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E isso é o que aconteceria em um acidente de alta velocidade se não houvesse air bag, mesmo se o motorista estivesse com o cinto de segurança. Esse é um grande desafio da engenharia: fazer com que o corpo humano repouso de uma alta velocidade em um tempo de 100 mil e segundos de duração sem causar muitos danos ao corpo. Vamos aprender mais sobre essa tecnologia que salva-vidas, entendendo o mecanismo de inflação do air bag, o que acontece curiosamente graças a uma explosão química.
E os cintos de segurança deveriam impedir o movimento de um corpo humano. Contudo, durante os acidentes, esse cintos de segurança exercem uma enorme força na área do tórax e podem causar lesões em órgãos internos. Para evitar essa enorme força no peito, os cintos de segurança modernos liberam minimamente o cinto de segurança com ajuda de uma barra de torção. Essa ação faz com que a parte superior do corpo se mova minimamente para frente, mas quando a barra de torção finalizar a liberação da correia, o movimento da parte superior do corpo será preso aqui.
Observe que o cinto de segurança impede o movimento da parte superior do corpo, excluindo o pescoço e a cabeça. E quando o pescoço e a cabeça não estão presos, você já consegue imaginar o que vai acontecer: a cabeça faz um movimento de pêndulo perfeito em um acidente de alta velocidade. A devastação pode ser terrível, mesmo com cinto de segurança.
E é por isso que os engenheiros tiveram a ideia dos air bags. Os erbegues têm um efeito de amortecimento e, ao mesmo tempo, evitam que você bata no painel. A primeira tentativa de inflar o airbag usando um arranjo de ar comprimido foi um fracasso. Esse projeto tinha dois problemas principais: um, a mola não foi capaz de determinar a colisão com precisão; dois, o ar comprimido não foi capaz de encher o air bag rapidamente o suficiente para evitar danos no acidente. Por essas razões, eles não foram usados comercialmente.
O fundador dos sistemas de segurança, John Suhr Allen Cabrid, propôs algumas invenções inovadoras para resolver esses problemas. Primeiro, ele melhorou a precisão do sensor usando um sensor de bola em tubo. Nesse sensor, a esfera de aço é mantida em posição com ajuda de um ímã. Quando ocorre uma colisão, o carro desacelera muito rapidamente, mas a bola se separa do ímã devido à sua inércia; a bola avança para fechar o circuito e envia um sinal para o inflador.
A segunda e maior contribuição foi o uso de explosivos químicos em vez de ar comprimido. O senhor Bridge usou uma substância química chamada azida de sódio para esse propósito. A especialidade da azida de sódio é esta: se esse produto químico sólido for acionado por uma temperatura superior a 300 graus Celsius, ele se converterá rápida e diretamente em estado gasoso. Os 50 gramas de azida de sódio geram cerca de 70 litros de nitrogênio. Esse produto químico é colocado dentro de um cilindro hermético do volante.
O sinal elétrico enviado pelo sensor de bola passa por um dispositivo pirotécnico, que é um fio fino e resistente. Quando a corrente passa por ele, gera uma temperatura de mais de 300 graus Celsius. Isso faz com que a azida de sódio exploda e gere gás nitrogênio muito rapidamente. Isso é capaz de inflar a bolsa em 30 mil e segundos. Essas duas descobertas tornaram possível o uso comercial dos air bags.
Este projeto patenteado da corporação Bridge foi lançado pela Chrysler em seus carros modelo Dodge Daytona em 1988. Esse foi um grande sucesso, e todos os outros fabricantes de automóveis começaram a implementar tecnologias de air bag semelhantes. Contudo, esse projeto tem duas desvantagens graves. Primeiro, o gás produzido após a explosão da azida de sódio é tóxico. E o sódio metálico do escapamento causa o problema. Os cientistas conseguiram neutralizar esse problema adicionando nitrato de potássio e dióxido de silício.
E os cintos de segurança deveriam impedir o movimento de um corpo humano. Contudo, durante os acidentes, esse cintos de segurança exercem uma enorme força na área do tórax e podem causar lesões em órgãos internos. Para evitar essa enorme força no peito, os cintos de segurança modernos liberam minimamente o cinto de segurança com ajuda de uma barra de torção. Essa ação faz com que a parte superior do corpo se mova minimamente para frente, mas quando a barra de torção finalizar a liberação da correia, o movimento da parte superior do corpo será preso aqui.
Observe que o cinto de segurança impede o movimento da parte superior do corpo, excluindo o pescoço e a cabeça. E quando o pescoço e a cabeça não estão presos, você já consegue imaginar o que vai acontecer: a cabeça faz um movimento de pêndulo perfeito em um acidente de alta velocidade. A devastação pode ser terrível, mesmo com cinto de segurança.
E é por isso que os engenheiros tiveram a ideia dos air bags. Os erbegues têm um efeito de amortecimento e, ao mesmo tempo, evitam que você bata no painel. A primeira tentativa de inflar o airbag usando um arranjo de ar comprimido foi um fracasso. Esse projeto tinha dois problemas principais: um, a mola não foi capaz de determinar a colisão com precisão; dois, o ar comprimido não foi capaz de encher o air bag rapidamente o suficiente para evitar danos no acidente. Por essas razões, eles não foram usados comercialmente.
O fundador dos sistemas de segurança, John Suhr Allen Cabrid, propôs algumas invenções inovadoras para resolver esses problemas. Primeiro, ele melhorou a precisão do sensor usando um sensor de bola em tubo. Nesse sensor, a esfera de aço é mantida em posição com ajuda de um ímã. Quando ocorre uma colisão, o carro desacelera muito rapidamente, mas a bola se separa do ímã devido à sua inércia; a bola avança para fechar o circuito e envia um sinal para o inflador.
A segunda e maior contribuição foi o uso de explosivos químicos em vez de ar comprimido. O senhor Bridge usou uma substância química chamada azida de sódio para esse propósito. A especialidade da azida de sódio é esta: se esse produto químico sólido for acionado por uma temperatura superior a 300 graus Celsius, ele se converterá rápida e diretamente em estado gasoso. Os 50 gramas de azida de sódio geram cerca de 70 litros de nitrogênio. Esse produto químico é colocado dentro de um cilindro hermético do volante.
O sinal elétrico enviado pelo sensor de bola passa por um dispositivo pirotécnico, que é um fio fino e resistente. Quando a corrente passa por ele, gera uma temperatura de mais de 300 graus Celsius. Isso faz com que a azida de sódio exploda e gere gás nitrogênio muito rapidamente. Isso é capaz de inflar a bolsa em 30 mil e segundos. Essas duas descobertas tornaram possível o uso comercial dos air bags.
Este projeto patenteado da corporação Bridge foi lançado pela Chrysler em seus carros modelo Dodge Daytona em 1988. Esse foi um grande sucesso, e todos os outros fabricantes de automóveis começaram a implementar tecnologias de air bag semelhantes. Contudo, esse projeto tem duas desvantagens graves. Primeiro, o gás produzido após a explosão da azida de sódio é tóxico. E o sódio metálico do escapamento causa o problema. Os cientistas conseguiram neutralizar esse problema adicionando nitrato de potássio e dióxido de silício.
Se você se lembra do infame incidente de recolha de 67 milhões de rebeldes da Takata, esse incidente aconteceu devido a uma propriedade notória da azida de sódio: ela absorve conteúdo de umidade facilmente. Se houver vazamento na fase de projeto ou fabricação, a azida de sódio absorverá a umidade. Após a absorção de umidade, quando acionado, o produto químico passará por violentas explosões, causando a ruptura dos rebeldes e os estilhaços voarão nos passageiros. Isso é exatamente o que aconteceu com os erbegues da Takata. Eventualmente, a empresa faliu.
Para evitar tais incidentes infelizes, a adição de um agente de secagem será útil, e medidas de controle de qualidade rígidas são necessárias para componentes como airbags. Atualmente, a azida de sódio é substituída pelo nitrato de guanidina como gerador de gás. É menos tóxico que a azida de sódio e menos explosivo; não é sensível à umidade. Agora não precisamos mais nos preocupar com a explosão e gases prejudiciais.
Mesmo após essas duas mudanças de projeto, os rebeldes baseados em sensores eletromecânicos tiveram mais um problema: eles eram ativados ocasionalmente quando o carro passava por um buraco. O motivo: os interruptores elétricos não fornecem informações sobre a taxa de desaceleração necessária para determinar a gravidade do acidente. Isso significa que não é possível distinguir entre um buraco e um acidente.
É por isso que, para detectar a colisão com mais precisão, hoje em dia os sensores — sistemas microeletromecânicos — são usados com a unidade de controle eletrônico avançada. Este é um método baseado em capacitância e a gravidade da falha pode ser facilmente determinada. A ECU também recebe informações dos sensores de velocidade das rodas, giroscópios, sensores de pressão de freio e sensores de ocupação do assento. O algoritmo determina quando acionar o gerador de gás e quando inflar o airbag, com base na gravidade da colisão. O dispositivo de ignição acende o explosivo em 2 milissegundos e enche a bolsa entre 20 e 30 milissegundos. O air bag permanece totalmente aberto por 100 milissegundos.
Agora o airbag está pronto para te amortecer. O air bag distribui a força de impacto por uma área maior. Ele não apenas inflama, mas também desinfla para diminuir sua velocidade durante o impacto. Enquanto desinfla, dá mais tempo para deslocar. Você pode ver dois orifícios de ventilação nos air bags: o ar sai desses orifícios e o airbag se desinfla para desacelerar seu corpo.
E você sabe por que o air bag não funciona em alguns modelos de carros se você não estiver usando o cinto de segurança? A velocidade de inflação do airbag é enorme — há cerca de 320 km por hora. Durante a sua inflação, se você acertar o air bag, isso será mais letal. Então não se esqueça de usar o cinto de segurança para que esta linda tecnologia de air bag funcione.
Vejo você na próxima.
Para evitar tais incidentes infelizes, a adição de um agente de secagem será útil, e medidas de controle de qualidade rígidas são necessárias para componentes como airbags. Atualmente, a azida de sódio é substituída pelo nitrato de guanidina como gerador de gás. É menos tóxico que a azida de sódio e menos explosivo; não é sensível à umidade. Agora não precisamos mais nos preocupar com a explosão e gases prejudiciais.
Mesmo após essas duas mudanças de projeto, os rebeldes baseados em sensores eletromecânicos tiveram mais um problema: eles eram ativados ocasionalmente quando o carro passava por um buraco. O motivo: os interruptores elétricos não fornecem informações sobre a taxa de desaceleração necessária para determinar a gravidade do acidente. Isso significa que não é possível distinguir entre um buraco e um acidente.
É por isso que, para detectar a colisão com mais precisão, hoje em dia os sensores — sistemas microeletromecânicos — são usados com a unidade de controle eletrônico avançada. Este é um método baseado em capacitância e a gravidade da falha pode ser facilmente determinada. A ECU também recebe informações dos sensores de velocidade das rodas, giroscópios, sensores de pressão de freio e sensores de ocupação do assento. O algoritmo determina quando acionar o gerador de gás e quando inflar o airbag, com base na gravidade da colisão. O dispositivo de ignição acende o explosivo em 2 milissegundos e enche a bolsa entre 20 e 30 milissegundos. O air bag permanece totalmente aberto por 100 milissegundos.
Agora o airbag está pronto para te amortecer. O air bag distribui a força de impacto por uma área maior. Ele não apenas inflama, mas também desinfla para diminuir sua velocidade durante o impacto. Enquanto desinfla, dá mais tempo para deslocar. Você pode ver dois orifícios de ventilação nos air bags: o ar sai desses orifícios e o airbag se desinfla para desacelerar seu corpo.
E você sabe por que o air bag não funciona em alguns modelos de carros se você não estiver usando o cinto de segurança? A velocidade de inflação do airbag é enorme — há cerca de 320 km por hora. Durante a sua inflação, se você acertar o air bag, isso será mais letal. Então não se esqueça de usar o cinto de segurança para que esta linda tecnologia de air bag funcione.
Vejo você na próxima.