deformación programada. Hoy en día los automóviles modernos han incorporado a sus diseños los brack s, elementos novedosos que son sistemas de absorción de impactos y que tienden a deformarse para evitar transmitir la energía hacia el habitáculo. Así como el uso del aluminio implementado desde hace dos décadas en la fabricación de carrocerías de automóviles. El aluminio es un material que utilizan importantes fabricantes de automóviles como Audi, BMW, Honda, Jaguar, etc. De esta manera, se logra reducir el peso de la carrocería en un 40%, creando vehículos ligeros, de menor consumo de combustible y reciclables en un alto porcentaje, una vez que finaliza su vida útil. Estas propiedades de ligereza y reciclaje, junto con otra serie de características justifican el uso del aluminio en la fabricación de carrocerías. Cabe señalar que dichas carrocerías bajo ciertos tratamientos pueden presentar gran rigidez, con una elevada capacidad de absorción de energía, zonas de deformación programada y perfiles de mayor espesor, siendo estas cualidades las más importantes en este tipo de deformación, ya que no representan un aumento de peso significativo en el vehículo. Todo ello permite crear carrocerías tan seguras y fiables como las tradicionales de acero. Por tanto podemos darnos cuenta que todos estos cambios que surgieron en las ultimas décadas han sido enfocados en gran parte a la seguridad de los ocupantes, realizando distintos cambios en la carrocería tanto en diseño como en materiales, e implementando distintos tipos de dispositivos de seguridad llegando así al grado de poder programar la deformación que ocurrirá al instante de una colisión, evitando así una gran cantidad de accidentes mortales. 3

4 SEGURIDAD EN EL AUTOMOVIL En la carrocería del automóvil se cuenta con dos tipos de seguridad: 1. Seguridad activa: Es el conjunto de elementos, sistemas o conceptos de diseño incorporados en el vehículo, que le confieren un correcto comportamiento en la marcha y entre los que se encuentran: Neumáticos (conjunto llanta y rin), dirección, suspensión, frenos, sistemas de control de tracción, sistemas electrónicos de estabilidad, sistemas de iluminación, limpiaparabrisas yretrovisores térmicos entre otros. El objetivo de la seguridad activa es que el conjunto de sistemas ayuden a una buena conducción y reduzcan de forma significativa el riesgo de alguna colisión. 3. Sistemas mecánicos 2. Seguridad pasiva: Es la encargada de minimizar los posibles daños de los ocupantes del vehículo en el caso de accidente. En esta se engloban desde el diseño de las estructuras de deformación programada del automóvil para que absorban la energía en caso de impacto (puntos fusibles), hasta los cinturones de seguridad, las bolsas de aire (airbag), reposa cabezas y cristales. 4. Sistema de airbags 5. Sistema de cabeceras 6. Estructura de la carrocería Deformación Programada: Es parte de la seguridad pasiva de los automóviles; consiste en la deformación por etapas, de la sección de la carrocería sobre la que se está recibiendo el impacto. Depende de diferentes factores como: Material Espesor de las láminas Forma de las láminas Puntos fusibles Dispositivos de absorción (bracks) 7. Deformación programada 4

5 La absorción de la energía se logra a través del empleo de materiales como el acero, aluminio y plástico. Se utilizan en la fabricación de la parte frontal y trasera de los vehículos, en los conjuntos defensa (facia, alma y absorbedor), bracks y largueros. Como se mencionó anteriormente, el espesor de la lámina juega un papel muy importante al momento de programar una deformación en la carrocería. Ejemplo de ello son las láminas que componen las almas metálicas y los largueros que cuentan con espesores mayores a 1.0 mm, mientras que los lienzos tienen espesores de 0.7 mm. 8. Diferentes configuraciones de puntos fusibles La configuración de las piezas puede generar mayor o menor resistencia, esto se puede observar en algunos largueros, ya que de acuerdo a su diseño generalmente la punta es más angosta y conforme se encuentran más cerca del habitáculo son más amplios. Puntos Fusibles: Estas son variaciones estratégicas-geométricas de la lámina, propias de las partes estructurales, generadas para permitir la deformación ordenada de la estructura, se presentan en forma de muescas y orificios de diferentes configuraciones. Los elementos de absorción conocidos como bracks se fabrican en distintas configuraciones, las más comunes trabajan por medio de un sistema mecánico ya sean corrugados o con ondulaciones, hidráulicos (generalmente aceite u otro fluido), neumáticos (con algún tipo de gas), etc. Estos dos últimos son los mas recientes en el mercado y constan de una caja o tubo hueco deslizable sobre o dentro de otro con distintos mecanismos de funcionamiento que al momento del impacto, son uno de los primeros elementos que amortiguan la colisión, disipando y absorbiendo la energía producida, estos se localizan en la defensa trasera y delantera del automóvil. 9. Bracks CONCLUSIÓN Los automóviles modernos incorporan sistemas que contribuyen al buen desempeño del vehículo (frenos, suspensión, dirección, etc.) permitiendo un manejo más cómodo y seguro. La configuración de las carrocerías permite que la energía liberada en una colisión sea absorbida por la estructura principalmente por las zonas frontal y trasera, siendo en estas zonas en donde se incorporan los diferentes sistemas para absorber la energía como los largueros, bracks, alma metálica, etc. y tienen el objetivo de deformarse por etapas dependiendo de la intensidad del impacto, logrando con esto mantener el espacio vital para los pasajeros que es el habitáculo. 5