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Esto es lo que ocurriría en un accidente a alta velocidad sin un airbag, incluso si el conductor se abrochará el cinturón de seguridad. Es un gran reto de ingeniería llevar al cuerpo humano de una alta velocidad al reposo en un tiempo de 100 milisegundos sin dañar mucho su cuerpo.
Conozcamos esta tecnología salva vidas entendiendo el mecanismo de inflado del airbag que curiosamente se produce gracias a una explosión química. Se supone que los cinturones de seguridad impiden el movimiento del cuerpo humano. Sin embargo, durante los accidentes estos cinturones de seguridad ejercen una enorme fuerza sobre el pecho y pueden provocar lesiones en los órganos internos.
Para evitar esta enorme fuerza sobre el pecho, los cinturones de seguridad modernos liberan ligeramente el cinturón de seguridad con ayuda de una barra de torsión. Esta acción hace que la parte superior del cuerpo se mueva ligeramente hacia adelante, pero una vez que la barra de torsión termina de liberar el cinturón, el movimiento de la parte superior del cuerpo se mantiene allí.
Ten en cuenta que el cinturón de seguridad mantiene el movimiento de la parte superior del cuerpo excepto el cuello y la cabeza. Cuando el cuello y la cabeza siguen en movimiento, puedes adivinar lo que ocurrirá. La cabeza va en un movimiento pendular perfecto en un accidente de alta velocidad. El resultado puede ser devastador, incluso con el cinturón de seguridad.
Por este motivo los ingenieros inventaron los airbags. Estos tienen un efecto amortiguador y al mismo tiempo evitan que golpees el tablero. El primer intento de inflar el airbag mediante un sistema de aire comprimido fue un fracaso. Este diseño tenía dos problemas principales: el resorte no era capaz de determinar el accidente con precisión, y el aire comprimido no era capaz de llenar el airbag lo suficientemente rápido como para evitar los daños del accidente.
Por estas razones no se utilizaron comercialmente. El fundador de los sistemas de seguridad y Joyson, el señor Al Encubrir, tuvo algunas ideas innovadoras para resolver estos problemas. Primero mejoró la precisión del sensor utilizando un sensor en bola en tubo. En este sensor una bola de acero se mantiene en posición con la ayuda de un imán. Cuando ocurre una colisión, el auto desacelera muy rápidamente, pero la bola se separa del imán debido a su inercia. La bola se mueve hacia adelante para cerrar el circuito y envía una señal al inflador.
La segunda y su mayor contribución fue el uso de explosivos químicos en vez de aire comprimido. El señor Brito utilizó una sustancia química llamada ácida sódica para este propósito. La especialidad de la ácida sódica es tal que si este producto químico sólido se dispara con una temperatura superior a 300 grados centígrados, se convertiría en estado gaseoso de forma rápida y directa. Los 50 gramos de ácida sódica generan alrededor de 70 litros de nitrógeno.
Este químico se introduce en un cilindro hermético en el volante. La señal eléctrica enviada por el sensor de la bola pasa por un dispositivo pirotécnico. Es un cable fino y resistente. Cuando la corriente pasa a través de él, éste genera una temperatura de más de 300 grados centígrados. Esto hace que la ácida de sodio explote y genere gas nitrógeno muy rápidamente. Esto es capaz de inflar la bolsa en 30 milisegundos.
Estos dos avances hicieron posible el uso comercial de los airbags. Este diseño patentado por la corporación Break fue lanzado por Priceline en sus autos modelos 80 y Toná en 1988. Esto fue un éxito masivo y todos los demás fabricantes de automóviles empezaron a implementar tecnologías de airbag similares.
Conozcamos esta tecnología salva vidas entendiendo el mecanismo de inflado del airbag que curiosamente se produce gracias a una explosión química. Se supone que los cinturones de seguridad impiden el movimiento del cuerpo humano. Sin embargo, durante los accidentes estos cinturones de seguridad ejercen una enorme fuerza sobre el pecho y pueden provocar lesiones en los órganos internos.
Para evitar esta enorme fuerza sobre el pecho, los cinturones de seguridad modernos liberan ligeramente el cinturón de seguridad con ayuda de una barra de torsión. Esta acción hace que la parte superior del cuerpo se mueva ligeramente hacia adelante, pero una vez que la barra de torsión termina de liberar el cinturón, el movimiento de la parte superior del cuerpo se mantiene allí.
Ten en cuenta que el cinturón de seguridad mantiene el movimiento de la parte superior del cuerpo excepto el cuello y la cabeza. Cuando el cuello y la cabeza siguen en movimiento, puedes adivinar lo que ocurrirá. La cabeza va en un movimiento pendular perfecto en un accidente de alta velocidad. El resultado puede ser devastador, incluso con el cinturón de seguridad.
Por este motivo los ingenieros inventaron los airbags. Estos tienen un efecto amortiguador y al mismo tiempo evitan que golpees el tablero. El primer intento de inflar el airbag mediante un sistema de aire comprimido fue un fracaso. Este diseño tenía dos problemas principales: el resorte no era capaz de determinar el accidente con precisión, y el aire comprimido no era capaz de llenar el airbag lo suficientemente rápido como para evitar los daños del accidente.
Por estas razones no se utilizaron comercialmente. El fundador de los sistemas de seguridad y Joyson, el señor Al Encubrir, tuvo algunas ideas innovadoras para resolver estos problemas. Primero mejoró la precisión del sensor utilizando un sensor en bola en tubo. En este sensor una bola de acero se mantiene en posición con la ayuda de un imán. Cuando ocurre una colisión, el auto desacelera muy rápidamente, pero la bola se separa del imán debido a su inercia. La bola se mueve hacia adelante para cerrar el circuito y envía una señal al inflador.
La segunda y su mayor contribución fue el uso de explosivos químicos en vez de aire comprimido. El señor Brito utilizó una sustancia química llamada ácida sódica para este propósito. La especialidad de la ácida sódica es tal que si este producto químico sólido se dispara con una temperatura superior a 300 grados centígrados, se convertiría en estado gaseoso de forma rápida y directa. Los 50 gramos de ácida sódica generan alrededor de 70 litros de nitrógeno.
Este químico se introduce en un cilindro hermético en el volante. La señal eléctrica enviada por el sensor de la bola pasa por un dispositivo pirotécnico. Es un cable fino y resistente. Cuando la corriente pasa a través de él, éste genera una temperatura de más de 300 grados centígrados. Esto hace que la ácida de sodio explote y genere gas nitrógeno muy rápidamente. Esto es capaz de inflar la bolsa en 30 milisegundos.
Estos dos avances hicieron posible el uso comercial de los airbags. Este diseño patentado por la corporación Break fue lanzado por Priceline en sus autos modelos 80 y Toná en 1988. Esto fue un éxito masivo y todos los demás fabricantes de automóviles empezaron a implementar tecnologías de airbag similares.
Sin embargo, este diseño tiene dos importantes inconvenientes. Primero, el gas producido tras la explosión de la ácida de sodio es tóxico. El sodio metálico del escape es el causante del problema. Los científicos fueron capaces de neutralizar este problema añadiendo nitrato de potasio y dióxido de silicio.
¿Recuerdas el infame incidente de la retirada de los airbags de Tácata por 67 millones? Este incidente se produjo debido a una notoria propiedad de la ácida de sodio: absorben el contenido de humedad fácilmente. Si hay una fuga en la fase de diseño o fabricación, la ácida sódica absorbe la humedad. Tras la absorción de la humedad, al desencadenarse, el producto químico sufrirá de explosiones violentas, lo que provocará la rotura de los airbags y la metralla voladora hacia los pasajeros. Y esto es exactamente lo que ocurrió con los airbags de Tácata. Eventualmente la empresa quebró.
Para evitar estos desafortunados incidentes, la adición de un agente secante resulta útil y se requieren estrictas medidas de control de calidad para componentes como los airbags. Hoy en día se reemplaza la ácida sódica por el nitrato de guanina como generador de gas. Es menos tóxico que la ácida sódica y es menos explosivo. No es sensible a la humedad. Ahora no tenemos que preocuparnos por la explosión y los gases nocivos.
Incluso después de estos dos cambios en su diseño, los airbags electromecánicos basados en sensores sufrían de un problema más: esto se activaban ocasionalmente e incluso al caer en un bache. La razón: los interruptores eléctricos no proporcionan información sobre la tasa de desaceleración, la cual es necesaria para determinar la gravedad del accidente. Eso significa que no puede distinguir entre un bache y un accidente.
Es por esto que para detectar el choque con mayor precisión hoy en día se utilizan sensores MEMS con una avanzada unidad de control electrónico. Este es un método basado en la capacitancia con el que la severidad del accidente puede ser fácilmente determinada. La ECU también recibe información de los sensores de velocidad de las ruedas, los giroscopios, los sensores de presión de los frenos y los sensores de ocupación de los asientos. El algoritmo determina cuándo activar el generador de gas y cuándo inflar el airbag en función de la gravedad del accidente.
El activador enciende el explosivo en dos milisegundos y llena la bolsa en 20 a 30 milisegundos. El airbag permanece completamente abierto durante 100 milisegundos. El airbag está ahora listo para amortiguar. El airbag reparte la fuerza del impacto en una zona más amplia. No solo se infla, sino que también se desinfla para frenar el impacto. Al desinflarse da más tiempo para desplazarse.
Puedes ver los orificios de ventilación en los airbags. El aire sale por estos orificios y el airbag se desinfla para frenar el cuerpo. ¿Sabes porque el airbag no funciona en algunos modelos de autos si no llevas el cinturón de seguridad? La velocidad de inflado del airbag es enorme, alrededor de 320 kilómetros por hora. Durante este inflado, si golpeas el airbag, será más letal.
Por esto no te olvides de llevar el cinturón de seguridad para que esta hermosa tecnología de airbag pueda funcionar.
Hasta la próxima. ¡Gracias!
¿Recuerdas el infame incidente de la retirada de los airbags de Tácata por 67 millones? Este incidente se produjo debido a una notoria propiedad de la ácida de sodio: absorben el contenido de humedad fácilmente. Si hay una fuga en la fase de diseño o fabricación, la ácida sódica absorbe la humedad. Tras la absorción de la humedad, al desencadenarse, el producto químico sufrirá de explosiones violentas, lo que provocará la rotura de los airbags y la metralla voladora hacia los pasajeros. Y esto es exactamente lo que ocurrió con los airbags de Tácata. Eventualmente la empresa quebró.
Para evitar estos desafortunados incidentes, la adición de un agente secante resulta útil y se requieren estrictas medidas de control de calidad para componentes como los airbags. Hoy en día se reemplaza la ácida sódica por el nitrato de guanina como generador de gas. Es menos tóxico que la ácida sódica y es menos explosivo. No es sensible a la humedad. Ahora no tenemos que preocuparnos por la explosión y los gases nocivos.
Incluso después de estos dos cambios en su diseño, los airbags electromecánicos basados en sensores sufrían de un problema más: esto se activaban ocasionalmente e incluso al caer en un bache. La razón: los interruptores eléctricos no proporcionan información sobre la tasa de desaceleración, la cual es necesaria para determinar la gravedad del accidente. Eso significa que no puede distinguir entre un bache y un accidente.
Es por esto que para detectar el choque con mayor precisión hoy en día se utilizan sensores MEMS con una avanzada unidad de control electrónico. Este es un método basado en la capacitancia con el que la severidad del accidente puede ser fácilmente determinada. La ECU también recibe información de los sensores de velocidad de las ruedas, los giroscopios, los sensores de presión de los frenos y los sensores de ocupación de los asientos. El algoritmo determina cuándo activar el generador de gas y cuándo inflar el airbag en función de la gravedad del accidente.
El activador enciende el explosivo en dos milisegundos y llena la bolsa en 20 a 30 milisegundos. El airbag permanece completamente abierto durante 100 milisegundos. El airbag está ahora listo para amortiguar. El airbag reparte la fuerza del impacto en una zona más amplia. No solo se infla, sino que también se desinfla para frenar el impacto. Al desinflarse da más tiempo para desplazarse.
Puedes ver los orificios de ventilación en los airbags. El aire sale por estos orificios y el airbag se desinfla para frenar el cuerpo. ¿Sabes porque el airbag no funciona en algunos modelos de autos si no llevas el cinturón de seguridad? La velocidad de inflado del airbag es enorme, alrededor de 320 kilómetros por hora. Durante este inflado, si golpeas el airbag, será más letal.
Por esto no te olvides de llevar el cinturón de seguridad para que esta hermosa tecnología de airbag pueda funcionar.
Hasta la próxima. ¡Gracias!